0 引言
有害微生物在自然界尤其是空气中分布广泛、种类繁多，在一定条件下还能繁殖变异，不仅能够导致各种材料的变质和腐蚀，还能引起交叉感，传染疾病染等，严重威胁着人类的生存和健康。在一些特殊环境中，如医院病房、灾后疫区、大规模的人员集中区，空气的消毒净化更是一个迫切需要解决的问题。
治理被污染或含有害微生物较多的空气，应该及时控制污染源，采用适当的方法进行杀菌净化。一些对人类造成极大危害的如SARS 等病毒，应该设计专门的富集捕集装置，及时的监测杀灭。
目前，国内外使用的空气消毒方法主要有物理消毒法和化学消毒法。本文针对这两类方法尤其是化学药物消毒进行了较为系统的阐述，同时介绍了空气消毒机和特殊病毒捕集消毒法。
1 物理消毒
1.1 紫外线辐射消毒
紫外线杀菌消毒的原理是适当波长的紫外线能够破坏微生物机体中的 DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，使微生物立即死亡或丧失繁殖能力，进而达到杀菌消毒的效果。紫外线消毒效果受相对
湿度的影响，在相对湿度为100%时，用紫外线照射杀菌，99.70%的枯草芽胞杆菌失活，而在相对湿度为20%时，其他条件相同的情况下，杀菌率高达99.94%[1]。研究表明，用紫外线照射60 min，对室内空气中自然菌的消亡率
达94.47%[2]。紫外线与超声波结合的杀菌消毒方法，在误差允许的范围内，杀菌率高达100%[3]。紫外线消毒在空气消毒中应用广泛，具有高效、方便、安全、不残留毒性、不污染环境等优点，但其杀菌效果受空气中微生物的种类、数量、温度、相对湿度、紫外光照射强度等多种因素的影响，而且由于其能量低，穿透力弱，只能对物体表面进行照射消毒，存在消毒死角。紫外线同时会对人体造成一定伤害，消毒时人员需要离开。
1.2 等离子体消毒
等离子体是一种通常由介质阻挡和电晕放电产生的高度电离的气体云，主要包括活性氧原子、分子和自由基等氧化物质。它通过破坏微生物的细胞膜表面蛋白成分来杀灭细菌病毒[4]。由介质阻挡产生的等离子体对培养基内的金黄葡萄球菌和大肠杆菌能在20 min 内高效杀除[5]。使用等离子空气消毒机，开机60 min，在无人条件下手术室内自然菌的平均除菌率达84.98%；在有人条件下持续运行消毒机，空气中自然菌的数量呈上升趋势，但仍可保持在200 CFU/m3 以下，符合Ⅱ类环境要求[6]。辉光放电等离子体10 min 内可以使荧光假单胞菌数量降低6 个对数值，10 s 内可使琼脂上的大肠杆菌降低
4～5 个数量级[7]。等离子体杀菌时间较短，且对人体没有危害，但其机动性较差，只能定点实施消毒，且消毒范围较小。
1.3 光催化消毒
光触媒是在光的照射下，会发生类似光合作用的光催化反应，产生氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧，具有很强的光氧化还原能力，不但能把各种有机污染物分解成水和二氧化碳，还能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质。采用纳米光催化空气消毒机消毒后舱内空气病原菌数，由消毒前
的764～1989 CFU/ m3 下降到31～268 CFU/ m3，自然菌平均消亡率> 80%[8]。Mohseni 等[9]以质量分数为0.1 %的TiO2 为主要活性成分的光催化剂，在紫外光照射下通过环状反应器对氯乙烯(VC)的最大降解率达80 %。Amit Vohra 等人成功研制了掺杂银离子的TiO2 型光催化剂，并验证了其对蜡样芽胞杆菌、金黄葡萄球菌、大肠杆菌、黑曲霉和噬菌体的高效消毒性，该光催化剂可以用于高空中的微生物的杀菌处理[10]。光催化消毒对人体无毒无害，并且不会对环境产生二次污染[11]，但是光触媒催化剂的吸收光谱需要继续向可见光扩展，而且其比表面积有限，消毒净化范围和杀菌效果仍是一个需要改进的问题。
1.4 空气消毒机
将两种或两种以上的包括静电吸附、活性碳过滤、紫外线、光触媒等物理消毒方法结合起来的空气消毒器，是近几年的研究热点。它能够克服单一消毒方法的不足，互相补充，进而达到更加理想的杀菌净化效果。代文银等人发明了一种装有初效过滤器、静电除尘器、活性炭过滤网、紫外线杀菌灯和光触媒过滤网的多功能空气消毒净化装置[12]。采用YKJ-F1200型空气净化器对供应室无菌间进行消毒，消毒前室内空气细菌数
为220CFU/m3，开机消毒60 min，细菌数为(32±10.69) CFU/m3，动态操作60 min，细菌数为( 24±13.87) CFU/m3[13]。
2 化学消毒
2.1 化学药物消毒
常用的化学消毒剂包括醛类消毒剂、季铵盐类消毒剂、胍类消毒剂、酚类消毒剂、醇类消毒剂、卤素类消毒剂以及过氧化物类消毒剂。其中，过氧化物类消毒剂和含氯类消毒剂属于高效消毒剂，是目前使用最为广泛的消毒剂。过氧化物类消毒剂不仅能够通过氧化作用使细胞内的酶失去活性，而且能够该改变细胞内的pH值，进而杀灭微生物。含氯消毒剂近年来发展较快的是二氧化氯消毒剂。二氧化氯具有极强的氧化作用，能使微生物蛋白质中的氨基酸氧化分解，导致氨基酸断裂，微生物死亡。研究表明，66mg/L的二氧化氯消毒液以8mL/m3的使用量对人工污染的房间内消毒，15min内对白葡萄球
菌的杀菌率达99.90%；相同条件下对普通室内空气消毒，自然菌消亡率达98.62％[14]。化学消毒剂对微生物的杀灭具有高效、广谱等特点，而且使用简便，能够通过调节用量来控制消毒范围。因此，化学消毒仍是目前以及未来最为常用的消毒方法之一。但化学消毒的缺点也非常明显：稳定性差，需要现用现配，消耗量大；高浓度的化学消毒剂对人体有一定的毒副作用。
2.1.1 化学消毒剂的新剂型
将化学消毒剂制成气溶胶进行空气消毒能增加消毒剂对病原微生物的作用时间，可大大提高杀菌效率。相同条件下，将过氧化氢用普通喷壶喷雾，对室内空气中自然菌的平均消除率仅为4.46%，而采用气溶胶喷雾器喷雾，对室内空气中自然菌的消除率达到88.26% [15]。
将化学消毒剂与适当的辅料制成固体颗粒等新剂型，运输方便，抗干扰能力加强，而且杀菌效果的持续性和稳定性有很大的提高。药剂量
为15mg/L的季铵化的聚乙烯亚胺与浓度为109 CFU/mL的菌悬液接触4min，即可使杀菌率达100% [16]。
为解决化学消毒剂消耗量过大，这个关键性问题，缓释或控释型消毒剂是未来的一个研究热点。缓释或控释消毒技术是指将消毒剂与载体结合在一起，然后，其中的有效成分通过扩散或其他方式缓慢有
控的释放到环境中的技术。Liang等人对制备的一种二氧化氯缓释空气消毒剂进行了测试，在37℃下，储存了90天，二氧化氯含量下降了4.32％，在普通房间消毒60min，空气中的自然菌消亡率超过90%[17]。
2.1.2 化学消毒剂的复配
将两种或两种以上具有协同效应的化学消毒剂（化学消毒剂与物理因子）复合使用，既可以扩大杀菌范围，提高消毒效果，又可以降低细菌对消毒剂的耐药性。硝酸银六偏磷酸钠螯合物与过氧化氢复合使用，具有协同效应，含30g/L 过氧化氢的该复方消毒剂，对金黄葡萄球菌和大肠杆菌作用5 min 的KL 大于5.00；54℃存放14d 后，过氧化氢含量平均下降率小于10%[18]。
2.2 臭氧消毒
臭氧是一种淡蓝的、具有特殊臭味的强氧化性气体，扩散性好，对各种微生物都有较强的杀灭作用，广泛应用于空气消毒。臭氧能够渗透细胞膜组织、改变细胞的通透性、分解细胞内的DNA 和蛋白质。一种QD-70 型臭氧消毒机在开机30 min 后，实验室内臭氧平均浓度达到4.63 mg/m3，开机30 min 和90 min 后，对空气中白葡萄球菌平均杀灭率分别为99.99%和100.00%，现场试验中开机2 h，空气中自然菌的平均消亡率可
达93.66%[19]。臭氧在空气中的半衰期一般为20～50 min，在常压下可自行还原为氧气，不产生二次污染，但是对人体呼吸系统的毒性很大，只能在无人区域实施消毒净化。
2.3 氧化还原电位水消毒
氧化还原电位水通常是指在水中加入一定量的氯化钠，通过离子隔膜电解而产生的氧化还原电位(ORP)高，一般在1100mV以上；pH值低，一般小于2.7；含有一定有效氯等活性氧化物质的强氧化酸性水[20]。氧化还原电位水杀菌机理主要包括：破坏细胞的保护层、增加细胞的通透性、引起
细胞质的外泄以及降低一些酶的活性[21]。程红梅等人制备了一种氧化还原电位水，该消毒剂对悬液内大肠杆菌作用2 min，杀灭率为100%；对悬液内枯草杆菌黑变种芽孢作用30 min，杀灭率可达到100%[22]。飞等人采用正交试验和平板沉降法采样，得出酸性氧化电位水作为空气消毒的决定因素是浓度和相对湿度，作用时间和环境温度影响较小[23]。氧化还原电位水是一种高效、广谱、安全的消毒液，而且消毒后还原为普通水，无二次污染，但是氧化电位水在高温环境下稳定性很差，容易失效，而且存放时间不能太久。
2.4 特殊病菌的捕集消毒
一些特殊的病菌如禽流感病毒、SARS病毒等，对人类社会造成了无法估计的危害，对于这些病毒的
检测、预防和杀灭，关系重大。虽然这些病毒存在变异的可能，但在一定范围内，人类对其结构和传染机理已经有了一定的掌握，进而研究设计出了专门的捕集消毒方法。蔡建平等人提供了一种以生物素标记的捕获探针与包被了亲和素的磁珠结合的方法，该方法对SARS冠状病毒RNA具有捕获功能[24]。片寄聪等人提供了一种即使病毒浓度极小也能准确捕捉HBV-DNA的捕捉用探针和探针固定化固相载体[25]。
3 展望
空气消毒受很多因素的影响，消毒方法的选择，应该因地制宜，综合考虑。如室内低污染小范围空气的杀菌和净化可以采用等离子体、光催化等方法；无人厂房可以采用紫外线、臭氧等消毒方法；大范围流动区域则需采用化学药物消毒。
物理消毒方法如等离子消毒、光催化消毒的杀菌机理需要进一步探索，为后续研究提供可靠的依据和指导。物理消毒的机械设备，也需继续加大开发力度，如设计安全、快速、可以远程消毒的仪器等。多种物理消毒方法结合的空气消毒机，是现在一个主要的研究方向。
化学消毒方法在未来很长一段时间内仍将占主导地位。高效、广谱、反应迅速、抗干扰能力强、无毒副作用、腐蚀性小、无二次污染、易于运输、使用简便的新型消毒剂需要不断努力地寻或研制。缓释或控释消毒剂，有望解决化学消毒剂消耗量过大这个关键问题，是未来化学消毒剂研究的一个热点。
特殊病毒富集捕集装置的种类也应该不断的拓宽，进而对这些病毒能够及时的监测杀灭，防止这些病毒对人类造成巨大的危害。
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