空气消毒机消毒模拟现场试验（实验室）试验

发布时间：2025-07-01 12:08:57 阅读量：1 作者：生物检测中心

空气消毒机消毒模拟现场试验（实验室）完整方案

摘要： 本试验方案旨在实验室模拟现场环境下，科学评价某型号空气消毒机对空气中微生物的杀灭效果。方案严格遵循相关国家标准及技术规范，确保试验结果的可靠性与可比性。

关键词： 空气消毒机；模拟现场试验；实验室；消毒效果；微生物；杀灭率

一、 引言

空气消毒机作为改善室内空气质量的重要设备，其核心性能指标是对空气中微生物的去除或灭活能力。实验室模拟现场试验是在可控条件下，模拟实际使用环境（如房间大小、温湿度、换气次数等），定量评价空气消毒机动态持续消毒效果的关键方法。本方案详细描述了该试验的实施流程。

二、 试验目的

  1. 在模拟密闭房间环境下，定量评价受试空气消毒机在规定时间内对空气中人工释放的指示微生物的杀灭效果。
  2. 测定空气消毒机对空气中微生物的杀灭率（%）。
 

三、 试验依据

  • GB/T 18801-2022《空气净化器》（附录F 空气净化器去除微生物性能试验方法）
  • ISO 16000-39:2019《Indoor air - Part 39: Determination of air change rate using tracer gas dilution》
  • WS/T 648-2019《空气消毒机通用卫生要求》（相关方法学原理）
  • 其他相关微生物检测国家标准。
 

四、 试验条件

  1. 试验舱：
    • 容积：30 m³ (±5%) 的密闭试验舱（如：3.1m L x 3.1m W x 3.1m H），内壁为光滑、惰性、无吸附性材料（如不锈钢或玻璃）。
    • 温湿度：温度 (25 ± 2)°C，相对湿度 (50 ± 10)%。
    • 背景浓度：试验前舱内空气中自然菌落总数应 ≤ 500 CFU/m³。
    • 密封性：试验舱需具备良好的密封性。
    • 搅拌风扇：安装于试验舱顶部中央，用于均匀混合空气和气溶胶。
    • 采样口：设置至少2个采样口，位置应避免直接正对消毒机出风口和搅拌风扇。
  2. 受试设备：
    • 将空气消毒机按说明书要求安装于试验舱内，放置位置需明确规定（如：距离墙壁一定距离，离地高度等），出风口方向需说明（如不直对采样口）。
    • 设备运行档位：设定为制造商声称的消毒档位（额定状态）。
  3. 指示微生物：
    • 推荐菌种：白色葡萄球菌 (Staphylococcus albus) ATCC 6538 或其等效菌株（繁殖体代表）。
    • 可选菌种：根据消毒机声称目标（如抗病毒），可选用特定病毒（如噬菌体）或真菌孢子，但需明确说明并确保生物安全。
    • 制备：使用胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）培养18-24小时，离心洗涤后用含0.05%吐温80的磷酸盐缓冲液（PBS）悬浮，调整至所需浓度（菌悬液浓度需根据试验验证确定）。
  4. 气溶胶发生器：
    • 使用碰撞式或喷雾式气溶胶发生器。
    • 发生压力、液体流量等参数需优化，确保产生的微生物气溶胶粒子直径主要分布在1-10 μm（可吸入范围），且浓度稳定。
  5. 空气微生物采样器：
    • 使用六级安德森（Andersen）撞击式采样器或等效的液体冲击式采样器。
    • 采样器需经过计量检定合格。
    • 采样流量：28.3 L/min。
    • 采样介质：根据采样器类型使用营养琼脂平皿（用于撞击式）或液体培养基（用于冲击式）。
  6. 培养基：
    • 细菌计数：胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）。
    • 培养条件：(36±1)°C培养 (48±2)小时。
 

五、 试验步骤

  1. 试验舱准备：
    • 清洁并消毒试验舱内表面。
    • 开启搅拌风扇和试验舱空调系统，调节至规定温湿度并稳定至少30分钟。
    • 关闭空调系统（仅维持温湿度时除外）、搅拌风扇。
    • 检测背景浓度：用空气微生物采样器采样，验证背景菌落总数符合要求。
  2. 初始微生物浓度测定 (C0)：
    • 开启气溶胶发生器，向试验舱内持续均匀喷入制备好的微生物悬液（如白色葡萄球菌悬液）。
    • 同时开启搅拌风扇，使微生物气溶胶在舱内充分混合均匀（建议混合时间≥5分钟）。
    • 关闭气溶胶发生器和搅拌风扇。
    • 静置（平衡）5分钟，使大颗粒沉降。
    • 采样点1 (T0)： 使用空气微生物采样器在试验舱内至少2个不同采样点同时采样，采样时间根据预试验确定（通常1-5分钟），确保采集到的菌落数在可计数范围内（通常30-300 CFU/平皿）。此浓度即为初始浓度C0 (CFU/m³)。采样后立即关闭采样器。
  3. 消毒处理阶段：
    • 立即启动受试空气消毒机，运行至制造商声称的消毒时间（例如：60分钟）。记录开始消毒的精确时间 (t=0)。
    • 在消毒机运行过程中，关闭搅拌风扇和空调（仅维持温湿度时除外）。
  4. 消毒过程中/后微生物浓度测定 (Ct)：
    • 采样点2 (T1)： 在消毒机运行至规定时间（如30分钟）时，立即按步骤2.4所述方法，在相同采样点再次进行空气微生物采样，测定此时浓度Ct1 (CFU/m³)。
    • 采样点3 (T2)： 在消毒机运行至规定时间（如60分钟）结束时，立即按步骤2.4所述方法，在相同采样点再次进行空气微生物采样，测定此时浓度Ct2 (CFU/m³)。
    • （可选：根据需要可在更多时间点采样）
  5. 自然衰亡对照组 (可选但推荐)：
    • 在完全相同的试验舱环境、温湿度、初始菌浓度条件下，进行一组不使用消毒机的空白对照试验。
    • 除不开启消毒机外，重复步骤2（初始浓度C0'测定）、步骤4（在T1和T2时间点测定浓度Ct1'和Ct2'）。
    • 用于评估微生物在试验环境中的自然沉降和死亡速率。
  6. 重复试验：
    • 在相同条件下，重复步骤1至步骤5至少3次。
 

六、 结果计算

  1. 杀灭率 (Killing Rate, KR)：
    • 每次试验在时间点t的杀灭率（KR_t）计算公式如下：
      KR_t (%) = [(C0 - Ct) / C0] × 100%
      • C0：本次试验初始浓度 (CFU/m³)
      • Ct：本次试验在时间点t的浓度 (CFU/m³) （如Ct1或Ct2）
    • 考虑自然衰亡的修正杀灭率 (Adjusted KR, AKR) (当有对照组时)：
      AKR_t (%) = [(C0 - Ct) - (C0' - Ct')] / C0 × 100%
      • C0'：对照组初始浓度 (CFU/m³)
      • Ct'：对照组在时间点t的浓度 (CFU/m³)
      • (C0' - Ct') 代表t时间内微生物的自然减少量。
  2. 平均杀灭率与统计分析：
    • 计算3次重复试验在相同时间点（如T2）的杀灭率（KR或AKR）的算术平均值。
    • 计算该平均值的标准差（SD）和变异系数（CV）。
    • （可选）可进行t检验等统计分析，比较不同时间点或不同条件下的差异。
  3. 杀灭对数值 (Log Reduction Value)：
    • LRV_t = lg (C0 / Ct) （不考虑自然衰亡）
    • ALRV_t = lg [C0 / (Ct - (C0' - Ct') + C0')] （考虑自然衰亡，公式较复杂，需根据对照组数据精确计算）
    • 或 ALRV_t ≈ lg (C0 / Ct) - lg (C0' / Ct')
 

七、 结果报告

报告应清晰、准确、完整地包含以下信息：

  1. 试验基本信息： 试验日期、地点、执行人员。
  2. 受试设备： 设备型号（不包含企业名称）、安装位置、运行档位、消毒时间。
  3. 试验条件：
    • 试验舱尺寸、材质、温湿度。
    • 指示微生物名称、ATCC编号（如适用）、制备方法。
    • 气溶胶发生器类型及关键参数（如压力、流量）。
    • 空气微生物采样器类型、型号、采样流量、采样时间。
    • 培养基名称、培养条件。
  4. 试验设计： 采样时间点（T0, T1, T2...）、是否进行自然衰亡对照试验、重复次数。
  5. 原始数据： 每次重复试验的C0、Ct1、Ct2浓度值（CFU/m³）。如有对照组，提供C0'、Ct1'、Ct2'。
  6. 计算结果：
    • 每次试验在各时间点的杀灭率（KR_t）和/或修正杀灭率（AKR_t）。
    • 各时间点（尤其是规定消毒时间点T2）的**平均杀灭率（或平均修正杀灭率）**及其标准差（SD）、变异系数（CV）。
    • 相应的平均杀灭对数值（LRV或ALRV）。
  7. 结果分析与结论：
    • 明确说明在规定消毒时间内（如60分钟），空气消毒机对空气中指示微生物的平均杀灭率（或修正杀灭率）是多少。
    • 评价其消毒效果（例如：达到90%、99%、99.9%等）。
    • 简要讨论结果的可靠性和重复性（参考CV值）。
    • 指出试验的局限性（如：模拟环境与实际应用的差异，单一菌种的代表性等）。
 

八、 质量控制与生物安全

  1. 质控：
    • 菌悬液浓度需用平板计数法标定。
    • 采样器使用前后需校准流量。
    • 培养基需进行无菌试验和灵敏度试验。
    • 试验舱背景浓度需达标。
    • 试验操作需规范，避免人为污染。
  2. 生物安全：
    • 试验应在符合生物安全级别（BSL）要求的实验室进行（白色葡萄球菌通常为BSL-1）。
    • 操作人员需穿戴适当的个人防护装备（实验服、手套、口罩等）。
    • 所有接触微生物的材料需进行有效灭菌处理（如高压蒸汽灭菌）。
    • 废弃物按生物危害废弃物处理规范处置。
 

九、 结论

本方案提供了在实验室模拟现场环境下评价空气消毒机动态消毒效果的标准化流程。通过定量测定其对空气中指示微生物的杀灭率，能够客观、科学地反映设备的核心消毒性能，为评估其有效性提供重要的实验室数据支持。试验结果需结合产品实际应用场景和宣称的性能指标进行综合判断。

重要说明：

  • 参数具体化： 实际试验中，菌悬液浓度、气溶胶发生参数、采样时间等关键参数需通过预试验优化确定，以确保初始浓度适宜（通常目标C0在1×10⁴ - 1×10⁵ CFU/m³范围）、采样结果可计数。
  • 标准更新： 应始终关注并遵循最新的国家标准或国际标准。
  • 设备性能： 本试验结果仅反映该设备在特定实验室模拟条件下对特定微生物的效果，实际应用效果受环境因素（房间大小、布局、人员活动、污染物种类浓度等）影响显著。设备的风量、净化能效等性能参数也需综合考虑。