氣–固反應制備氣體二氧化氯在線監(jiān)測技術及對細長管腔消毒的研究.pdf

1、“9·11事件”后發(fā)生在美國議員辦公大樓和郵局系統(tǒng)的炭疽孢子污染事件，說明生物恐怖襲擊已經(jīng)成為現(xiàn)實威脅。2003年席卷全球的SARS病毒，2009年暴發(fā)的甲型H1N1流感病毒，以及2014年肆虐西非的埃博拉疫情，表明新發(fā)、突發(fā)性傳染病疫情對公共衛(wèi)生安全體系構成了嚴峻挑戰(zhàn)。在應對生物襲擊、傳染病疫情時，除了隔離防護措施外，對疑似受生物污染的建筑、艙室、設備、器械等進行徹底消毒是一項必要的手段，可以有效地阻斷病原微生物通過空氣、物體傳播。噴

2、灑、擦拭等傳統(tǒng)消毒技術無法對縫隙、設備底部、過濾器等多孔物體或復雜物體表面進行徹底消毒，存在消毒盲區(qū)。鑒于氣體消毒劑具有良好的穿透和擴散特性，氣體熏蒸消毒是對空間及空間內(nèi)物體表面最有效的消毒方式。甲醛熏蒸消毒曾經(jīng)在國內(nèi)外普遍用于空間消毒，但因為甲醛被國際衛(wèi)生組織定性為致癌物，在美國等國家已被逐漸淘汰，而我國由于新型技術缺失等原因仍然在廣泛使用。
　　氣體二氧化氯是國際上被廣泛認可的高效消毒滅菌劑，具有廣譜、高效、安全等特性，除了可

3、用于飲用水消毒、食品消毒保鮮外，還可用于生產(chǎn)設備、實驗室設備、室內(nèi)環(huán)境及室內(nèi)物體表面等對象的消毒或滅菌。然而，我國在氣體二氧化氯消毒技術方面尚未獲得真正突破，仍然局限于水消毒和水果保鮮等領域，而在空間及空間內(nèi)物體表面的消毒應用鮮有成果，在醫(yī)療器械等領域的應用研究更是空白。主要原因是氣體二氧化氯空間消毒方面的若干關鍵技術未獲得突破，即簡易、定量、可控的純凈氣體二化氯發(fā)生技術，氣體二氧化氯濃度在線監(jiān)測技術，氣體二氧化氯安全使用技術等。本課題

4、以國家生物安全、衛(wèi)生防疫的需求為牽引，開展了氣體二氧化氯消毒的關鍵技術研究，以期為我國的氣體二氧化氯消毒技術研究提供技術支持，推廣氣體二氧化氯這一優(yōu)秀消毒劑的應用，解決國家生物安全和衛(wèi)生防疫的現(xiàn)實需求。
　　首先，開展了氣體二氧化氯濃度在線監(jiān)測技術研究。根據(jù)氣體二氧化氯在紫外光至藍光波段內(nèi)具有較強吸收的光譜吸收特點，研究了光譜吸收型氣體二氧化氯濃度傳感器，基于理論分析設計了簡化的單波長雙光路法的檢測光路。根據(jù)氣體二氧化氯的光解反應

5、特點，選取中心波長為405nm的LED為光源，以ARM為核心，輔以CPLD，設計了可正弦調(diào)制的LED驅(qū)動電路，及光電轉換前置放大、帶通濾波、模擬鎖相放大的信號處理電路。為避免碘量法的繁瑣的試劑和操作步驟，設計了精密注射器采樣、DPD法手持式二氧化氯檢測儀檢測水溶液中二氧化氯濃度的方法，間接標定氣體二氧化氯濃度傳感器的標準曲線。并檢驗了濃度傳感器的準確度、一致性及相對濕度對檢測結果的影響等。然后，針對一些需要對內(nèi)部細長管腔消毒的重要應用場

6、景，如可能被生物戰(zhàn)劑污染的生物偵檢裝備采樣管道，可能攜帶超級細菌的內(nèi)窺鏡、體外呼吸機等醫(yī)療器械，研究了氣體二氧化氯對細長管腔的消毒效果。創(chuàng)新性地設計了一種主動灌流方式，使用氣體二氧化氯消毒細長管腔。設計了一種聚四氟乙烯（PTFE）材質(zhì)的細長管腔實驗裝置，在其中部及兩端各設置一個直通接頭以放置染菌載體，分別表示細長管腔內(nèi)部不同部位的消毒效果。以萎縮芽孢桿菌芽孢為指示微生物，以PTFE薄片為染菌載體，在不同的相對濕度、氣體二氧化氯濃度、作用

7、時間、流經(jīng)管腔的流量及有機干擾物等參數(shù)條件下，定量地考察了氣體二氧化氯殺滅細長管腔內(nèi)PTFE菌片上的芽孢殺滅效率。
　　設計了一種細長管腔內(nèi)相對濕度分布的測試裝置，在細長管腔內(nèi)不同流量的條件下，測量細長管腔內(nèi)對應PTFE菌片的三個位置的相對濕度的差異。從細長管腔內(nèi)相對濕度變化規(guī)律的方面，解釋氣體二氧化氯對細長管腔內(nèi)不同部位消毒效果存在差異的可能原因。
　　同時，針對現(xiàn)實的消毒應用中存在的一些諸如不完整密封的機殼、十二指腸鏡的

8、抬鉗器底面等較窄的縫隙，研究了氣體二氧化氯對狹窄縫隙內(nèi)不銹鋼表面的消毒效果。設計了一種狹窄縫隙實驗裝置，包括兩種縫隙高度、四種縫隙深度，及存在盲端的狹窄縫隙。在一定相對濕度、氣體二氧化氯濃度及作用時間的條件下，定量考察了縫隙高度、菌片深度、是否盲端、是否預抽取負壓等因素對縫隙內(nèi)不銹鋼菌片上萎縮芽孢桿菌芽孢的殺滅效果。
　　最后，開展了氣體二氧化氯應用于消化內(nèi)鏡高水平消毒的研究。根據(jù)氣體二氧化氯可以實現(xiàn)細長管腔及狹窄縫隙內(nèi)萎縮芽孢桿

9、菌芽孢高水平消毒的結果，可以認為氣體二氧化氯可以應用于消化內(nèi)鏡消毒。本文在研究氣體二氧化氯消毒消化內(nèi)鏡的過程中，系統(tǒng)性地研究了氣－固反應制備氣體二氧化氯的氯氣和氣體二氧化氯安全使用技術，可以應用于負壓消毒艙的快速、穩(wěn)定的蒸汽加濕器，氣體二氧化氯吸收器等，最終研制了氣體二氧化氯消化內(nèi)鏡消毒樣機。設計了應用氣體二氧化氯消毒消化內(nèi)鏡時的內(nèi)鏡清洗、消毒流程，并進行了實效驗證。
　　綜上所述，通過本課題的研究，一方面，氣體二氧化氯濃度傳感器