檔案消毒滅菌新方法

——臭氧消毒房的實用性、功效及影響探析

彭遠明

（國防大學政治學院，上海200433）

檔案入庫前，必須實施消毒滅菌；館藏檔案也應適時進行消毒處理，以確保入庫檔案與館藏檔案的安全。檔案消毒滅菌有多種方法，其中利用臭氧進行殺菌是在醫療、環境等領域使用的一種通用方法，過去也在一些檔案館、圖書館進行過使用。

臭氧是一種強氧化性的氣體，具有明顯的消毒殺菌效率，已經有不少文獻介紹過這方面的成果與方法。早在1992年李景仁在中國圖書館學報上撰文提出臭氧濃度在20mg/M3,3~4小時能有效地殺滅霉菌，并說明在此條件下黑色油墨字跡的色差值在1.5，沒有明顯的變化。王慶偉等撰文指出臭氧法用于檔案消毒既有正面的作用，也有負面的影響。隋群、王葵英撰文談到了臭氧消毒對檔案紙張、字跡及聲像檔案的破壞，特別指出消毒后的殘留物(即臭氧)對檔案保存的危害。以上文獻表明人們對臭氧消毒的擔心和顧慮，一是對于檔案材料研究不多，范圍較窄，缺乏代表性；二是作用時間偏長，會對檔案材料存在破壞性；三是殘留物(即臭氧)對后期保管的危害性，特別是臭氧對檔案的副作用及臭氧泄露的危害性，這是臭氧消毒方法的顧慮所在，也使得檔案界同人在選擇臭氧消毒時小心謹慎。本文擬就一種新的臭氧消毒方法——臭氧消毒房技術的殺菌功效、臭氧泄露情況，以及該法對檔案材料的實際影響進行研究，從而確定臭氧消毒房的適用性及其對檔案材料及環境、人員的安全性。

1臭氧消毒房的結構、原理及工作方式

消毒滅菌是檔案保護的一項基礎性工作。目前，檔案消毒主要有：一是對新進館入庫檔案的實時消毒滅菌；二是對館藏重要檔案的定期消毒；三是對霉變檔案的專業化檔案消毒處理。實施的檔案消毒方法有：藥物熏蒸法、紫外線輻射法、低溫冷凍法、缺氧及真空充氮法、微波消毒法及臭氧法等。

臭氧消毒法是利用臭氧分子很強的氧化性，顯著地破壞有害生物的細胞，達到殺菌的目的。高濃度臭氧氣體對檔案進行臭氧消毒，處理時間短，消毒效果好，對害蟲及微生物殺滅率高。如何有效地消除臭氧泄露是本方法重點考慮的問題。

1.1儀器結構

臭氧消毒房是一套由消毒柜體、檔案運輸車、臭氧發生器、臭氧分解與監測器等設備組成的、由微電腦

程序控制的、具有觸摸屏人機對話式界面的成套設備。這種循環對流臭氧消毒房(專利號2007100437901）采用國際先進的臭氧生產技術和進口部件，與微電子電腦技術相結合，專門為檔案館(室)研制的殺滅有害微生物的消毒設備，主要解決檔案接收、保管中實時消毒的問題。

臭氧消毒房是一個獨立的空間，可設計安裝在檔案接收室、庫房及接待閱覽大廳附近，便于對檔案進行同步、實時的消毒處理。其工作原理流程見圖1。

圖1 臭氧消毒房的工作原理流程圖

該設備結合多種自控、測控和過程控制方式，對特定消毒對象進行菜單式設置運行，以臭氧氣體作為消毒因子，采用雙循環對流技術，通過臭氧發生器對空氣進行電離產生臭氧，不使用化學添加劑即可對紙質檔案進行消毒處理，殺滅霉菌、致病菌等微生物，并可自行將殺菌后的臭氧氣體還原成氧氣，達到避免檔案霉變及被臭氧損壞的目的。

1.2工作原理

臭氧消毒房采用臭氧氣體進行消毒滅菌，作用時間只需30分鐘~60分鐘，效果明顯，效率也高。其作用過程分三個階段：

一是臭氧產生。發揮消毒作用的臭氧氣體是由設備在開機一段時間后，利用箱體內空氣中的氧氣轉化而來的:3O₂→2O₃(一般采用紫外線的光輻射，伴光輻射有臭氧氣味：O₂→2O，O+O₂→O₃)；特定濃度的臭氧氣體可以根據工況需要而定量化產生。

二是臭氧作用。產生的臭氧利用其強烈的氧化作用力對檔案及箱體空間進行消毒滅菌處理,30~60分鐘后。

三是臭氧消除。消毒處理結束后，大部分氣體消耗于消毒殺菌，剩余的臭氧氣體再由設備進行臭氧的轉化，變成正常狀態下的氧氣:20₃→30₂.該過程防范了臭氧的泄露及臭氧對檔案及周圍環境的影響。

與此同時，在整個消毒過程中，臭氧消毒箱體內是一個負壓狀態，即箱體內的壓力大于箱體外部的壓力，其結果是外部的空氣能夠不斷地進行箱體內，而箱體內的臭氧氣體卻不能往外部飄散，從而使得整個箱體內部及周邊，沒有臭氧氣體的泄露。

這種處理方法，消除了人們對臭氧氣體對檔案的持續作用帶來的危害，以及尾氣的殘留和泄露對人和環境的危害的思想顧慮。

1.3消毒工作方式

臭氧消毒房技術，控制臭氧濃度，對檔案中細菌和病毒的殺菌率高，能高效殺滅檔案介質上的細菌、病毒等微生物。消毒室內臭氧氣體濃度：≥100mg/ m3，在該條件下持續30分鐘；一次四輛車可消毒檔案1000冊以上，工作容量大；消毒時間快，利用臭氧消毒只需短短1小時。

檔案消毒房的運輸車可用來承裝、運送待消毒的檔案。工作人員隨時可將接收或利用后返回的檔案放置于檔案運輸車上，裝滿后，可將檔案運輸車推進消毒倉進行消毒。消毒結束后，將檔案運輸車拉出，然后直接推到檔案庫房，將檔案拿下放入檔案密集架中。綜合檔案館安裝檔案消毒房成套設備可使檔案消毒工作與檔案利用、接收工作同步進行。

為研究和認證臭氧消毒房對檔案微生物的滅殺能力、對檔案材料的影響情況，以及臭氧泄露和環境污染狀況，特進行了以下滅菌適用性和材料安全性實驗。

2臭氧消毒房殺菌功效的適用性認證研究

2.1基本工況條件

2.1.1儀器與設備

儀器：MJP_250霉菌培養箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜

消毒滅菌儀器：臭氧消毒房(高創GCXD-8000)

2.1.2霉菌平板的制備

陽性菌種：黑曲霉(ATCC 16404)。稱取沙氏瓊脂干粉28克放于400毫升蒸餾水中，攪拌溶解，高壓115℃15分鐘。再用接種環在黑曲霉斜面上挑取一環，劃于沙氏平皿上，倒置于培養箱28℃，培養7天。

2.1.3樣品試管檢驗

將盛有棉拭子的試管在手心震蕩80次，用1毫升移液槍反復吹吸，使霉菌(黑曲霉)孢子充分散開。再吸取2毫升試液，分別注入兩個滅菌平皿內，每皿1毫升。另取1毫升注入9毫升鹽水管內，制成稀釋液。然后取2毫升稀釋液，分別注入兩個滅菌平皿內，每皿1毫升。最后倒入冷卻至40℃的沙氏瓊脂內，待瓊脂凝固后，倒置于培養箱28℃，培養7天。

2.2檢測及殺菌處置步驟

2.2.1檢測項目與依據

檢測項目：霉菌(黑曲霉)

檢測依據：GB/T 18204.4-2013(6)《公共場所衛生檢測方法第四部分：公共用品用具微生物》

檢測項目：臭氧氣體

檢測依據：GB/T 18204.2-2014(12.2)《公共場所衛生檢測方法第二部分：化學污染物》

評價依據：GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》

檢測項目：有害氣體

檢測依據：甲醛：GB/T 18204.2-2014(7.2)《公共場所衛生檢測方法第二部分：化學污染物》

氨：GB/T 18204.2-2014(8.1)《公共場所衛生檢測方法第二部分：化學污染物》

TVOC：GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范  附錄G：室內空氣中總揮發性有機物(TVOC)測定》

苯：GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范  附錄F：室內空氣中苯的測定》

氧：GB/T 16147-1995《空氣中氡濃度的閃爍瓶測量方法》

評價依據：GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》

2.2.2殺菌過程

選用兩臺同型號儀器GCXD-8000，定為機器A、機器B，設定不同工作條件。

機器A運行時間:60分鐘，其中實際殺菌時間為5~35分鐘，實際殺菌時長為30分鐘。

機器B運行時間:85分鐘，其中實際殺菌時間為5~65分鐘，實際殺菌時長為60分鐘。

2.3消毒滅菌效果的檢測與認證結果分析

2.3.1對檔案有害生物的消毒滅菌效果

認證一：GCXD-8000滅殺霉菌(黑曲霉)的檢測 認證

選定黑曲霉作為對象，檢測GCXD-8000型全自動臭氧消毒房滅殺黑曲霉(ATCC 16404)的效果，其檢測結果如表1所示。

表1  GCXD-8000型臭氧消毒房對黑曲霉（ATCC 16404）的殺菌效果表

項目檢測：上海華證聯檢測科技有限公司

第三方檢測結果表明，黑曲霉(ATCC 16404)在檢測的臭氧環境中存活量少，其存活率均低于7.5%；作用時間越長，黑曲霉存活率越低。說明采用該法能有效地滅殺實驗提供的黑曲霉陽性菌種。

認證二：臭氧消毒柜對不同菌種滅殺的檢測認證

測試選定黃曲霉(AS3.3950)、桔青霉(M42)、臘葉枝孢霉(M44)、球毛殼霉(AS3.4254)等作為對象。滅殺不同菌種的檢測結果，如表2所示。

表2  臭氧消毒柜對不同菌種的殺菌效果表

項目檢測：上海工微所科技有限公司檢測中心（報告編號：20170725-1）

結果：臭氧消毒柜對不同菌種的殺菌效率均在88.7%以上，效果良好。

認證三：GCXD-8000對霉菌滅殺的檢測認證

測試選定常見霉菌作為對象。來殺霉菌的檢測結果，如表3所示。具體詳見所列測試報告

表3  臭氧消毒房對霉菌的殺菌效果表（初始值）

項目檢測：上海華證聯檢測科技有限公司

表3為采用M JP-250霉菌培養箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜進行霉菌培養，檢測到實驗提供的霉菌CFU/25 C㎡是45；采用臭氧消毒房滅殺霉菌，實驗培養及提供的霉菌使其菌落數量由45下降到5，達到很好的消毒滅菌效果。

2.3.2 臭氧消毒房（GCXD-8000）臭氧滅菌后環境臭氧泄露的檢測

認證四：臭氧消毒房周邊環境的臭氧氣體濃度檢測認證

箱體周邊環境臭氧濃度的檢測，結果如表4所示，具體詳見測試報告。

表4  GCXD-8000臭氧消毒房周邊環境檢測的臭氧濃度值

項目檢測：上海華證聯檢測科技有限公司

結論一：全自動檔案消毒房GCXD-8000在進行檔案消毒過程中，臭氧泄露量對環境、人員及檔案沒有影響。

結論二：全自動檔案消毒房GCXD-8000在進行檔案消毒過程中及關機后，臭氧泄露量對環境、人員及檔案沒有影響。

2.3.3 臭氧消毒房臭氧滅菌后環境有害污染物泄露的檢測

認證五：臭氧消毒房消毒滅菌效能時環境污染物的檢測認證

環境污染物的檢測結果如表5所示：

表5  臭氧消毒房周邊環境的污染物檢測值

注：有毒有害氣體檢測、全自動檔案消毒房GCXD-8000型8006

項目檢測：2016.8.16上海華證聯檢測科技有限公司（報告編號：2016-H08002）

檢測結果評價：以上檢測項目檢測均符合GB50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》標準規定的衛生限值要求。

2.4檢測認證結論

  第一，臭氧消毒房能夠有效地殺滅檔案有害微生物，其滅殺率在88.9%以上。第二，臭氧消毒房設置了臭氧氣體分解裝置，滅菌后臭氧氣體的殘留量遠低于國家規定的限度值。第三，臭氧滅菌后環境的相應多種有害氣體的含量也遠低于國家規定的限度值。

  總體上講，臭氧消毒房能夠有效實施檔案的消毒滅菌，具有適用性，同時對人體和環境是安全的。

3臭氧消毒房對檔案與字跡的安全性實

3.1 基本實驗條件

第一，試樣及測試指標：紙張：抗張力(g)、裂斷長(mm)、耐折度(次數)等；字跡：色差值及透光密度。

第二，測試預處理條件：紙樣在常壓下20℃、60%條件下預處理24小時以上。

第三，測試儀器：ZZD-025C電子式紙張耐折度測試儀；YQ-Z-7型擺錘式紙張抗張力測試儀；WSC-S測色色差計。

3.2實驗步驟與方法

第一，檔案紙張、字跡試樣在不同的臭氧氣體濃度工況環境中(臭氧消毒柜GCXD-8000)，進行相同時間的消毒滅菌處置。

第二，將消毒滅菌處理實驗后的，在特定的環境中，放置于預處理環境進行24小時以上的平衡處理。

第三，用相應的紙張拉力試驗機、紙張耐折度測試儀、WSC-S測色色差計，進行紙張和字跡的性能測定。

3.3實驗結果

3.3.1對檔案紙材料的影響

表6  不同紙張的消毒基準條件（100㎎/ m3、1hr）下機械強度變化均值

消毒基準條件為100㎎/ m3、作用時間為1hr；（下同）

白紙的試驗測定值為臭氧濃度300㎎/ m3,1hr后測定值，較標準條件更劇烈。

由表6中數據可知，在標準消毒的臭氧氣體濃度條件作用下，不同紙張的機械強度的抗張力數值都有改變，其變化的幅度都在允許的5.0%以下。同樣不同紙張的裂斷長值都有改變，其變化的幅度也都在允許的5.0%以下，說明，試驗中紙樣的強度變化都很小，在該消毒條件下，紙樣可視為影響很小，是比較安全的。

表7中數據可知，在臭氧氣體濃度基準消毒條件下作用，不同紙張的耐折度值都有改變，其變化的幅度都在一般允許的5.0%以下，說明，在這樣的消毒條件下，試驗中紙樣耐折度沒有明顯的變化，是比較安全的。

表7  不同紙張的消毒基準條件（100㎎/ m3、1hr）下耐折度的數據變化值

表8  不同字跡在基準消毒條件（100㎎/ m3、1.0hr）下色差變化測定值

實驗結果分析：

從表8中可見，三種不同的字跡在臭氧消毒滅菌的基準條件（濃度為100㎎/ m3、1.0hr）下作用，字跡的色差值都有一定的變化，但是三種字跡的變化值都不大，其色差值△E的均值為1.25、1.24、2.26，均是小于可見變化的△E為3.0閾值。由此可以確定，在進行臭氧消毒滅菌過程對三種檔案字跡沒有明顯的影響，字跡均是比較穩定。

三種字跡試樣在一般條件下放置1年以后(為400天)，其△E的均值為1.30、1.44、2.27，均小于可見變化的3.0數值，沒有出現明顯的變化，是比較穩定和穩固的，也說明經臭氧作用的檔案字跡，在靜置保存過程中沒有后續的變化效應。

從表中數據可以看出，紅色印泥字跡的色差值△E為2.26，是三種字跡中變化最大者，這也與一般意義上的基本認識，紅色印泥作為一種顏料色素，是耐久性比較強的情況相一致。

3.3.3臭氧對檔案材料往復作用后的累積綜合影響檢測

   實驗中分別取新聞紙、復印紙、印刷品紙宣紙四中紙張。各分成兩組，一組經濃度為100㎎/ m3~150㎎/ m3臭氧累積處理20次，每次處理時間為45分鐘，另一組為不作處理組，分別進行紙張的抗張強度、撕裂度、耐折度、文字密度的測試其結果如表9。

表9  臭氧氣體作用下紙張抗張強度的變化值測定

表10  臭氧氣體作用下測定文字密度及亮度值及其變化

結果分析：

第一，紙張機械強度：從表9中可以看出，新聞紙、復印紙、印刷品紙、宣紙四種不同的紙樣經臭氧氣體(100㎎/ m3-150㎎/ m3)累積20次，每次作用45分鐘處理，其抗張強度、撕裂度和耐折度值基本無變化，說明經臭氧氣體作用四種紙張沒有明顯的影響，這些紙張是穩定的。

第二，字跡材料密度：從表10中可見，不同類型的記錄介質如黑色或彩色印刷油墨，簽字墨水，毛筆墨汁在以上四種紙張書寫或印刷，經臭氧氣體(100㎎/ m3~150㎎/ m3)累積20次，每次作用45分鐘處理，其文字密度也沒有明顯的變化，說明這些字跡有臭氧氣體作用條件下是穩定的。

3.4實驗結論

通過以上實驗及測試分析的結果，可以看出；

第一，檔案臭氧消毒房對檔案載體紙張材料，在設定的標準條件下，四種通用的、常見的紙張材料，在物理性能上的抗張強度、耐折度及撕裂度等方面，影響是比較??；說明臭氧消毒房進行檔案消毒時，對檔案紙張是安全的。

第二，臭氧消毒房的消毒滅菌操作，對檔案字跡材料，在設定的標準條件下，三種常見的紙張字跡材料黑色打印字跡、藍黑墨水字跡、紅色印泥字跡這，在字跡色差上改變不大，其影響是比較?。徽f明臭氧消毒房進行檔案消毒時，對檔案字跡是安全的。

4研究結論

第一，臭氧消毒房的消毒滅菌效能。臭氧消毒房在150㎎/ m33~300㎎/ m3的范圍，處理60分鐘(即1小時)，能達到良好的消毒滅菌效果。臭氧消毒能滅殺沾染在檔案文件上的真菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、霉菌等，防霉效果良好。

第二，在標準條件下進行臭氧消毒操作，由于臭氧消毒房設有臭氧氣體分解功能，能在短時間內把消毒后的剩余臭氧氣體進行分解處理。因此，無有害臭氧泄露現象。消毒房在開機時、消毒運行中，以及關機后，其周邊、柜體中央及內部的多種污染物(甲醛、氨、TVOC、苯、氡)濃度，均低于國家標準規范的限值，說明檔案臭氧消毒房對環境是無害的、環保衛生的。

第三，檔案臭氧消毒房對檔案載體紙張材料，在設定的標準條件下，四種通用的、常見的紙張材料，在物理性能上的抗張強度、耐折度及撕裂度等方面影響是比較小，說明臭氧消毒房進行檔案消毒時，對檔案紙張是安全的。

第四，檔案臭氧消毒房對檔案字跡材料，在設定的標準條件下，三種常見的紙張字跡材料黑色打印字跡、藍黑墨水字跡、紅色印泥字跡，在字跡色差上改變不大，其影響是比較??；說明臭氧消毒房進行檔案消毒時，對檔案字跡是安全的。

第五，根據以上臭氧對紙張的物理性能及文字密度的測試情況來看，臭氧消毒操作過程對檔案材料的影響是微小的。

館藏受損檔案、入庫檔案的消毒滅菌處理是確保檔案安全，保護檔案材料的有效手段。臭氧消毒房能夠有效殺滅檔案庫房的霉菌，對檔案材料影響很少，基本沒有臭氧的泄露和有害污染物的出現，因此對環境的影響也很小，具有良好的安全性。

注釋

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參考文獻

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