消毒技术介绍之综合消毒技术

孟想成真

目前，常见应用的消毒技术可以分为三类，分别是物理消毒技术，化学消毒技术和综合消毒技术，本文将为大家概括性地介绍综合消毒技术并分析其优缺点，一起来看看吧！
1. 等离子体
等离子体(plasma)是由原子或分子被电离后形成的电中性气态物质，被认为是物质除固体、气体、液体外的“第四态”。大气压低温等离子体(atmospheric cold plasma, ACP)通常是指在大气压下通过各种形式的放电产生的气体温度接近室温的等离子体，产生等离子体的方式有电晕放电、介质阻挡放电、等离子体射流、微波放电等。等离子体中包含有带电粒子(OH-、H2O+、电子)、活化和非活化粒子、紫外线、活性氧ROS(羟基自由基OH、过氧化氢H2O2、单线态氧、臭氧O3)、活性氮RNS(一氧化氮NO、激发态氮、过氧亚硝酸根)等，已被广泛用于生物医学、材料处理、能源转化、环境治理、航空航天、农业食品等领域。通常等离子体在强电场作用下产生，等离子体中含有大量的高能带电粒子和活性粒子，产生等离子体的同时会产生热辐射和发射出紫外线。由前文可知，这些物理和化学因子都能对微生物产生有效的破坏作用，因此等离子体用于消毒时可认为是多种物理化学因子共同作用，是一种“鸡尾酒”式的综合消毒技术。

等离子体消毒原理
低温等离子体用于杀灭微生物的研究开始于20世纪六七十年代，但早期的等离子体灭菌器多采用低气压条件，用于医疗器械或包装材料的消毒灭菌，因为低气压下气体更容易电离，并且可以产生大体积等离子体。相比而言，大气压低温等离子体更具有实用价值。研究表明，大气压低温等离子体能有效地降低环境中的致敏原和细菌，是一种高效的空气净化技术。
关于等离子体的杀菌机理至今尚未有统一定论，传统方法灭菌曲线为一条直线，而等离子灭菌曲线图通常有2~3个不同的阶段。一般认为放电参数越高，产生的等离子体中活性物质的剂量越大，杀灭病原体的效果也越好。研究发现气体中氧气含量对杀菌效果有显著影响，表明活性氧在杀菌中起重要作用，等离子体杀菌是一个复杂的过程。
大气压低温等离子体是一种绿色快速高效的消毒技术，可适用于空气和物表消毒。放电产生等离子体的同时也会产生臭氧、氮氧化物等副产物，需要使用其他技术消除副产物，此外产生等离子体一般都需要加高电压，有一定的危险性。若控制好臭氧、氮氧化物等副产物，该技术可以实现人机共存。
2. 等离子体活化水
等离子体活化水(plasma activated water, PAW)或等离子体活化液(plasma activated liquids, PAL)是近年来新兴的一种消毒技术，通常在大气中放电产生等离子体，等离子体中的电子、活性氧、活性氮、自由基等组分与水作用生成等离子体活化水。这些气体中的活性组分与水作用可以形成过氧化氢(H2O2)、亚硝酸根(NO2-)、硝酸根(NO3-)、过氧亚硝酸根(ONOO-)等活性物质，研究认为这些物质与细胞膜、细胞壁、核酸和内部蛋白等细胞成分的相互作用是导致微生物细胞失活的主要原因。

等离子体活化水保鲜应用
等离子体活化水中的活性物质取决于许多因素，如放电类型、工作气体、处理时间、储存时间等。产生等离子体活化水的放电类型有多种，如电晕、射频、微波、介质阻挡放电、射流等。一般认为等离子体活化水的杀菌因子源于其高的正氧化还原电位和低pH值的协同作用，高的氧化还原电位与H2O2、OH、O、O3等活性氧组分和NO2-、NO3-、ONOO-等活性氮组分有关。
等离子体活化水化学残留低、无二次污染，可现制现用，避免化学消毒剂长期储存和运输的安全隐患，有望作为传统化学消毒剂的替代品，应用于食品包装、器械等表面消毒，也可通过喷洒的方式用于空气消毒。但由于该方法毕竟是一种新的消毒手段，与微生物的作用机制仍需进一步研究，且应用于空气消毒的有效性有待进一步评估。
3. 其他综合消毒技术
单一的物理或化学消毒技术由于各自的特点存在消毒效果不佳的问题，而多种技术组合使用的复合消毒技术则有可能弥补单一技术的不足，达到更好的消毒效果。
针对静电吸附无法将微生物有效杀灭的问题，一些研究者提出热耦合电晕放电的空气消毒装置，采用阵列线-板电极结构进行电晕放电吸附微生物，负极板内嵌发热丝集中加热进行灭活，结果表明热耦合电晕放电能有效提高病菌杀灭效果，极板残留病毒去除率提升99.97%。一些研究者使用泡沫镍制作的高效过滤器，可实现对炭疽芽孢杆菌和SARS-CoV-2的捕捉，并同时加热杀死病原体，从而降低二次感染风险。复合消毒技术比单一消毒技术具有更好的消毒效果。