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不同类型家用加湿器抑制细菌释放探究

2024-10-19 63 上传者：管理员

摘要：家用加湿器在连续使用过程中容易滋生细菌释放到室内产生二次污染，为防止加湿器污染室内空气，探究不同类型加湿器抑制细菌释放情况，以期望找到“纯净加湿”办法。将人工制备菌液加入加湿器中，取不同区域的水样做活菌计数培养。转移加湿器至试验舱内工作，采集不同时间段舱内细菌浓度，分析加湿器抑制细菌释放情况。结果表明，电热式加湿器、蒸发式加湿器、超声波式加湿器（水槽无杀菌模块）、超声波式加湿器（水槽银离子模块）在试验舱连续加湿工作2 h后，舱内菌落浓度分别为均<320 cfu/m3、<320 cfu/m3、4.73×104 cfu/m3、<320 cfu/m3。由此可见，电热式加湿器、蒸发式加湿器不产生二次污染，能做到“纯净加湿”效果；超声波式加湿器加湿工作确定会有二次污染且较为严重，但在水槽内增加杀菌模块也可以做到“纯净加湿”的效果。

关键词：
二次污染
微生物
电热加湿
细菌释放
超声波;蒸发式
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随着生活水平的提高，人们对生活的质量追求也越来越高，为改善室内的干燥环境，不少家庭都会使用加湿器。然而，人们在享受舒适的湿度同时，却容易忽视加湿器带来的微生物危害，染上“加湿器肺病”。与“空调病”类似，都是不科学使用造成的。有研究发现，加湿器在连续工作使用后，就能够滋生成千上万的细菌，一旦这些污染菌经过加湿器释放到密闭空间中，再经呼吸进入人的体内，将增加患呼吸道疾病的可能性，如果加湿器还存在一些过敏原，还会诱发过敏性鼻炎、哮喘等过敏性疾病[1-2]。

目前，市面上的加湿器按工作原理主要分为三大类[3]。一类是电热加湿型，其原理是通过电加热的方式使水汽化，产生蒸汽对空气进行加湿，其优点是无菌加湿，缺点是耗电量大；一类是超声波加湿型，其原理是通过超声波快速震荡将水雾化，并将水雾分散到空气中达到加湿目的，其优点是省电、加湿工作直观，缺点是保养频繁，容易形成二次污染；一类是风机加湿型，其原理是使用一个类似毛巾的高吸水性物品来吸收水分，同时让风机不断强制循环空气带走水分散发到空间中，其优点是低噪音，加湿量大，缺点是价格偏贵，保养也频繁。三类加湿器各有利弊，为进一步了解不同加湿器在实际使用中产生二次污染的情况，期望防止加湿污染室内空气，达到“纯净加湿”目的，对不同类型的加湿器抑制细菌释放的探究合理且必要。

1、材料与方法

1.1主要仪器设备

1）微生物气溶胶发生器，型号：TK-3，购于常州普森电子仪器厂；

2）液体撞击式采样器，型号：GR-1353，购于青岛国瑞力恒环保科技有限公司；

3）恒温恒湿箱，型号：LHS-250HC-Ⅱ，购于上海一恒科学仪器有限公司；

4）生物安全柜，型号：HR50-ⅡA2，购于青岛海尔生物医疗股份有限公司；

5）实验舱，型号：30 m3（符合QB/T 5364-2019《空气净化器测试用试验舱技术要求和评价方法》要求）。

1.2主要实验材料

1）菌种：白色葡萄球菌8032（第5代）；

2）培养基：营养琼脂培养基；

3）缓冲液：PBS缓冲液；

1.3实验方法[4-5]

1.3.1菌悬液的制备

取菌种第4～7代37℃培养24 h的新鲜斜面细菌培养物，用无菌去离子水反复吹洗，移至洁净试管震荡摇匀后，用PBS稀释至适宜浓度，制成菌悬液，并要求菌悬液初始细菌浓度为1.0×107～9.9×107cfu/m L。

1.3.2样机前处理

待测样机的水槽、水箱使用75%的酒精冲洗2～3次，再使用无菌水冲洗2～3次，在无菌室中自然晾干或者风干待用。

1.3.3实验舱预处理

实验前对实验舱壁、地面和实验舱内空气进行紫外照射30 min消毒处理，开启实验室的空气净化系统，使舱内背景细菌浓度小于10 cfu/m3，开启温湿度控制装置，使实验舱内温度达到23～25℃，相对湿度达到35%～40%。

1.3.4测试步骤

1）将配置好的菌悬液全部倒入加湿器水箱中，再加入500 m L的无菌水去离子水，搅拌均匀静置5 min，取水箱中水样做活菌计数，37℃培养48 h，菌落浓度记录为C0；开机试运行30 min，吸取水槽雾化区水样做活菌计数，37℃培养48 h,菌落浓度记录为C1。

2）转移加湿器至实验舱中心位置约1 m高处，开启加湿工作前，利用液体撞击式采样器对实验舱背景细菌浓度进行采样，流量设定为12.5 L/min，采样时间为5 min。

3）采样完成后，开启加湿染菌工作，打开最低速加湿量档位，连续工作2 h，同时开启舱内循环风扇，每30 min对舱内空间细菌浓度进行一次采集，流量设定为12.5 L/min，采样时间为5 min，同时记录下舱内的温湿度记录。

4）将采集到的菌液进行10倍梯度稀释和细菌培养48 h，计算菌落总数k，换算出舱内空间菌落浓度Ct。

5）取未用的同批培养基2份，与试验样品同时进行培养，作为阴性对照。

6）每次实验结束后，对实验舱和样机进行消毒处理。

1.3.5计算公式

式中：Ct为不同时间段舱内空间菌落浓度，cfu/m3;k为采集到的舱内菌落数，cfu;t为采样时间，min。

注：1）实验过程，采集液1 m L的培养并未发现细菌，为了严谨性所以具体计算如下：20 m L采集液的细菌<20 cfu，根据采样气体体积换算试验后空气中细菌浓度<20 cfu/62.5 L=0.32 cfu/L=320 cfu/m3。2）结果为三次实验的平均值。

2、结果与分析

2.1结果

2.1.1电热式加湿器抑制细菌释放情况

本次实验选用的加湿器加湿量约43 m L/h，菌悬液初始浓度为5.37×107cfu/m L，抑制细菌释放情况如表1所示。

表1电热式加湿器各取样点菌落数/菌浓度

2.1.2超声波式加湿器（水槽无杀菌模块）抑制细菌释放情况

本次实验选用的加湿器加湿量约35 m L/h，菌悬液初始浓度为2.33×107cfu/m L，抑制细菌释放情况如表2所示。

表2超声波式加湿器（水槽无杀菌模块）各取样点菌落数/菌浓度

2.1.3超声波式加湿器（水槽放置银离子模块）抑制细菌释放情况

本次实验选用的加湿器加湿量约35 m L/h，菌悬液初始浓度为2.31×107cfu/m L，抑制细菌释放情况如表3所示。

表3超声波式加湿器（水槽放置银离子模块）各取样点菌落数/菌浓度

2.1.4蒸发式加湿器抑制细菌释放情况

本次实验选用的加湿器加湿量约60 m L/h，菌悬液初始浓度为3.14×107cfu/m L，抑制细菌释放情况如表4所示。

表4蒸发式加湿器各取样点菌落数/菌浓度

2.2分析

实验以人工加菌方式模拟不同类型加湿器使用一段时间后水箱累积大量细菌的污染情况，实验方法主要参照《消毒技术规范》（原卫生部2002年版）以及GB/T 23332-2018《加湿器》。试验结果表明，电热式加湿器（表1）以及蒸发式加湿器（表4）在加湿工作中几乎不产生二次污染。电热式的原理是加热产生蒸汽，高温杀灭细菌，因此不产生污染。蒸发式加湿器由于蒸发滤芯的作用，把细菌吸附到湿帘上，风机的能量不足以使湿帘上的细菌逃逸，加湿工作的时候并不会把细菌带入空气中。表2和表3结果表明，超声波加湿器在水槽无杀菌模块的情况下，其可能是由于超声波不断把污染的细菌分散，雾化区的细菌反而增加，在细菌加速繁殖情况下进行加湿工作，致使实验舱内空气中的细菌浓度逐渐上升；然而，在水槽中加入银离子模块，可以有效地杀灭雾化区内的细菌，加湿工作的时候也没有把细菌带入空气中。

3、结论

试验结果表明，不同加湿器抑制细菌释放的效果有明显区别。电热式加湿器几乎不产生二次污染甚至具备“自净”功能，因此抑制细菌效果最佳；蒸发式加湿器由于湿帘的作用，加湿工作并没有将细菌带入空气中，但由于本试验的结果并无进一步分析湿帘上是否残留细菌，使用久了是否会滋生细菌，产生二次污染有待进一步探究；超声波式加湿器（无杀菌模块）加湿工作中确定会将细菌带入空气中，污染环境，并且随着使用的时间增加，雾化量的增加，导致水槽内的细菌也进一步繁殖，带入空气中的细菌浓度进一步升高，此类加湿器在水槽内增加杀菌模块，亦可以有效杀灭污染的细菌，提高净化能力，有效抑制细菌释放。

参考文献:

[1]姚楚水,杨燕,丁兰英,等.超声波加湿器内水中自然菌生长情况及其对空气污染的研究[J].中国消毒学杂志,2005(04):442-444.

[2]戴自祝.加湿器是把双刃剑[J].家庭医学(下半月),2010(02):56.

[3]金辉.加湿器的分类及原理[J].大众用电,2011,27(03):43.

[4]中华人民共和国卫生部.消毒技术规范(2002年版)[Z].

[5]GB/T23332-2018加湿器[S].

文章来源:杨联胜,万分龙,曹万荣.不同类型家用加湿器抑制细菌释放的探究[J].轻工标准与质量,2024,(05):85-87.