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1 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 WHAMPOA - An Interdisciplinary Journal 53(2007) 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 劉 明 哲 1 理 筱 龍 1 盧 明 俊 2 賴 政 國 3 1 陸 軍 軍 官 學 校 化 學 系 2 嘉 南 藥 理 科 技 大 學 環 境 資 源 管 理 系 3 陸 軍 司 令 部 化 學 兵 處 核 生 化 防 護 研 究 中 心 摘 要 空 氣 懸 浮 菌 落 過 高 將 嚴 重 影 響 室 內 空 氣 品 質 (I.A.Q.), 導 致 疾 病 防 疫 與 感 控 困 難 活 化 的 二 氧 化 氯 溶 液 是 兼 具 氣 體 與 液 體 消 毒 能 力 的 環 保 消 毒 劑, 本 研 究 蒐 整 其 理 化 特 性 與 消 毒 機 制 的 相 關 文 獻, 並 執 行 ppm 二 氧 化 氯 氣 霧 在 實 驗 室 醫 院 與 議 場 中 的 室 內 懸 浮 菌 落 消 毒 效 能 研 究 結 果 顯 示 活 化 後 的 200ppm 250ppm 與 1000ppm 二 氧 化 氯 溶 液, 分 別 以 超 音 波 震 盪 方 式, 釋 放 4.0mL/m 3 2.5mL/m 3 與 1.0mL/m 3 的 氣 霧 在 各 類 室 內 空 間, 均 能 有 效 消 除 空 氣 懸 浮 菌 落, 平 均 滅 菌 率 為 94.4%; 唯 室 內 空 間 的 密 閉 性 菌 落 數 人 員 數 二 氧 化 氯 停 留 時 間 與 空 調 系 統 均 能 影 響 消 毒 效 能 ; 經 實 場 操 作 獲 得 30 分 鐘 後 達 九 成 消 毒 率 的 濃 度 與 釋 放 量 的 參 考 乘 積 為 625 ppm.ml/m 3, 該 經 驗 值 可 提 供 日 後 室 內 空 氣 消 毒 規 劃 依 據 關 鍵 詞 : 菌 落 室 內 空 氣 品 質 感 控 二 氧 化 氯 消 毒 一 前 言 自 2001 年 9 月 美 國 國 會 山 莊 爆 發 遭 炭 疽 桿 菌 (Bacillus anthracis) 郵 包 的 生 物 恐 怖 攻 擊 事 件 2003 年 3 月 和 平 醫 院 因 SARS 感 染 擴 散 而 封 院 事 件 2005 年 9 月 世 界 衛 生 組 織 (WHO) 對 全 球 發 佈 禽 流 感 (Avian Influenza) 疫 情 將 擴 大 感 染 上 億 人 的 嚴 重 警 訊 [1], 面 臨 這 一 連 串 大 規 模 疫 病 傳 染 威 脅, 在 在 突 顯 出 室 內 空 氣 消 毒 與 感 染 控 制 (Infection control) 作 為 的 重 要 性, 而 室 內 空 氣 品 質 (Indoor Air Quality, I.A.Q.) 的 潔 淨 度 維 護, 則 是 感 控 及 預 防 大 型 疫 病 擴 散 的 重 要 作 為 [2] 值 得 警 惕 的 是,2004 年 2005 年 中 華 民 國 消 基 會 分 別 於 台 北 及 高 雄 世 貿 中 心 的 資 訊 月 展 覽 會 場 進 行 19 及 16 個 採 樣 點 的 監 測, 卻 發 現 空 氣 中 總 細 菌 數 均 高 於 環 保 署 建 議 標 準 值 500 CFU/ m 3, 顯 示 其 室 內 空 氣 品 質 極 為 不 佳, 更 潛 藏 較 高 的 病 菌 感 染 風 險 傳 統 的 空 氣 品 質 溫 濕 度 控 制 加 強 通 風 換 氣 與 高 效 能 微 粒 濾 層 (HEPA) 的 空 氣 循 環 過 濾 技 術, 遭 遇 人 潮 擁 擠 或 高 傳 染 性 病 原 ( 流 感 病 毒 麻 疹 病 毒 退 伍 軍 人 肺 炎 菌 與 肺 結 核 桿 菌 等 ) 於 空 氣 中 散 佈 時, 恐 將 不 敷 使 用 [3] 1995 年 曾 經 參 與 東 京 地 鐵 沙 林 毒 氣 攻 擊 恐 怖 事 件 鑑 定 的 杜 祖 健 博 士 等 人 [4] 亦 指 出 : 當 前 恐 怖 主 義 橫 行, 若 有 人 蓄 意 於 地 鐵 賣 場 等 室 內 空 間 散 播 致 命 病 原 ( 炭 疽 桿 菌 霍 亂 菌 班 疹 傷 寒 菌 伊 波 拉 病 毒 與 馬 爾 堡 病 毒 等 ), 甚 至 能 引 發 疫 病 大 規 模 流 行, 如 何 研 發 主 動 有 效 的 室 內 空 氣 消 毒 技 術, 實 為 當 務 之 急 從 2004 年 世 界 衛 生 組 織 的 第 三 版 實

2 56 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 驗 室 生 物 安 全 指 引 (Laboratory biosafety manual) [5] 所 推 薦 的 生 物 消 毒 劑 : % 次 氯 酸 鈉 溶 液 (NaOCl) % 二 氯 異 尿 氰 酸 鈉 (NaDCC) 2 % 氯 胺 (Chloramine) 0.05 % 二 氧 化 氯 (Chlorine dioxide) 5 % 甲 醛 (Formaldehyde) 70 % 乙 醇 (Ethyl alcohol) 與 3 % 過 氧 化 氫 (Hydrogen peroxide), 以 及 美 國 環 保 署 (US.EPA.) [6] 所 推 薦 可 用 於 處 理 炭 疽 桿 菌 的 消 毒 劑 : 二 氧 化 氯 (ClO 2 ) 環 氧 乙 烯 (Ethylene Oxide) 漂 白 水 (Bleach) 甲 醛 過 氧 化 氫 溴 化 甲 烷 (Methyl Bromide) 與 汽 化 過 氧 化 氫 (Vaporized Hydrogen Peroxide) 中 可 得 知, 具 有 氣 體 燻 蒸 消 毒 能 力 的 為 二 氧 化 氯 甲 醛 環 氧 乙 烯 與 汽 化 過 氧 化 氫, 其 中 甲 醛 有 致 癌 性, 環 氧 乙 烯 與 汽 化 過 氧 化 氫 具 有 易 燃 易 爆 性, 相 較 之 下, 二 氧 化 氯 應 較 適 用 為 室 內 空 氣 消 毒 劑 早 在 1967 年, 美 國 環 保 署 [6] 已 將 二 氧 化 氯 水 溶 液 登 錄 為 一 種 消 毒 劑 (Disinfectant) 或 制 菌 劑 (Sanitizer), 在 1988 年 時, 美 國 環 保 署 更 將 二 氧 化 氯 氣 體 推 崇 為 第 三 級 滅 菌 劑 (Sterilant), 它 對 於 細 菌 (Bacteria) 病 毒 (Viruses) 真 菌 (Fungi) 黴 菌 (Mold) 孢 子 (Spores) 及 原 生 物, 均 具 有 強 效 殺 滅 能 力 此 外, 二 氧 化 氯 亦 為 糧 食 組 織 (FAO) 所 推 薦 的 消 毒 劑, 它 不 受 酸 鹼 度 干 擾 的 滅 菌 性 能 且 不 產 生 致 癌 性 三 鹵 甲 烷 (THMs) 副 產 物 的 特 質 [7], 也 被 歐 美 國 家 推 崇 為 新 一 代 綠 色 消 毒 劑 2001 年 11 月 美 國 環 保 署 [8] 即 是 選 用 濃 度 為 500ppm 的 二 氧 化 氯 氣 體 為 消 毒 劑, 對 於 遭 受 炭 疽 桿 菌 污 染 的 國 會 山 莊 哈 特 (Hart) 參 議 員 辦 公 室 進 行 燻 蒸 消 毒, 成 功 化 解 生 物 恐 怖 攻 擊 危 機 在 國 內 的 使 用 規 範 上 [9], 我 國 環 保 署 於 92 年 8 月 5 日 時, 已 將 二 氧 化 氯 公 告 ( 環 署 毒 字 第 號 ) 為 單 一 有 效 成 分 濃 度 在 百 分 之 六 以 下 的 一 種 環 境 衛 生 用 殺 菌 劑, 歸 類 為 不 列 管 環 境 用 藥 ; 衛 生 署 食 品 藥 物 管 理 局 則 早 在 82 年 11 月 15 日, 將 二 氧 化 氯 公 告 為 增 列 殺 菌 劑, 編 號 第 4;1999 年 Rutala 等 人 [10] 亦 將 二 氧 化 氯 列 為 對 於 危 險 性 醫 療 器 材 消 毒 所 使 用 的 一 種 高 層 次 滅 菌 劑 1995 年 ELS [11] 曾 探 討 二 氧 化 氯 在 化 學 結 構 上, 是 一 種 三 原 子 分 子 的 黃 綠 色 氣 體, 其 氣 味 與 氯 氣 (Chlorine) 相 似 二 氧 化 氯 極 易 溶 解 於 水, 並 且 能 以 氣 體 分 子 態 溶 解 在 水 溶 液 中 ( 室 溫 及 大 氣 壓 力 30mmHg 時 溶 解 度 為 0.29 g/l) 而 不 易 水 解, 但 是 氯 氣 一 旦 溶 解 在 水 中, 則 會 逐 漸 水 解 而 影 響 作 用 效 能 當 二 氧 化 氯 處 於 高 於 11 以 上 的 溫 度 環 境 時, 即 能 脫 離 水 溶 液, 汽 化 揮 發 於 空 氣 中 ( 相 對 於 空 氣 時 密 度 為 2.4), 溶 液 顏 色 亦 逐 漸 由 黃 綠 色 轉 變 為 無 色, 此 時 的 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 進 入 室 內 空 間 中 迅 速 擴 散 2006 年 Ison 等 人 [12] 認 為 二 氧 化 氯 能 氧 化 斷 裂 細 胞 內 的 硫 氫 化 學 鍵, 並 藉 此 研 究 一 系 列 氧 化 反 應 動 力 常 數, 他 認 為 當 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 碰 撞 到 懸 浮 的 病 原 菌 時, 即 能 輕 易 地 侵 入 (Penetrate) 懸 浮 於 空 氣 中 的 病 原 菌 或 黴 菌 細 胞 壁 中, 甚 至 芽 胞 細 菌 的 莢 鞘, 直 接 氧 化 (Oxidize) 葡 萄 糖 氧 化 脢 中 的 硫 氫 鍵 (-SH) 為 硫 硫 鍵 (-S-S-), 導 致 病 原 菌 細 胞 中 的 酵 素 活 性 崩 裂 (Disruption) 而 死 亡 因 此, 二 氧 化 氯 的 確 能 夠 有 效 滅 除 懸 浮 於 空 氣 中 或 是 躲 藏 於 空 調 傢 俱 等 細 縫 中 的 黴 菌 與 真 菌 細 胞! 基 於 上 述 氣 體 消 毒 機 制,1998 年 Weaver-Meyers 等 人 [13] 曾 以 活 化 的 二 氧 化 氯 溶 液 (200 ppm) 為 燻 蒸 劑 (Fumigant ), 運 用 擦 拭 法 (Wet wiping) 與 噴 霧 法 (Fogging), 釋 放 出 1ppm 二 氧 化 氯 的 氣 體 濃 度 在 空 氣 之 中, 成 功 處 理 美 國 奧 克 拉 荷

3 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 57 馬 州 州 立 大 學 圖 書 館 空 氣 系 統 與 藏 書 櫃 的 黴 菌 滋 生 問 題, 並 去 除 惱 人 的 臭 味 (Odor), 這 個 防 治 黴 菌 成 功 案 例 (Case) 歷 經 長 達 8 年 的 監 測 此 外,2002 年 Southwell [14] 亦 以 奧 克 拉 荷 馬 州 圖 書 館 為 研 究 主 題, 發 表 以 氣 態 狀 活 化 (Activated) 二 氧 化 氯 溶 液 的 燻 蒸 圖 書 館 中 的 空 調 系 統 時, 明 顯 優 於 使 用 高 效 能 濾 層 (HEPA) 的 空 氣 循 環 清 淨 機, 及 使 用 酒 精 或 來 舒 消 毒 液 (Lysol solution, 酚 化 合 物 ) 擦 拭 消 毒 的 防 治 效 能, 甚 至 當 空 氣 中 出 現 高 濃 度 的 黴 菌 孢 子 (spore) 導 致 圖 書 館 員 工 出 現 過 敏 時, 二 氧 化 氯 的 消 毒 效 能 都 極 為 明 顯 有 效 為 能 因 應 日 後 人 為 或 天 然 疫 災 發 生 時, 室 內 空 氣 環 境 消 毒 之 所 需, 本 研 究 首 先 回 顧 搜 整 二 氧 化 氯 特 性 與 消 毒 效 能 的 文 獻 報 告, 瞭 解 二 氧 化 氯 對 於 病 原 菌 或 病 毒 之 適 當 作 用 劑 量 與 消 毒 機 制 (Mechanism) 此 外, 本 研 究 亦 設 計 實 驗 實 際 驗 證 二 氧 化 氯 氣 霧 在 各 類 型 室 內 空 氣 環 境 中 的 消 毒 效 能, 提 供 適 用 之 二 氧 化 氯 氣 霧 散 播 模 式 與 有 效 消 毒 濃 度, 俾 利 未 來 執 行 室 內 空 氣 消 毒 與 感 染 控 制 之 重 要 參 考! 二 文 獻 回 顧 二 氧 化 氯 消 毒 劑 能 由 氯 酸 鈉 亞 氯 酸 鈉 或 市 售 的 穩 定 化 (Stabilized) 的 二 氧 化 氯 試 劑, 加 以 鹽 酸 與 硫 酸 反 應 生 成 氣 體 分 子 而 迅 速 溶 解 於 水 中, 成 為 活 化 的 二 氧 化 氯 水 溶 液 [15] 本 研 究 中 所 使 用 之 1000ppm 活 化 二 氧 化 氯 儲 備 液, 為 使 用 EP606 雙 試 劑 藥 劑 系 統 所 配 製 而 成, 相 關 生 成 反 應 方 程 式 請 參 考 式 (1) (2) 5NaClO 2 + 4HCl -----> 4ClO 2 + 5NaCl + 2H 2 O (1) 2 NaClO 2 + Cl > 2 ClO NaCl (2) 二 氧 化 氯 分 子 由 1 個 氯 原 子 和 2 個 氧 原 子 組 成, 共 結 合 著 19 個 電 子, 外 層 軌 域 上 存 在 一 個 未 成 對 的 活 性 自 由 電 子, 具 有 很 強 的 氧 化 作 用 [11] 同 時, 由 於 産 生 新 生 態 氧, 可 使 微 生 物 內 組 成 蛋 白 質 的 氨 基 酸 斷 鏈, 破 壞 微 生 物 的 酶 系 統, 這 種 作 用 力 是 一 般 只 能 使 蛋 白 質 變 性 的 含 氯 消 毒 劑 所 不 及 的 [12] 在 消 除 原 理 上, 二 氧 化 氯 是 主 要 是 以 強 氧 化 能 力 與 單 細 胞 體 或 病 毒 表 面 進 行 電 子 奪 取, 使 得 細 胞 酶 系 統 失 去 活 性 而 自 然 死 亡, 達 到 滅 菌 效 果 [15] 消 除 機 制 概 分 為 二 種 [16]: 第 一 種 消 除 機 制 中, 二 氧 化 氯 可 與 含 氨 基 的 半 胱 氨 酸 色 氨 基 酸 與 酪 氨 酸 等 胺 基 酸 進 行 快 速 的 反 應, 改 變 原 本 病 毒 的 蛋 白 質 特 性, 使 病 毒 活 性 喪 失, 例 如 與 小 兒 麻 痺 病 毒 的 RNA 反 應, 能 破 壞 RNA 的 合 成, 使 其 無 法 進 行 轉 錄 複 製, 第 二 種 消 除 機 制 則 顯 示, 二 氧 化 氯 能 夠 與 病 毒 周 圍 結 構 的 脂 肪 酸 直 接 反 應 上 述 兩 種 模 式 都 有 是 造 成 病 毒 反 應 不 活 躍 或 失 活 的 原 因 在 另 一 種 消 毒 機 構 著 重 於 二 氧 化 氯 在 生 理 學 上 的 影 響 1967 年 Bernarde 等 人 [17] 認 為 蛋 白 質 的 瓦 解 是 使 病 毒 失 活 的 主 要 消 毒 機 制, 然 而 在 1980 年 Roller 等 人 [18] 的 研 究 指 出 這 並 不 是 主 要 的 原 因 而 1986 年 Aieta 等 人 [19] 的 研 究 則 更 明 確 指 出, 由 於 二 氧 化 氯 能 夠 破 壞 外 層 膜 的 滲 透 作 用, 導 致 外 層 膜 的 蛋 白 質 與 脂 質 滲 透 率 增 加, 使 得 病 菌 逐 漸 被 分 解 微 生 物 的 生 存 與 新 陳 代 謝 作 用, 受 到 它 存 在 的 環 境 介 質 之 氧 化 還 原 電 位 (Oxidation Reduction Potential, ORP) 影 響 甚 具 [15], 而 二 氧 化 氯 氣 體 分 子, 是 氯 的 正 4 價 氧 化 態 的 中 性 化 合 物, 它 迫 切 地 希 望 從 環 境 中 獵 取 5 個 電 子, 成 為 氯 離 子 (Cl - ) 的 最 終 穩 定 狀 態, 因 此 具 有 極 高 的 氧 化 能 力, 能 殺 滅 所 接 觸 的 微 生 物 [20] 由 於

4 58 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 它 是 單 電 子 的 轉 移 系 統, 容 易 經 由 還 原 作 用 形 成 亞 氯 酸 根 (ClO - 2 ), 因 此 二 氧 化 氯 是 一 種 高 效 率 的 氧 化 物 [15] 在 一 系 列 氧 化 還 原 反 應 中, 重 要 的 反 應 式 如 下 式 (3)-(5) 所 示 : ClO 2(aq +e - - = ClO 2 E 0 =0.954V (3) +e - +2e - - ClO 2 ClO 2 OCl - +2e - OCl - Cl - (4) ClO H e > Cl H 2 O (5) 1997 年 Huang 等 人 [21] 比 較 氯 氣 和 二 氧 化 氯 對 五 種 菌 類 的 消 除 效 能, 發 現 在 相 同 的 濃 度 (3ppm) 和 中 性 的 環 境 下, 經 消 毒 20 分 鐘 後, 二 氧 化 氯 幾 乎 可 以 達 到 百 分 之 百 的 滅 菌 效 果 而 在 10ppm 下, 包 括 了 像 大 腸 桿 菌 金 黃 色 葡 萄 球 菌 枯 草 桿 菌 HBsAg(50ppm) 等 病 原 菌, 亦 可 達 到 百 分 之 百 的 消 除 效 能 近 期 的 期 刊 文 獻 更 突 顯 二 氧 化 氯 優 異 的 消 毒 效 能,2005 年 Gagnon 等 人 [22] 的 研 究 顯 示 : 自 來 水 配 水 系 統 中 應 該 添 加 入 0.52 mg/l 到 1.36 mg/l 的 活 化 二 氧 化 氯 (Activated chlorine dioxide), 以 避 免 水 塔 與 水 管 中 繁 殖 生 成 大 量 的 異 營 菌 (Heterotrophic bacteria) 與 生 物 膜 (Bio film) 滋 生, 可 以 解 決 現 在 自 來 水 廠 加 氯 消 毒 不 完 全 的 問 題 2006 年 Cho 等 人 [23] 使 用 活 化 的 二 氧 化 氯 (ClO 2 ) 氯 氣 (Cl 2 ) 臭 氧 (O 3 ) 與 紫 外 光 (UV) 四 種 消 毒 系 統, 對 於 最 難 消 毒 的 微 生 物 - 芽 孢 桿 菌 (Bacillus subtilis spores) 進 行 一 系 列 的 主 輔 消 毒 劑 搭 配 滅 菌 研 究, 結 果 顯 示 以 活 化 二 氧 化 氯 為 主 要 消 毒 劑, 搭 配 氯 氣 為 次 要 消 毒 劑, 能 形 成 最 好 的 消 毒 系 統 如 果 遷 就 各 國 自 來 水 工 業 現 況, 以 氯 氣 為 主 要 消 毒 劑, 則 是 以 搭 配 活 化 二 氧 化 氯 為 次 要 消 毒 劑, 能 形 成 最 好 的 消 毒 效 能 2006 年 Isomoto 等 人 [24] 對 於 腸 胃 內 視 鏡 (Endoscopic) 的 消 毒 研 究 中, 使 用 30 mg/l 的 活 化 二 氧 化 氯 溶 液, 可 在 5 分 鐘 之 內 去 除 在 牛 血 清 蛋 白 中 的 四 種 致 病 微 生 物 菌 種 (Pseudomonas aeruginosa, Helicobacter pylori, Mycobacterium aviumintracellulare and Bacillus subtilis), 顯 示 二 氧 化 氯 在 消 毒 過 程 中, 避 免 遭 受 有 機 物 干 擾 的 效 能 很 優 異, 對 於 內 視 鏡 的 消 毒 效 能 優 於 現 況 所 使 用 的 戊 己 醛 (Glutaraldehyde) 消 毒 劑! 因 此, 二 氧 化 氯 屬 於 一 種 新 型 的 消 毒 劑, 與 氯 可 說 是 截 然 不 同 的 化 學 物 質, 它 對 水 中 的 病 原 微 生 物, 包 括 病 毒 芽 孢 菌 配 水 管 網 中 的 異 養 菌 及 真 菌 等 均 有 很 高 的 消 除 制 菌 作 用 ; 且 在 水 中 的 擴 散 速 度 較 氯 為 快, 因 此 在 低 濃 度 時 較 氯 更 爲 有 效, 且 二 氧 化 氯 對 孢 子 的 殺 滅 作 用 比 氯 強 美 國 環 保 署 的 研 究 報 告 [15] 亦 顯 示 低 劑 量 的 二 氧 化 氯 還 具 有 很 強 的 殺 蠕 蟲 效 果, 如 果 使 用 二 氧 化 氯 0.5mg/L, 便 可 將 微 生 物 甲 殼 類 中 的 水 生 二 節 虱 類 殺 滅, 而 用 氯 殺 滅 則 需 6.0~7.0mg/L 而 1982 年 Akin 和 Hoff 等 人 [25] 對 臭 氧 二 氧 化 氯 氯 及 氯 胺 4 種 消 毒 劑 進 行 比 較, 消 毒 效 率 : 臭 氧 > 二 氧 化 氯 > 氯 > 氯 胺 ; 穩 定 性 : 氯 胺 > 二 氧 化 氯 > 氯 > 臭 氧 綜 合 以 上 兩 方 面 的 因 素 可 知, 二 氧 化 氯 消 毒 劑 應 具 有 比 較 好 的 效 果 和 發 展 潛 力 1946 年 Ridenour 等 人 [26] 的 研 究 報 告 中 就 曾 指 出, 二 氧 化 氯 能 夠 使 脊 髓 灰 質 炎 ( 小 兒 麻 痺 症 ; Poliomyelitiss ) 的 病 毒 死 亡 而 失 去 活 性, 而 1973 年 的 Smith 等 人 [27] 則 發 現, 比 中 性 稍 高 的 鹼 性 環 境 下, 二 氧 化 氯 比 氯 氣 在 眾 多 的 病 毒 中, 如 伊 科 病 毒

5 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 59 7 (Echo viruses Type 7) 克 沙 奇 病 毒 B3 Roberts 等 人 [28] 則 發 表 了 氯 氣 和 二 氧 化 氯 (Coxsackie virus B3) 與 仙 台 病 毒 (Sendai 在 不 同 濃 度 與 時 間 下, 對 於 小 兒 麻 痺 病 毒 virus) 具 有 較 佳 的 滅 菌 速 率 ; 而 1980 年 的 1 型 (Polioviruses types 1) 消 毒 的 滅 菌 性 能 比 較 ( 如 表 1) 表 1. 二 氧 化 氯 和 氯 氣 對 於 小 兒 麻 痺 病 毒 的 消 毒 效 能 比 較 ( 資 料 出 處 : Roberts 等 人 [28]) 消 毒 藥 劑 濃 度 接 觸 時 間 2 min 5 min 10 min 30 min ClO 2 2 ppm 病 毒 殘 餘 率 6.3 % 1.0 % 0.4 % 0.32 % 5 ppm 病 毒 殘 餘 率 % 0.02 % 0.01 % % Cl 2 2 ppm 病 毒 殘 餘 率 63.1 % 50.1 % 39.8 % 10.0 % 5 ppm 病 毒 殘 餘 率 1.26 % 0.2 % 0.1 % 0.1 % 1997 年 Huang 等 人 [29] 與 1999 年 美 國 環 保 署 [15] 對 於 二 氧 化 氯 殺 滅 病 毒 的 研 究 報 告 中, 亦 可 得 知 其 消 毒 作 用 比 臭 氧 (O 3 ) 和 氯 更 為 有 效, 二 氧 化 氯 對 於 水 中 克 沙 奇 病 毒 ( 腸 病 毒 ;Coxsackie virus) 伊 科 病 毒 ( 人 類 腸 道 病 毒 ;Echo viruses) 小 兒 麻 痺 病 毒 (Polioviruses) 皰 疹 病 毒 (Herpes simples virus HSV ) A 型 肝 炎 病 毒 ( Hepatitis A virus ) B 型 肝 炎 病 毒 (Hepatitis B virus) 新 城 病 毒 (Newcastle disease virus) 噬 菌 體 (Bacteriophage) 牛 痘 病 毒 (Vaccinia virus) 脊 髓 灰 質 炎 病 毒 (Poliomyelitiss) 仙 台 病 毒 (Sendai virus) 等 衆 多 病 毒, 均 有 很 好 的 殺 滅 效 果 根 據 美 國 環 境 保 護 署 (US.EPA.) 在 1989 年 對 動 物 及 人 體 所 做 的 研 究 發 現 - [15],100ppm 以 上 以 上 的 ClO 2 或 ClO 2 才 會 對 白 老 鼠 產 生 生 理 上 的 影 響, 其 半 數 致 死 量 為 (LD 50 ) 為 2% 二 氧 化 氯 溶 液 5mL/kg; 以 100ppm 二 氧 化 氯 溶 液 持 繼 對 猴 子 加 注 四 星 期 後, 才 會 造 成 甲 狀 腺 素 T4 的 減 少 至 於 在 人 體 的 試 驗 上, 在 12 個 星 期 5ppm 的 ClO 2 接 觸 下 是 不 會 有 任 何 影 響 的 動 物 因 為 屬 於 多 細 胞, 酶 系 統 較 在 細 胞 內 較 不 易 被 破 壞, 因 此 造 成 致 死 的 濃 度 較 細 菌 要 高 很 多 除 此 之 外, 根 據 2002 年 美 國 健 康 與 人 類 服 務 部 門 (US.HHS.) 所 提 出 的 二 氧 化 氯 與 氯 酸 鹽 毒 物 學 剖 析 報 告 中 [30] 指 出, 目 前 為 止, 並 沒 有 任 何 毒 理 研 究 顯 示 口 服 二 氧 化 氯 能 導 致 人 類 致 死 或 致 癌, 也 沒 有 報 告 顯 示 人 類 皮 膚 接 觸 二 氧 化 氯 會 致 癌 及 致 死, 因 此 它 目 前 被 認 為 是 比 氯 氣 更 安 全 的 消 毒 系 統 三 實 驗 規 劃 1. 儀 器 藥 品 (a) 微 生 物 培 養 室 ( 高 溫 高 壓 滅 菌 釜 無 菌 工 作 台 恆 溫 培 養 箱 菌 落 計 數 器 ) (b) 碘 間 接 滴 定 設 備 及 硫 代 硫 酸 鈉 等 試 藥 (c) 電 子 微 量 天 平 ( 小 數 點 下 三 位 ) (d) 二 氧 化 氯 分 光 儀 (ODYSSEY DR/2500): 直 讀 法 CRP 及 DPD 法, HACH 公 司 (e) 恆 溫 採 樣 箱 ( 控 制 溫 度 於 4 ) (f) 培 養 皿 計 數 培 養 基 (Plate Count Agar), 啟 新 生 技 公 司

6 60 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 (g) 總 菌 接 觸 型 培 養 基 (Total Viable Counts),Merck 公 司 (h) EP 828 超 音 波 氣 霧 機 (17000 次 / 秒 高 頻 超 音 波 分 子 霧 化 器 ), 東 北 棠 公 司 (i) Resun 奈 米 奈 米 殺 菌 機, 元 茂 公 司 (j) 空 氣 菌 落 採 集 機 XMX/2AL ( L/min),Dycor 公 司 (k) 空 氣 菌 落 採 集 機, MAS-100(100L/min),Merck 公 司 (l) 空 氣 菌 落 採 集 機,Millipore M air T, 頤 樺 公 司 (m) EP 606 二 氧 化 氯 雙 試 劑 型 藥 劑, 高 碩 實 業 有 限 公 司 2. 實 驗 方 法 (a) 二 氧 化 氯 定 量 分 析 : 係 參 照 美 國 公 共 健 康 協 會 (APHA) 等 單 位 出 版 的 水 和 廢 水 標 準 測 試 方 法 中 的 碘 滴 定 法 與 分 光 光 度 計 法 (4500-ClO 2 CHLORINE DIOXIDE) [31], 先 以 碘 滴 定 定 量 出 二 氧 化 氯 總 氧 化 力 含 量, 再 以 HACH/75 紫 外 光 光 譜 儀 定 量 分 析 實 際 活 化 的 二 氧 化 氯 分 子 成 分 碘 滴 定 法 含 量 計 算 : 二 氧 化 氯 含 量 = ( V V0 ) C ( 稀 釋 倍 數 ) 100% ( W) V(mL): 滴 定 所 使 用 硫 代 硫 酸 鈉 毫 升 數 V 0 (ml): 空 白 實 驗 所 消 耗 硫 代 硫 酸 鈉 毫 升 數 W(g): 樣 品 取 量 數 C: 硫 代 硫 鈉 之 當 量 濃 度 (N) (b) 實 驗 室 及 會 議 場 所 消 毒 實 驗 : І. 空 氣 菌 落 採 樣 培 養 : 採 樣 對 象 為 消 毒 前 後 之 室 內 空 氣 中 懸 浮 菌 落 : 所 使 用 之 器 皿 設 備 均 經 滅 菌 處 理 後, 操 作 空 氣 菌 落 收 集 機 (MAS-100) 於 選 定 區 域 定 點 進 行 採 樣 收 集, 設 定 之 流 量 為 100L/min, 採 集 時 間 為 10 分 鐘 (1 m 3 /min) 將 空 氣 採 樣 所 得 的 培 養 樣 品, 直 接 放 入 恆 溫 培 養 箱 進 行 培 養 (35±1 下 培 養 48 小 時 ), 培 養 後 之 樣 品 經 菌 落 計 數 器 計 數, 若 菌 落 較 為 密 集, 則 以 四 分 法 計 數 培 養 基 上 所 長 出 的 總 菌 落 數 ІІ. 表 面 菌 落 採 樣 培 養 : 採 樣 對 象 為 消 毒 前 後 之 桌 面, 所 使 用 方 法 有 二 種 : 其 一 為 棉 棒 塗 抹 法, 經 採 樣 後 溶 於 無 菌 試 劑 水 中, 送 回 檢 驗 室 取 樣 塗 抹 於 培 養 皿 計 數 培 養 基 (Plate Count Agar,PCA) 中 令 其 形 成 菌 落, 進 行 計 數 (NIEA E203.53B) 其 二 為 使 用 德 國 Merck 廠 製 造 的 總 菌 落 接 觸 型 培 養 基 (TVC) 直 接 進 行 沾 抹 採 樣 培 養 菌 落 棉 棒 塗 抹 法 : 將 滅 菌 後 之 棉 花 棒 於 一 定 面 積 上 ( 約 100cm 2 ) 規 則 塗 抹 進 行 採 樣, 之 後 置 入 已 放 入 10 ml 保 存 試 劑 水 之 採 樣 玻 管 中 保 存 再 將 採 好 的 樣 品 於 容 器 外 側 貼 上 標 示 標 籤 將 採 集 後 之 樣 品 保 存 於 4 恆 溫 保 溫 箱 中 由 採 樣 試 管 吸 取 0.2mL 的 水 樣 滴 在 培 養 基 上, 進 行 菌 落 培 養, 每 一 個 採 樣 點 做 兩 個 培 養 皿 ( 重 複 實 驗 ) 再 將 已 滅 菌 之 彎 曲 玻 棒 放 在 培 養 基 上, 再 用 手 或 旋 轉 桌 旋 轉 培 養 皿 至 水 樣 均 勻 分 佈 於 培 養 基 表 面 先 放 置 一 盤 去 離 子 水 於 培 養 箱 底 部 維 持 濕 度 最 後 倒 置 培 養 皿 於 培 養 箱 內, 在 35±1 下 培 養 48 小 時 經 48 小 時 後, 取 培 養 後 的 培 養 基 在 菌 落 計 數 器 中 計 數, 同 一 培 養 皿 至 少 應 計 數 兩 次, 取 其 平 均 值 總 菌 落 接 觸 型 培 養 基 (Total Viable Counts) 沾 抹 法 : 將 TVC 接 觸 型 培 養 基 ( 約 10cm 2 ) 直 接 沾 抹 進 行 桌 面 採 樣, 之 後 迅 速 置 入 培 養 基 之 試 管 完 成 試 管 採 樣 標 示 後, 送 入 恆 溫 培 養 箱 於 48 小 時 後, 比 對 原 廠 菌 落 對 照 表 進 行 菌 落 計 數 ІІІ. 醫 院 環 境 室 內 空 氣 消 毒 實 驗 :

7 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 61 本 部 分 實 驗 以 國 內 北 部 某 醫 院 為 對 象, 區 分 為 三 個 階 段 : 其 一 : 背 景 值 測 定 及 二 氧 化 氯 澸 菌 效 能 評 估 : 使 用 加 拿 大 Dycor 公 司 的 XMX/2AL 空 氣 菌 落 採 集 機 ( L/min), 於 週 三 早 上 10 點 鐘 進 行 空 氣 中 氣 膠 菌 落 背 景 值 監 測 作 半 封 閉 式 空 間 ( 內 科 候 診 區 ) 半 封 閉 式 空 間 ( 外 科 候 診 區 ) 開 放 式 空 間 ( 急 診 部 門 ) 及 並 選 定 內 科 候 診 區 實 施 250ppm 的 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧 滅 菌 30 分 鐘 後, 採 樣 評 估 滅 菌 結 果 其 二 環 境 空 氣 菌 落 監 測 結 果 : 再 針 對 院 內 設 置 奈 米 殺 菌 活 氧 機 的 內 科 候 診 區 洗 腎 中 心 與 RCC 呼 吸 治 療 中 心, 以 及 設 置 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 ICU 加 護 病 其 三 二 氧 化 氯 氣 霧 添 加 滅 菌 測 試 : 在 監 測 期 程 最 後 連 續 兩 天 ( 三 月 十 日 十 一 日 ) 於 奈 米 殺 菌 活 氧 機 操 作 環 境 的 內 科 候 診 區 中 進 行 添 加 實 驗, 使 用 EP606 二 氧 化 氯 氣 霧 機 及 手 持 式 噴 霧 器 在 同 一 環 境 下 釋 放 出 250ppm 的 二 氧 化 氯 氣 霧 1 公 升 於 空 間 中, 1 小 時 後 採 樣 驗 證 其 滅 菌 效 能, 藉 以 分 析 評 估 兩 類 型 空 氣 滅 菌 系 統 的 滅 菌 效 能 ; 除 此 之 外, 本 次 監 測 作 業 中 亦 同 時 以 德 國 Merck 的 MAS-100 空 氣 菌 落 收 集 機 ( 採 樣 流 量 為 100L/min), 藉 以 比 對 原 先 使 用 較 大 流 量 的 加 拿 大 Dycor 公 司 XMX/2AL 空 氣 菌 落 採 集 機 ( 採 樣 流 量 為 1000L/min) 採 集 效 率 表 ppm 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧 於 密 閉 實 驗 室 內 消 毒 效 能 測 試 表 二 氧 化 氯 超 音 空 間 中 採 集 菌 落 滅 菌 率 二 氧 化 氯 超 音 空 間 中 採 集 菌 滅 菌 率 波 氣 霧 實 驗 一 數 (CFU/m 3 ) 1. (%) 波 氣 霧 實 驗 二 落 數 (CFU/ m 3 ) (%) 密 閉 空 間 背 景 密 閉 空 間 背 景 值 採 樣 值 採 樣 超 音 波 氣 霧 產 超 音 波 氣 霧 產 生 10 分 鐘 生 10 分 鐘 超 音 波 氣 霧 產 超 音 波 氣 霧 產 生 30 分 鐘 生 30 分 鐘 註 : 空 間 總 菌 落 數 採 樣 培 養 方 法 為 NIEA E B 生 菌 塗 抹 法 四 結 果 與 討 論 1. 二 氧 化 氯 於 實 驗 室 內 消 毒 研 究 選 擇 一 個 能 將 空 間 密 閉 的 實 驗 室, 進 行 空 氣 懸 浮 菌 落 背 景 直 採 樣 後, 控 制 溫 度 為 25 相 對 溼 度 為 75 % 使 用 EP606 超 音 波 氣 霧 機 將 200 ppm 活 化 後 的 二 氧 化 氯 溶 液, 經 由 表 面 音 波 震 盪 產 生 次 微 米 級 的 二 氧 化 氯 氣 霧 (Fog), 並 使 用 風 扇 將 其 平 均 釋 放 於 整 體 空 間 之 中, 進 行 室 內 空 氣 消 房 四 類 型 區 域, 進 行 空 氣 菌 落 採 樣 監 測 毒 [32] 由 表 2. 可 明 確 得 知 22.5 立 方 公 尺 的 室 內 空 間 中, 使 用 超 音 波 氣 霧 滅 菌 系 統, 以 中 等 流 量 模 式 操 作 30 分 鐘 之 後 ( 每 分 鐘 噴 出 約 3.0 毫 升 溶 液 量, 總 噴 出 氣 霧 量 約 90 毫 升, 空 間 濃 度 約 為 0.29ppm), 可 將 現 場 空 間 菌 落 消 除 九 成 以 上, 重 複 測 試 後 所 得 結 果 仍 然 一 致, 結 果 顯 示 以 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧 滅 菌 系 統, 確 能 有 效 進 行 醫 療 院 所 或 公 共 場 所 的 空 間 菌 落 消 毒, 提 昇 微 生 物 感 染 控 制 效 能

8 62 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 因 為 二 氧 化 氯 沸 點 僅 為 11,25 常 溫 下 即 可 自 然 揮 發 於 空 氣 中 ( 測 試 現 場 溫 度 :25, 溼 度 :75%)[12], 為 能 進 一 步 瞭 解 使 用 200 ppm 活 化 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧, 與 使 用 1000 ppm 活 化 二 氧 化 氯 消 毒 液 於 自 然 揮 發 時 的 消 毒 效 能 差 異 性, 因 此 設 計 在 無 菌 玻 璃 片 上, 先 佈 菌 再 燻 蒸 消 毒 的 實 驗, 實 際 比 較 二 氧 化 氯 氣 霧 與 揮 發 氣 體 的 滅 菌 效 能 由 表 3. 中 得 知, 使 用 1000 ppm 二 氧 化 氯 溶 液, 同 樣 對 於 測 試 玻 片 距 離 6 公 分 處, 進 行 自 然 蒸 發 滅 菌 測 試 時, 亦 發 現 僅 需 10 分 鐘 即 能 達 到 100 % 的 有 效 滅 菌, 結 果 顯 示 1000 ppm 的 二 氧 化 氯 溶 液 於 自 然 揮 發 過 程 中, 亦 具 備 良 好 的 空 氣 滅 菌 效 能! 消 毒 作 用, 無 論 是 操 作 超 音 波 氣 霧 或 是 自 然 揮 發 方 式, 皆 是 運 用 其 低 沸 點 的 特 性, 使 其 迅 速 揮 發 於 空 氣 之 中, 若 是 使 用 其 他 噴 灑 機 具 或 是 直 接 潑 灑 於 環 境 空 間, 只 要 能 掌 握 其 活 化 後 濃 度 與 釋 放 時 間, 同 樣 能 將 二 氧 化 氯 分 子 釋 放 於 空 間 之 中, 達 到 空 氣 消 毒 的 目 的 [33] 各 式 噴 灑 機 具 之 間 的 功 能 差 異, 應 在 於 釋 放 速 度 與 劑 量 控 制 的 能 力, 超 音 波 氣 霧 機 所 噴 出 的 液 體 顆 粒 因 為 直 徑 能 達 到 次 微 米 級, 氣 霧 化 效 果 良 好, 因 此 也 較 能 將 二 氧 化 氯 氣 體 快 速 地 釋 放 於 空 間 之 中, 若 加 以 計 時 計 量 的 控 制 設 備, 頗 適 合 用 於 特 定 空 間 的 空 氣 消 毒 與 感 染 控 制! 表 ppm 活 化 二 氧 化 氯 溶 液 於 自 然 蒸 發 法 滅 菌 效 能 測 試 表 1000 ppm 活 化 二 氧 化 氯 溶 液 自 然 蒸 發 法 測 試 條 件 1. (25 ) 總 菌 落 數 ( 塗 抹 採 樣 法 (CFU/cm 2 ) 2. ) 滅 菌 率 (%) 測 試 玻 片 塗 抹 菌 落 後 十 分 鐘 自 然 揮 發 滅 菌 10 分 鐘 自 然 揮 發 滅 菌 30 分 鐘 自 然 揮 發 滅 菌 60 分 鐘 自 然 揮 發 滅 菌 120 分 鐘 自 然 揮 發 滅 菌 180 分 鐘 註 : 溫 水 配 製 1 公 升 1000 ppm 的 二 氧 化 氯 溶 液, 裝 於 2 公 升 玻 璃 燒 杯 中 12 小 時 後, 再 將 測 試 玻 片 覆 蓋 於 瓶 口 上 ( 距 離 約 6 公 分 ), 進 行 氣 體 滅 菌 測 試 註 : 總 菌 落 數 採 樣 培 養 方 法 參 考 NIEA E B 生 菌 塗 抹 法 空 氣 中 病 原 菌 的 傳 播 模 式, 依 其 粒 徑 大 小 有 其 差 異 : 微 粒 或 直 徑 大 小 在 0.2 微 米 到 5 微 米 之 間 的 病 原 菌 浮 質 飛 沫, 可 漂 浮 的 距 離 達 100 公 分, 在 空 氣 中 更 能 長 時 間 漂 浮, 當 吸 入 此 類 含 浮 質 空 氣 即 可 被 感 染, 如 天 花 肺 結 核 桿 菌 退 伍 軍 人 菌 與 德 國 麻 疹 等 ; 而 空 氣 中 直 徑 達 於 大 於 5 微 事 實 上, 二 氧 化 氯 對 於 空 間 中 懸 浮 菌 落 的 米 的 飛 沫 顆 粒, 亦 由 咳 嗽 談 話 散 佈 於 30 公 分 距 離 內, 造 成 疾 病 傳 染 如 流 感 與 流 行 性 腮 腺 炎 等 疾 病 [34] 探 究 二 氧 化 氯 對 於 懸 浮 菌 落 消 毒 能 力 的 優 勢 機 制, 應 在 於 二 氧 化 氯 在 水 溶 液 中 能 溶 解 形 成 穩 定 的 小 分 子 態, 而 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 則 具 有 搶 奪 5 個 電 子 的 強 勢 氧 化 能 力, 室 溫 時 (25 ) 即 能 由 水 溶 液 中 蒸 發

9 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 63 汽 化, 散 播 於 空 間 之 中 後 並 能 以 極 微 小 的 0.2 nm 氣 體 分 子 狀 態 輕 易 地 穿 透 滲 入 病 原 菌 細 胞 內, 以 它 比 氯 液 高 約 2.6 倍 的 氧 化 能 力, 即 能 快 速 地 氧 化 破 壞 細 菌 的 葡 萄 糖 脢 系 運 作, 達 到 殺 滅 菌 落 的 效 果 2. 二 氧 化 氯 於 醫 院 室 內 消 毒 研 究 (a) 醫 院 室 內 候 診 區 的 二 氧 化 氯 澸 菌 效 能 生 物 氣 膠 (Aerosols) 為 醫 院 內 細 菌 病 毒 傳 播 的 重 要 媒 介, 欲 執 行 具 有 代 表 性 的 醫 院 內 生 物 氣 膠 採 樣 並 不 容 易, 因 為 採 樣 作 業 中 很 容 易 因 時 間 空 間 溫 度 溼 度 與 流 動 量 等 因 子 干 擾, 進 而 影 響 菌 落 培 養 的 結 果 代 表 性 本 研 究 先 以 隨 機 採 樣 方 式, 操 作 XMX/2AL 空 氣 菌 落 採 集 機 (1000L/min), 進 行 背 景 值 隨 機 採 樣 收 集, 內 科 候 診 區 空 間 容 積 約 為 立 方 公 尺, 在 估 算 有 效 的 250 ppm 二 氧 化 氯 釋 放 量 (2.5mL/m 3 ) 之 後 [35], 計 劃 將 二 氧 化 氯 溶 液, 使 用 超 音 波 氣 霧 與 手 持 噴 霧 方 式, 將 氣 中 進 行 氣 體 滅 菌 效 能 測 試 在 測 得 內 科 候 診 區 的 背 景 值 後, 開 啟 EP 606 超 音 波 氣 霧 機 (3mL/min) 進 行 噴 霧, 總 共 釋 放 出 1090 毫 升 的 250 ppm 二 氧 化 氯 溶 液 於 空 間 中, 因 其 沸 點 (11 ) 低 於 室 溫 24, 當 溶 液 氣 霧 化 之 後, 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 立 即 揮 發 出 來 獵 殺 空 間 細 菌, 將 候 診 區 空 間 靜 置 30 分 鐘 後, 此 時 空 間 中 氣 體 最 大 濃 度 相 當 於 0.22ppm, 仍 低 於 美 國 勞 委 會 (US.OSHA.) 公 告 容 許 濃 度 值 0.30ppm, 對 於 人 體 應 無 危 害 效 應, 其 測 試 結 果 參 見 表 4. 評 估 不 同 區 域 中 每 立 方 公 尺 氣 積 量 的 菌 落 情 形, 初 步 得 知 屬 於 開 放 式 空 間 的 急 診 部 門 為 58 CFU/m 3, 半 封 閉 式 空 間 的 外 科 候 診 區 為 183 CFU/m 3, 半 封 閉 式 空 間 的 內 科 候 診 區 則 為 318 CFU/m 3, 因 此 最 後 選 擇 菌 落 數 最 高 的 內 科 候 診 區 做 為 二 氧 化 氯 氣 體 滅 菌 測 試 對 象 表 4. 內 科 候 診 區 的 250 ppm 二 氧 化 氯 氣 體 滅 菌 效 能 測 試 內 科 候 診 區 測 試 採 樣 點 A 採 樣 點 B 平 均 值 平 均 滅 菌 率 (%) 背 景 值 候 診 區 (CFU/15L) 空 間 滅 菌 後 (445.5m 3 ) (CFU/15L) 表 4. 中 所 使 用 的 菌 落 採 集 機, 每 次 採 氣 量 為 公 升, 相 當 於 15 立 方 公 尺, 因 此, 經 由 換 算 得 知 內 科 候 診 區 的 背 景 值 平 均 約 為 421CFU/ m 3, 尚 能 符 合 醫 院 空 氣 菌 落 常 態 分 布 的 370 CFU/m 3 至 740 CFU/m 3 個 的 正 常 標 準 ; 同 樣 採 樣 點 的 菌 落 數 差 異 現 象, 應 與 現 場 候 診 人 數 多 寡 有 關 當 進 行 第 一 次 背 景 值 採 樣 時, 候 診 區 中 約 有 20 名 患 者, 空 間 菌 落 數 為 83 個 / 1090 毫 升 的 二 氧 化 氯 溶 液 揮 發 釋 放 於 空 m 3, 而 進 行 第 二 次 背 景 值 採 樣 時, 候 診 區 中 較 多 約 有 70 名 患 者, 空 間 菌 落 數 增 加 為 758 CFU/ m 3, 由 此 推 測 患 者 愈 多, 可 能 染 菌 的 氣 膠 量 將 會 提 昇 流 布 感 染 機 會 也 將 升 高 ; 經 過 二 氧 化 氯 氣 體 滅 菌 之 後, 背 景 平 均 值 由 每 立 方 公 尺 421 個, 降 低 為 僅 有 21 個, 遠 低 於 新 加 坡 (500 CFU/m 3 ) 與 日 本 (300 CFU/m 3 ) 的 高 品 質 空 氣 標 準 [34], 平 均 滅 菌 率 高 達 94.9 % 依 據 郭 昭 吟 等 學 者 的 研 究 中 [35] 指

10 64 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 出, 醫 院 內 生 物 氣 膠 中 所 鑑 定 出 的 菌 類 包 括 不 動 桿 菌 屬 (Acinetobacter spp.) 伯 克 霍 爾 德 菌 屬 (Burkholderia) 大 腸 桿 菌 (E. coli) 腸 球 菌 (Entercoccus) 克 雷 伯 士 氏 桿 菌 屬 (Klebsiella spp.) 綠 膿 桿 菌 (Ps. aeruginosa) 金 黃 色 葡 萄 球 菌 (S. aureus) 表 皮 葡 萄 球 菌 (Sta. epidermidis) 等, 其 致 病 能 力 已 經 相 當 可 觀, 若 再 加 上 其 他 未 能 鑑 定 出 來 的 病 毒 真 菌 細 菌 孢 子 等 微 生 物, 對 於 醫 護 人 員 與 病 患 的 威 脅 更 大, 流 行 性 感 冒 病 毒 腸 病 毒 甚 至 SARS 病 毒 均 可 能 藉 此 途 徑 傳 布, 要 落 實 感 染 控 制, 生 物 氣 膠 的 監 視 與 有 效 地 消 毒 作 為 不 容 忽 視 (b) 環 境 空 氣 菌 落 監 測 結 果 : 醫 院 各 類 型 環 境 區 域 的 空 氣 品 質 要 求 規 範 並 不 相 同, 吾 國 上 為 加 以 區 隔 細 分, 若 以 環 保 署 公 告 的 第 一 類 空 氣 中 細 菌 (GB15982,1995), 內 科 候 診 區 與 洗 腎 中 心 管 制 菌 落 數 為 500 個 / 立 方 公 尺, 而 RCC 呼 吸 治 療 中 心 與 ICU 加 護 病 房 則 為 200 個 / 立 方 公 尺 表 5. 桃 園 某 地 區 醫 院 環 境 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測 結 果 表 監 測 區 域 內 科 候 診 區 洗 腎 中 心 RCC 呼 吸 治 ICU- 加 護 病 當 日 空 氣 平 (CFU/m 3 ) (CFU/m 3 ) 療 中 心 房 (CFU/m 3 ) 均 菌 落 數 (CFU/m 3 ) (CFU/m 3 ) 監 測 日 期 內 外 內 外 內 外 內 外 2 月 18 日 (1100) 月 25 日 (0945) 月 03 日 (1020) 月 10 日 (1000) 月 11 日 (1030) 監 測 四 週 各 區 平 均 菌 落 數 (CFU/m3) 註 : 內 : 採 樣 區 域 內 距 離 門 口 較 遠 的 六 分 交 叉 點 外 : 採 樣 區 域 內 距 離 門 口 較 近 的 六 分 交 叉 點

11 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 65 由 表 5 針 對 醫 院 進 行 連 續 四 週 的 空 氣 監 測 資 料 可 得 知 : 內 科 候 診 區 與 洗 腎 中 心 的 平 均 菌 落 數 分 別 為 467 個 / 立 方 公 尺 與 356 個 / 立 方 公 尺, 尚 符 合 管 制 標 準 ( 圖 1 圖 2), 而 RCC 呼 吸 治 療 中 心 與 ICU 加 護 病 房 則 分 別 為 237 個 / 立 方 公 尺 與 182 個 / 立 方 公 尺 ( 圖 3 圖 4) RCC 呼 吸 治 療 中 心 雖 然 已 經 設 置 有 奈 米 殺 菌 活 氧 機, 但 其 空 氣 菌 落 數 仍 超 過 該 區 域 的 建 議 管 制 標 準 (200 個 / 立 方 公 尺 ), 而 設 置 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 ICU 加 護 病 房 則 低 於 建 議 管 制 標 準 此 外, 在 設 置 有 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 ICU 加 護 病 房 中, 所 進 行 五 次 監 測 的 平 均 菌 落 數 為 個 / 立 方 公 尺 均 低 於 監 測 當 日 的 各 區 平 均 菌 落 數 個 / 立 方 公 尺, 由 圖 5. 顯 示 ICU 加 護 病 房 空 氣 中 的 菌 落 數 消 毒 效 能 穩 定 而 設 置 有 奈 米 殺 菌 活 氧 機 的 內 科 候 診 區, 連 續 四 週 的 空 氣 菌 落 監 測 平 均 值 為 467 個 / 立 方 公 尺, 雖 仍 符 合 管 制 標 準 500 個 / 立 方 公 尺, 但 是 也 相 當 的 接 近 前 次 實 驗 中 所 測 得 背 景 值 421 個 / 立 方 公 尺 因 此, 就 半 封 閉 性 的 內 科 候 診 區 監 測 結 果 判 斷, 奈 米 殺 菌 活 氧 機 在 該 區 的 滅 菌 效 能 可 能 不 佳 就 整 體 而 言, 經 由 一 個 月 的 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測, 結 果 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 機 在 醫 院 室 內 的 環 境 滅 菌 運 作 效 能 較 優 於 奈 米 殺 菌 活 氧 機 探 究 上 述 監 測 環 境 中 所 使 用 的 二 種 滅 菌 系 統 的 性 能 評 析 如 下 : 奈 米 殺 菌 活 氧 機 屬 於 被 動 式 滅 菌 機 制, 主 要 是 利 用 進 氣 幫 浦 先 將 室 內 空 氣 循 環 抽 入 離 化 吸 附 區 與 活 性 碳 濾 網 過 濾 後, 再 進 入 紫 外 光 所 照 射 的 奈 米 光 觸 媒 通 道, 藉 以 分 解 臭 味 與 殺 菌 [36], 若 定 期 更 換 濾 層, 對 於 空 氣 中 的 塵 粒 異 味 濾 除, 促 進 空 氣 清 潔, 應 有 不 錯 效 能 ; 但 是 此 類 型 殺 菌 機 其 滅 菌 盲 點, 可 能 會 出 現 在 其 一 操 作 環 境 空 間 密 閉 性 不 足 時, 會 導 致 室 內 空 氣 無 法 徹 底 進 入 機 器 內 循 環 滅 菌, 且 有 經 由 門 窗 抽 入 室 外 空 氣 的 疑 慮, 若 再 加 上 病 人 出 入 頻 繁, 其 換 氣 滅 菌 能 力 將 更 為 有 限! 其 二 奈 米 光 觸 媒 的 有 效 滅 菌 運 作 條 件 較 為 嚴 格, 除 了 空 氣 的 塵 埃 量 不 能 過 高, 否 則 容 易 造 成 奈 米 觸 媒 的 照 光 作 用 障 礙 之 外, 醫 院 空 間 中 的 揮 發 性 有 機 溶 劑 等 化 學 物 質 ( 醇 醛 醚 ), 更 容 易 造 成 光 觸 媒 的 毒 化 作 用 (Toxic action) 與 鈍 化 作 用 (Deactivation) [37], 即 是 光 觸 媒 表 面 發 生 遭 分 解 與 未 分 解 的 化 學 物 質 覆 蓋, 導 致 光 觸 媒 失 效 的 反 應, 因 此 光 觸 媒 的 壽 命, 在 實 際 的 醫 院 工 作 環 境 中, 可 能 變 得 十 分 短 暫 雖 然 燻 蒸 作 業 時 的 空 間 密 閉 性 十 分 重 要, 但 因 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 的 產 生 釋 放 會 立 即 擴 散 到 空 間 各 處, 二 氧 化 氯 亦 可 在 空 氣 中 存 在 數 小 時, 進 而 主 動 擴 散 至 各 處 分 解 臭 味 與 殺 滅 細 菌 病 毒, 若 非 進 行 全 面 淨 空 消 毒, 其 滅 菌 效 能 仍 能 於 密 閉 或 半 密 閉 式 空 間 中 得 以 發 揮, 唯 須 採 取 人 工 定 時 加 藥 與 開 關 機 作 業, 較 奈 米 殺 菌 活 氧 機 多 了 人 為 的 操 作 影 響 效 應, 增 加 人 力 與 藥 劑 成 本! (c) 內 科 候 診 區 中 二 氧 化 氯 氣 霧 添 加 滅 菌 效 能 在 本 次 空 氣 監 測 作 業 的 最 後 連 續 兩 天, 選 定 奈 米 殺 菌 活 氧 機 效 能 較 不 易 發 揮 的 內 科 候 診 區 為 測 定 環 境, 在 奈 米 殺 菌 活 氧 機 開 機 運 轉 狀 態 下, 先 完 成 現 場 空 氣 菌 落 背 景 值 採 樣 後, 將 奈 米 殺 菌 活 氧 機 予 以 關 機, 再 使 用 二 氧 化 氯 氣 霧 機 與 手 動 噴 霧 器, 釋 放 出 250ppm 的 二 氧 化 氯 氣 霧 1 公 升 於 空 間 中, 靜 置 1 小 時 後 採 樣 驗 證 其 滅 菌 率 分 別 為 69.6 % 與 59.4 %,( 參 見 表 6. 所 示 ), 滅 菌 率 低 於 前 一 次 測 得 的 94.6%,

12 66 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 推 測 可 能 為 內 候 候 診 區 中 較 多 的 患 者 ( 約 70 名 ), 在 系 統 靜 置 一 小 時 後, 二 氧 化 氯 隨 著 半 封 閉 式 的 空 氣 的 流 動 而 降 低 澸 菌 效 能 ; 但 結 果 仍 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 系 統, 確 能 有 效 降 低 內 科 候 診 區 的 空 氣 菌 落 數 圖 4. ICU 加 護 病 房 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測 圖 圖 1. 內 科 候 診 區 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測 圖 圖 2. 洗 腎 中 心 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測 圖 圖 3. RCC 呼 吸 治 療 中 心 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測 圖 此 外, 在 設 置 有 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 ICU 加 護 病 房 中, 所 進 行 五 次 監 測 的 平 均 菌 落 數 為 個 / 立 方 公 尺 均 低 於 監 測 當 日 的 各 區 平 均 菌 落 數 個 / 立 方 公 尺, 由 圖 4. 顯 示 ICU 加 護 病 房 空 氣 中 的 菌 落 數 消 毒 效 能 穩 定 而 設 置 有 奈 米 殺 菌 活 氧 機 的 內 科 候 診 區, 連 續 四 週 的 空 氣 菌 落 監 測 平 均 值 為 467 個 / 立 方 公 尺, 雖 仍 符 合 管 制 標 準 500 個 / 立 方 公 尺, 但 是 也 相 當 的 接 近 前 次 實 驗 中 所 測 得 背 景 值 421 個 / 立 方 公 尺 因 此, 就 半 封 閉 性 的 內 科 候 診 區 監 測 結 果 判 斷, 奈 米 殺 菌 活 氧 機 在 該 區 的 滅 菌 效 能 可 能 不 佳! 就 整 體 而 言, 經 由 一 個 月 的 空 氣 懸 浮 菌 落 監 測, 結 果 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 機 在 醫 院 室 內 的 環 境 滅 菌 運 作 效 能 較 優 於 奈 米 殺 菌 活 氧 機 探 究 上 述 監 測 環 境 中 所 使 用 的 二 種 滅 菌 系 統 的 性 能 評 析 如 下 : 奈 米 殺 菌 活 氧 機 屬 於 被 動 式 滅 菌 機 制, 主 要 是 利 用 進 氣 幫 浦 先 將 室 內 空 氣 循 環 抽 入 離 化 吸 附 區 與 活 性 碳 濾 網 過 濾 後, 再 進 入 紫 外 光 所 照 射 的 奈 米 光 觸 媒 通 道, 藉 以 分 解 臭 味 與 殺 菌 [36], 若 定 期 更 換 濾 層, 對 於 空 氣 中 的 塵 粒 異 味 濾 除, 促 進 空 氣 清 潔, 應 有 不 錯 效 能 ; 但 是 此 類 型 殺 菌 機 其 滅 菌 盲 點, 可 能 會 出 現 在 其 一 操 作 環 境 空 間 密 閉 性 不 足

13 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 67 時, 會 導 致 室 內 空 氣 無 法 徹 底 進 入 機 器 內 循 環 滅 菌, 且 有 經 由 門 窗 抽 入 室 外 空 氣 的 疑 慮, 若 再 加 上 病 人 出 入 頻 繁, 其 換 氣 滅 菌 能 力 將 更 為 有 限! 其 二 奈 米 光 觸 媒 的 有 效 滅 菌 運 作 條 件 較 為 嚴 格, 除 了 空 氣 的 塵 埃 量 不 能 過 高, 否 則 容 易 造 成 奈 米 觸 媒 的 照 光 作 用 障 礙 之 外, 醫 院 空 間 中 的 揮 發 性 有 機 溶 劑 等 化 學 物 質 ( 醇 醛 醚 ), 更 容 易 造 成 光 觸 媒 的 毒 化 作 用 與 鈍 化 作 用 [37], 即 是 光 觸 媒 表 面 發 生 遭 分 解 與 未 分 解 的 化 學 物 質 覆 蓋, 導 致 光 觸 媒 失 效 的 反 應, 因 此 光 觸 媒 的 壽 命, 在 實 際 的 醫 院 工 作 環 境 中, 可 能 變 得 十 分 短 暫 雖 然 燻 蒸 作 業 時 的 空 間 密 閉 性 十 分 重 要, 但 因 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 的 產 生 釋 放 會 立 即 擴 散 到 空 間 各 處, 二 氧 化 氯 亦 可 在 空 氣 中 存 在 數 小 時, 進 而 主 動 擴 散 至 各 處 分 解 臭 味 與 殺 滅 細 菌 病 毒, 若 非 進 行 全 面 淨 空 消 毒, 其 滅 菌 效 能 仍 能 於 密 閉 或 半 密 閉 式 空 間 中 得 以 發 揮, 唯 須 採 取 人 工 定 時 加 藥 與 開 關 機 作 業, 較 奈 米 殺 菌 活 氧 機 多 了 人 為 的 操 作 影 響 效 應, 增 加 人 力 與 藥 劑 成 本! (c) 內 科 候 診 區 中 二 氧 化 氯 氣 霧 添 加 滅 菌 效 能 在 本 次 空 氣 監 測 作 業 的 最 後 連 續 兩 天, 選 定 奈 米 殺 菌 活 氧 機 效 能 較 不 易 發 揮 的 內 科 候 診 區 為 測 定 環 境, 在 奈 米 殺 菌 活 氧 機 開 機 運 轉 狀 態 下, 先 完 成 現 場 空 氣 菌 落 背 景 值 採 樣 後, 將 奈 米 殺 菌 活 氧 機 予 以 關 機, 再 使 用 二 氧 化 氯 氣 霧 機 與 手 動 噴 霧 器, 釋 放 出 250ppm 的 二 氧 化 氯 氣 霧 1 公 升 於 空 間 中, 靜 置 1 小 時 後 採 樣 驗 證 其 滅 菌 率 分 別 為 69.6 % 與 59.4 %,( 參 見 表 6. 所 示 ), 滅 菌 率 低 於 前 一 次 測 得 的 94.6%, 推 測 可 能 為 內 候 候 診 區 中 較 多 的 患 者 ( 約 70 名 ), 在 系 統 靜 置 一 小 時 後, 二 氧 化 氯 隨 著 半 封 閉 式 的 空 氣 的 流 動 而 降 低 澸 菌 效 能 ; 但 結 果 仍 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 系 統, 確 能 有 效 降 低 內 科 候 診 區 的 空 氣 菌 落 數 表 ppm 二 氧 化 氯 氣 霧 添 加 於 內 科 候 診 區 滅 菌 測 試 結 果 表 內 科 候 診 區 (445.5m 3 ) 採 樣 點 A 採 樣 點 B 平 均 值 平 均 滅 菌 率 (%) 3 月 10 日 (1000) 背 景 值 (CFU) 滅 菌 後 (CFU) 月 11 日 背 景 值 (CFU) (1030) 滅 菌 後 (CFU) 在 三 月 十 一 日 的 採 樣 過 程 中, 同 時 以 MAS-100 空 氣 菌 落 收 集 機 ( 採 樣 流 量 為 100L/min), 進 行 菌 落 收 集 能 力 比 對 實 驗, 結 果 發 現 內 科 候 診 區 背 景 值 為 182 個 / 立 方 公 尺 二 氧 化 氯 滅 菌 後 為 88 個 / 立 方 公 尺, 滅 菌 率 顯 示 為 51.7%, 兩 種 滅 菌 系 統 均 能 合 乎 該 區 域 的 建 議 管 制 標 準 的 500 個 / 立 方 公 尺 ; 就 上 述 兩 型 菌 落 採 集 機 的 效 能 比 對 結 果, 德 國 默 克 MAS-100 的 採 集 效 能 約 為 加 拿 大 Dycor 公 司 XMX/2AL 空 氣 菌 落 採 集 機 的 73.6 %, 顯 示 出 不 同 進 氣 流 量 的 空 氣 採 樣 機 具 對 於 最 終 的 菌 落 結 果, 仍

14 68 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 然 有 所 差 異, 進 行 監 測 作 為 時 必 須 加 以 注 意! (d) 高 雄 某 大 學 醫 務 所 二 氧 化 氯 氣 霧 滅 菌 效 能 在 醫 務 所 的 各 區 間 空 氣 菌 落 採 樣 顯 示 為 個 / 立 方 公 尺, 均 符 合 環 保 署 空 氣 菌 落 建 議 標 準 500 個 / 立 方 公 尺 以 下 使 用 2mL/m 3 的 500ppm 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧 進 行 消 毒 15 分 鐘 後, 平 均 消 毒 效 能 為 63.1%, 表 7. 結 果 顯 示 並 不 如 預 期 之 九 成 消 毒 滅 菌 效 能, 而 急 診 室 為 拉 簾 式 的 隔 間 更 不 屬 於 密 閉 式 空 間, 其 藥 劑 釋 放 量 無 法 精 確 估 算, 其 消 毒 效 能 自 為 最 低 二 氧 化 氯 氣 霧 空 氣 消 毒 與 空 氣 中 懸 浮 菌 落 採 樣 作 業, 請 參 見 圖 5 及 圖 6 探 究 醫 務 所 整 體 室 內 空 氣 消 毒 效 能 降 低 的 主 要 原 因, 應 在 於 釋 放 二 氧 化 氯 氣 霧 時 間 不 足 與 空 調 系 統 未 能 關 閉 所 致, 因 二 氧 化 氯 氣 體 分 子 必 須 先 脫 離 水 霧, 揮 發 與 擴 散 至 該 區 間 中, 方 能 執 行 菌 落 消 毒 作 用, 若 未 能 封 閉 該 區 間 30 分 鐘 以 上, 給 與 二 氧 化 氯 作 用 時 間, 勢 必 造 成 消 毒 效 能 嚴 重 影 響 ; 另 外, 空 調 系 統 的 循 環 擾 動 也 會 影 響 採 樣 的 穩 定 性, 若 該 區 間 未 裝 設 HEPA 濾 網 或 濾 網 未 定 期 更 換, 都 可 能 影 響 消 毒 效 能 表 7. 某 校 醫 務 所 各 區 間 500ppm 二 氧 化 氯 氣 霧 空 氣 消 毒 效 能 比 較 表 項 次 消 毒 前 消 毒 後 滅 菌 率 採 樣 點 (CFU/m 3 ) (CFU/m 3 ) (%) 隔 離 病 房 觀 察 病 房 急 診 室 候 診 室 內 科 問 診 室 二 樓 辦 公 室 平 均 滅 菌 率 (%) 63.1 圖 5 以 500ppm 二 氧 化 氯 氣 霧 執 行 候 診 室 空 氣 消 毒 圖 6 空 氣 中 懸 浮 菌 落 採 樣 作 業 圖

15 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 二 氧 化 氯 於 議 場 室 內 消 毒 研 究 為 維 護 空 氣 品 質 的 高 潔 淨 度 與 盡 量 避 免 將 議 場 室 內 的 環 境 噴 濕, 影 響 許 多 電 信 通 訊 與 影 音 傳 輸 器 材 設 施 之 正 常 運 作, 本 空 氣 消 毒 的 實 場 研 究 案 例, 採 用 高 濃 度 低 劑 量 方 式 [32], 釋 放 二 氧 化 氯 氣 霧 於 室 內 空 間 之 中, 測 試 空 氣 與 桌 面 菌 落 的 消 毒 效 能 因 此, 將 活 化 後 的 1000ppm 高 濃 度 二 氧 化 氯 消 毒 液 搭 配 能 產 生 次 微 米 級 氣 霧 的 EP828 大 型 移 動 式 超 音 波 震 盪 氣 霧 機, 將 二 氧 化 氯 以 分 子 方 式 快 速 地 釋 放 於 專 案 會 議 場 的 各 區 會 議 室 與 辦 公 室 空 間 之 中, 每 立 方 公 尺 釋 放 1 毫 升 1000ppm 活 化 後 二 氧 化 氯 溶 液 ( 整 體 空 間 體 積 約 立 方 公 尺 ), 消 毒 之 後 將 空 間 封 閉 30 分 鐘, 再 以 德 國 默 克 (Merck) 的 MAS-100 空 氣 菌 落 收 集 機 ( 採 樣 流 量 為 100L/min) 進 行 空 氣 菌 落 採 樣 分 析, 結 果 顯 示 消 毒 後 空 氣 中 懸 浮 菌 落 均 明 顯 降 低, 各 區 室 內 平 均 滅 菌 率 為 92.5%, 空 氣 消 毒 效 能 亦 為 良 好, 相 關 結 果 請 參 見 表 8. 將 本 段 實 場 消 毒 效 能 與 前 段 醫 務 所 環 境 空 氣 消 毒 比 較 得 知 : 消 毒 後 的 空 間 封 閉 時 間 確 為 重 要 之 控 制 因 子, 封 閉 時 間 為 15 分 鐘 時, 平 均 滅 菌 率 為 63.1%, 而 封 閉 時 間 為 30 分 鐘 後, 平 均 滅 菌 率 提 昇 為 92.5%, 顯 示 消 毒 時 間 加 倍 後, 消 毒 效 能 提 升 1.47 倍, 相 當 於 實 驗 室 所 測 得 的 1.32 倍, 可 知 實 場 空 氣 消 毒 作 業 時 間 的 控 制, 將 造 成 消 毒 效 能 重 要 影 響 此 外, 在 釋 放 出 適 量 之 二 氧 化 氯 氣 霧 後, 同 時 發 現 桌 面 因 氣 霧 液 滴 沈 降 效 應 而 出 現 一 層 極 薄 的 二 氧 化 氯 液 膜, 為 瞭 解 這 層 薄 膜 的 消 毒 效 能, 在 消 毒 前 即 先 針 對 各 區 會 議 室 與 辦 公 室 執 行 桌 面 菌 落 採 樣 作 業, 執 行 二 氧 化 氯 氣 霧 消 毒 過 後, 再 進 行 表 面 塗 抹 採 樣 與 總 菌 落 型 菌 落 採 樣 確 認 表 面 消 毒 效 能, 表 9. 顯 示 各 區 間 桌 面 檢 測 點 均 無 菌 落 出 現, 滅 菌 率 100 %, 顯 示 高 濃 度 的 二 氧 化 氯 超 音 波 氣 霧 消 毒 作 業 方 式, 確 能 對 於 堅 硬 表 面 物 體 上 的 菌 落, 亦 能 產 生 良 好 的 表 面 消 毒 效 能, 避 免 菌 落 遭 沾 染 而 擴 散 傳 染 表 8. 專 案 議 場 各 區 間 二 氧 化 氯 氣 霧 消 毒 前 後 空 氣 菌 落 比 較 表 項 次 消 毒 前 消 毒 後 滅 菌 率 平 均 滅 菌 率 採 樣 點 (CFU/m 3 ) (CFU/m 3 ) (%) (%) 會 議 室 A 會 議 室 B 議 場 通 道 C 辦 公 室 A 辦 公 室 B 辦 公 室 C 辦 公 室 D 辦 公 室 E 辦 公 室 F

16 70 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 項 次 採 樣 點 表 9. 專 案 議 場 各 區 間 二 氧 化 氯 氣 霧 消 毒 前 後 桌 面 菌 落 比 較 表 塗 抺 採 樣 (PVC) 總 菌 接 觸 型 培 養 (TVC) 消 毒 前 消 毒 後 滅 菌 率 消 毒 前 消 毒 後 滅 菌 率 (CFU/100cm 2 ) (CFU/100cm 2 ) (%) (CFU/cm 2 ) (CFU/cm 2 ) 會 議 室 A 會 議 室 B 辦 公 室 A 辦 公 室 B 辦 公 室 C 辦 公 室 D 辦 公 室 E 辦 公 室 F (%) 五 結 論 恆 溫 恆 濕 的 密 閉 的 實 驗 室 內, 以 超 音 波 震 盪 機 釋 放 4.0 ml/m 3 的 200 ppm 二 氧 化 氯 氣 霧,30 分 鐘 後 可 將 實 驗 室 空 間 菌 落 消 除 九 成 以 上, 而 1 公 升 1000 ppm 的 活 化 二 氧 化 氯 溶 液, 裝 於 2 公 升 玻 璃 燒 杯 中 10 分 鐘 後, 亦 能 將 覆 蓋 於 瓶 口 上 的 測 試 玻 片 ( 距 離 約 6 公 分 ) 上 的 菌 落 完 全 滅 除 半 密 閉 性 的 醫 院 室 內 內 科 候 診 區 (445.5 立 方 公 尺 ), 以 活 化 後 的 250 ppm 二 氧 化 氯 溶 液, 釋 放 2.5 ml/m 3 氣 霧 滅 菌 30 分 鐘 後, 平 均 滅 菌 率 達 94.9 % 設 置 有 奈 米 殺 菌 活 氧 機 的 RCC 中 心 空 氣 菌 落 監 測 值 則 超 過 該 區 域 建 議 管 制 標 準 200 個 / 立 方 公 尺 而 設 置 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 ICU 加 護 病 房 則 低 於 管 制 標 準, 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 機 的 滅 菌 運 作 效 能 較 為 良 好 將 1 公 升 的 250 ppm 二 氧 化 氯 氣 霧, 添 加 於 原 已 裝 設 奈 米 殺 菌 活 氧 機 的 內 科 候 診 區 空 間 中,1 小 時 後 滅 菌 率 分 別 為 69.6 % 與 59.4 %, 顯 示 二 氧 化 氯 氣 霧 確 有 添 加 消 毒 之 效 能 而 醫 務 所 空 氣 菌 落 消 毒 研 究 則 因 二 氧 化 氯 氣 霧 釋 放 停 留 時 間 減 少 50%, 造 成 其 效 能 僅 達 預 期 之 66.7% 專 案 議 場 的 各 區 間 辦 公 室 與 會 議 室 中, 以 每 立 方 公 尺 空 間 氣 積 釋 放 出 1 毫 升 活 化 後 1000 ppm 的 二 氧 化 氯 氣 霧 方 式 消 毒 30 分 鐘 後, 平 均 空 氣 滅 菌 率 為 92.5 %, 顯 示 消 毒 時 間 加 倍 後, 消 毒 效 能 提 升 1.47 倍 而 桌 面 表 面 菌 落 滅 菌 率 為 100 %, 顯 示 高 濃 度 的 二 氧 化 氯 的 氣 霧 空 氣 消 毒 方 式, 同 樣 能 有 表 面 環 境 消 毒 的 功 效 綜 合 上 述 研 究, 得 知 將 活 化 後 的 200 ppm 250 ppm 與 1000 ppm 二 氧 化 氯 溶 液, 分 別 以 超 音 波 震 盪 方 式, 釋 放 4.0 ml/m ml/m 3 與 1.0 ml/m 3 的 氣 霧 在 各 類 室 內 空 間 30 分 鐘 後, 均 能 有 效 消 除 空 氣 懸 浮 菌 落, 平 均 滅 菌 率 為 94.4 %; 唯 室 內 空 間 的 密 閉 性 菌 落 數 人 員 數 停 留 時 間 與 空 調 系 統 均 能 影 響 消 毒 效 能, 本 研 究 經 由 實 場 操 作, 獲 得 30 分 鐘 後 能 達 九 成 消 毒 率 的 二 氧 化 氯 濃 度 與 釋 放 量 的 參 考 乘 積 為 625 ppm.ml/m 3, 可 提 供 日 後 室 內 空 氣 消 毒 規 劃 依 據 誌 謝

17 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 71 感 謝 陸 軍 司 令 部 化 學 兵 處 處 長 徐 群 星 將 軍 與 前 處 長 陳 國 增 將 軍, 在 生 物 除 污 與 分 析 技 術 之 指 導 參 考 文 獻 [1] 劉 明 哲, 禽 流 感 防 護 消 毒 作 業 研 究, 核 生 化 防 護 半 年 刊, 第 81 期, 頁 61-81(2006) [2] 黃 若 筑, 掃 除 室 內 空 氣 品 質 殺 手, 消 費 者 報 導, 第 312 期, 頁 10-14(2007) [3] 陳 文 政, 透 視 空 氣 清 靜 機 功 能, 消 費 者 報 導, 第 312 期, 頁 5-9(2007) [4] 杜 祖 健, 井 上 尚 英, 化 學 生 物 兵 器 概 論, 台 北 : 藝 軒 圖 書 出 版 社, 頁 (2002) [5] World Health Organization, Laboratory Biosafety Manual: Disinfection and sterilization, 3nd ed., Geneva: WHO.; Chapter 14, pp (2004). [6] US.EPA., Pesticides: Topical & Chemical Fact Sheets, s/chemicals.htm(2003). [7] Li, J.W., Yu, Z., and Cai, X., Trihalomethanes Formation In Water Treated With Chlorine Dioxide, Wat Res; Vol.30 (10), pp (1996). [8] US.EPA., Chlorine Dioxide, s/chemicals/chlorinedioxidefactsheet.ht m(2003) [9] 劉 明 哲, 二 氧 化 氯 (Chlorine Dioxide) 生 物 除 污 滅 菌 效 能 研 究, 核 生 化 防 護 半 年 刊, 第 77 期, 頁 78-93(2004) [10] Rutala, W.A., Weber, D.J., Disinfection of Endoscopes: Review of new chemical sterilants used for high-level disinfection, Infect Control Hosp Epidemiol., Vol. 20, pp 69-76(1999). [11] ELS, B, R., Innovative Engineering Technologies for Hazardous Waste Remediation, New York:O Brien &Gere Engineers, Inc.(1995). [12] Ison, A., Odeh, I. N., Margerum D. W., Kinetic and mechanisms of chlorine dioxide and chlorite oxidation of cysteine and glutathione Inorg. Chem. 45, pp (2006). [13] A. Weaver-Meyer, P. L., Stolt W. A., Kowaleski, B., Controlling Mold on Library Maters with Chlorine dioxide: An Eight-Year Case Study, The journal of Academic Librarianship, November, pp (1998). [14] B. Southwell, K. L., The use of chlorine dioxide as a mold treatment and its effect on paper acidity: A case study, The journal of Academic Librarianship, November Vol. 28, No. 6, pp 400-5(2002). [15] US.EPA., Guidance Manual Alternative Disinfectants and Oxidants: 4. Chlorine Dioxide., US EPA 815-R (1999). [16] Alvarez, M.E., O Brien, R.T., Mechanism of Inactivation of Poliovirus by Chlorine Dioxide and Iodine. Appl. Envir. Microbiol. Vol. 44, pp (1982). [17] Bernarde, M.A., Kinetics and Mechanism of Bacterial Disinfection by Chlorine Dioxide. J. Appl. Microbiol. Vol.15(2), pp (1967). [18] Roller, S. D., Mode of Bacterial Inactivation by Chlorine Dioxide. Wat Res., Vol. 14, pp (1980). [19] Aieta, E. and Berg, J. D., A Review of Chlorine Dioxide in Drinking Water

18 72 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 Treatment., Jour. Amer. Wat. Works. Assoc. (AWWA), Vol. 78(6), pp (1986). [20] Hoehn, R.C., Rosenblatt, A.A. and Gates, D.J., Considerations for Chlorine Dioxide Treatment of Drinking Water. Conference proceedings, AWWA Water Quality Technology Conference, Boston, MA(1996). [21] Huang, J., Wang, L., Ren, N., Disinfect ion Effect of Chlorine Dioxide on Bacteria in Water. Wat Res., Vol. 33(3), pp (1997). [22] Gagnon, G. A., Rand, J. L., O Leary, K. C., Rygel, A. C., Chauret, C., and Andrews,R. C., Disinfectant efficacy of chlorite and chlorine dioxide in drinking water biofilms, Wat Res., Vol. 39, pp (2005). [23] Cho,M., Kim,J-H. and Yoon, J., Investigating synergism during sequential inactivation of Bacillus subtilis spores with several disinfectants, Wat Res., Vol. 40, pp (2006). [24] Isomoto, H., Urata, M., and Kohno, S., Endoscope disinfectant using chlorine dioxide in an automated washer-disinfector, Journal of Hospital Infection, Vol. 63, pp (2006). [25] Akin, E.,W., Hoff, J. C., and Lippy, E.,C., Waterborne outbreak control: which disinfectant, Environ. Health Perspective, Vol. 46, pp. 7-12(1982). [26] Ridenour, G., M. and Ingols, R., Inactivation of Poliomyelitis Virus by Free Chlorine, Amer Public Health, Vol. 36, pp (1946). [27] Smith, J. E. and McVey, J. L., Virus Inactivation by Chlorine Dioxide and Its Application to Storm Water Overflow, Proceeding, ACS Annual Meeting, Vol. 13(2), pp (1973). [28] Roberts, P. V., Aieta, E. M., Berg, J. D., Chlorine Dioxide for Wastewater Disinfection: A Feasibility Evaluation, Stanford University Technical Report. October: 251(1980). [29] Huang, J., Wang, L., and Ren, N., Disinfection Effect of Chlorine Dioxide on Viruses, Algae and Animal Planktons in Water, Wat. Res., Vol. 31(3), pp (1997). [30] ATSDR., Draft Toxicological profiles for Chlorine Dioxide, U.S. Department of Health and Human Services Public Health Service, September(2002). [31] APHA., Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. AWWA. WEA., Chapter 4, pp. 73-8(1998). [32] United States Postal Service, Chlorine Dioxide, Washington, D.C., March (2002). [33] United States Postal Service, Building Fumigation: Chlorine Dioxide Delivery, Washington, D.C., March (2002). [34] 林 金 絲, 醫 院 環 境 空 氣 之 評 估, 醫 院 感 染 與 環 境 監 視, 台 北 : 藝 軒 出 版 社, 頁 77-85(1998) [35] 劉 明 哲, 賴 政 國, 環 境 消 毒 劑 : 二 氧 化 氯 藥 效 試 驗 探 討, 環 保 署 環 檢 季 刊, 第 48 期, 頁 16-23(2003) [36] 郭 昭 吟, 梁 進 生, 陳 玉 娟, 醫 院 內 生

19 劉 明 哲 理 筱 龍 盧 明 俊 賴 政 國 : 二 氧 化 氯 應 用 於 室 內 空 氣 菌 落 消 毒 之 研 究 73 物 氣 膠 流 佈 之 調 查 研 究, 2003 安 全 衛 生 論 文 研 討 會, 台 北 : 公 務 人 力 發 展 中 心 [37] Lu, M. C., Roam, G. D., Chen, J. N. and Huang, C. P. Factors affecting the photocatalytic degradation of dichlorvos over titanium dioxide supported on glass, J. Photochem. Photobiol. A: Chem., Vol. 76, pp (1993).

20 74 黃 埔 學 報 第 五 十 三 期 民 國 九 十 六 年 Investigating the disinfection effect of chlorine dioxide in indoor air suspension bacteria Ming- Jer Liou 1, Sheau-Long Lee 1, Ming-Chun Lu 2 and Cheng-Kuo Lai 3 1 Department of Chemistry, Chinese Military Academy, Taiwan 830, R.O.C. 2 Department of Environmental Resources Management, Chia Nan University of Pharmacy and Science, Tainan 717, Taiwan. 3 Army NBC Protection Research Center, Taiwan 334, R.O.C. ABSTRACT Excess amount of bacteria colonies suspended in indoor air space severely affect indoor air quality (I.A.Q.), which leads to difficulties in epidemic prevention and infection control. Chlorine dioxide is a disinfectant which maintains its disinfection capability both in gas and solution states. In this study we collected relevant references about the physicochemical properties and the disinfection mechanisms of chlorine. Moreover, we further conducted the investigation of the disinfection effect of ppm chlorine dioxide fog in the indoor air of laboratories, hospitals and conference rooms. Activated chlorine dioxide solution of 200 ppm, 250 ppm and 1000 ppm were released by using ultrasonic machine with various amount, 4.0 ml/m 3, 2.5 ml/m 3 and 1.0 ml/m 3 into different indoor spaces. We found that chlorine dioxide vapor can effectively disinfect the suspended bacteria colonies, resulted in an average disinfection rate of 94.4 %. However, factors such as the closeness, original bacteria colonies, staff number, contact time and circulation of personnel can affect the disinfection efficiency. We concluded the product of concentration and release amount should be 625 ppm.ml/m 3 to reach the disinfection rate of 90 % in 30 minutes. This experimental number can serve as a reference to future use of indoor air disinfection. Keywords:Bacteria, Indoor Air Quality, Infection control, Chlorine dioxide, Disinfection