چرا به ضدعفونی هوا نیازمندیم؟

 

شیوع SARS در سراسر جهان در مارس ۲۰۰۳ باعث افزایش آگاهی مردم در مورد انتقال بیماری های تنفسی در محیط های داخلی شد. شواهد نشان می دهند که SARS می تواند تا چند روز بر روی قطرات تنفسی زنده بماند و افرادی که هوای حاوی این قطرات را تنفس می کنند  در معرض خطر جدی ابتلا به این بیماری ها قرار می گیرند. بنابراین، برای ضد عفونی کردن هوای این مناطق پرخطر نیاز به یک روش ضد عفونی قابل اعتماد و کارآمد است.

 

تکنولوژی های ضدعفونی هوا

 

اغلب روش های ضدعفونی هوا با استفاده از اشعه فرابنفش (UV) انجام می گیرند. تابش فرابنفش باکتری ها و ویروس ها را با صدمه زدن به DNA/RNA سلول های میکرواورگانیسم آن ها از بین می برد. گرچه اشعه فرا بنفش تنها می تواند هوای نزدیک لامپ ها را ضد عفونی کند زیرا نور UV ظرفیت نفوذ محدودی دارد. در مورد اتاق آلوده به SARS ضدعفونی UV به تنهایی برای پاکسازی ویروس از محیط کافی نیست.

روش شناخته شده دیگر برای پاکسازی هوا روش استفاده از فیلتر هوای ذرات با بازده بالا (HEPA) می باشد. فیلتر HEPA توانایی گیر انداختن ذرات تا اندازه ۰٫۳ میکرون را دارد، و با توجه به اینکه اندازه باکتری ها بزرگتر از ۰٫۳ میکرون می باشند در این فیلترها به دام می افتند. اگرچه فیلترهای HEPA بر

ای گیر انداختن و کاهش  باکتری های موجود در هوا کارامد می باشند، ولی برای حذف ویروس های موجود در هوا که اندازه آنها در حد نانومتر است موثر نیستند. همچنین هوا برای پاکسازی حتما باید از دورن فیلتر ها بگذرد و اینکه فیلتر های HEPA فقط می توانند هوای نزدیک به خود را پاکسازی نمایند. این اشکالات باعث می شود که فیلترهای HEPA گزینه مناسبی برای ضدعفونی محیط آلوده به SARS نباشند.

ضد عفونی شیمیایی نیز برای پاکسازی هوا قابل استفاده است که اغلب با استفاده از بخار و اسپری کردن انجام می گیرد. با این حال تجزیه ضدعفونی کننده های شیمیایی به زمان زیادی  نیاز دارد و دارای باقی مانده شیمیایی سمی است که برای سلامتی انسان خطرناک می باشد.

گاز ازن اکسید کننده بسیار قوی و شناخته شده ای می باشد که می تواند میکروارگانیسم ها  را به صورت کارامد از بین ببرد. کاربردهای ازن در تصفیه آب و فاضلاب کاملاً مستند است و در اکثر شهرهای مدرن مورد استفاده گسترده قرار گرفته است. مطالعات بر روی استفاده از ازن به عنوان ضد عفونی کننده نسبتا محدود می باشند، نتایج تجربی نشان می دهد که ازن همچنین می تواند یک ضد عفونی کننده کارامد هوا همانند اثرش در آب باشد. به عنوان مثال ، کاوالسکی و همکاران  اثرات ضد باکتریایی غلظت بالای ازن بر روی استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی( E. Coli و S. Aureus) را مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که بیش از ۹۹٫۹۹٪ نرخ نابودی پس از اضافه کردن ازن برای هر دو گونه حاصل شد.

خاصیت اکسید کننده قوی ازن نیز به آن کمک می کند تا یک ماده ضد عفونی کننده ایده آل برای هوا باشد. بر خلاف اشعه UV و فیلتر های HEPA، ازن گازی است که می تواند به هر گوشه و نقطه اتاق نفوذ کند که این موضوع باعث می شود که کل اتاق به صورت کارامد ضد عفونی شود. از آنجایی که ازن ناپایدار است ، به آسانی به اکسیژن تبدیل می شود و پس از ضد عفونی کردن ، هیچ ازن مضری باقی نمی ماند.

اگرچه ازن به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده هوا در آزمایش های آزمایشگاهی موفقیت بوده است ، اما تأثیر آن در وضعیت واقعی نیاز به بررسی بیشتر دارد. در این مقاله ، اثربخشی ازن در ضد عفونی کردن یک اتاق کنفرانس مورد ارزیابی و بحث قرار می گیرد.

 

ظرفیت ضدعفونی ازن

 

ازن (O3) یک گاز ناپایدار است که شامل سه اتم اکسیژن می باشد. ناپایداری به دلیل این می باشد که گاز به راحتی با تشکیل اتم های اکسیژن آزاد یا رادیکال های آزاد به حالت پایدار آن یعنی اکسیژن دو اتمی (O2) تبدیل می شود. اتم ها یا رادیکال های آزاد اکسیژن بسیار واکنش پذیر هستند و تقریباً هر چیزی (از جمله ویروس ها ، باکتری ها ، ترکیبات آلی و معدنی) را در تماس اکسیده می کنند و ازن را به یک ضد عفونی کننده و اکسید کننده بسیار قدرتمند تبدیل می کنند.

 

در حقیقت ، ازن یک اکسید کننده بسیار قوی تر نسبت به سایر ضد عفونی کننده های متداول مانند کلر و هیپوکلریت است. استفاده از کلر یا هیپوکلریت در بسیاری از کشورها به دلیل احتمال تشکیل باقیمانده فرعی سرطان زا مانند تری هالومتان ها (THM) در طی فرآیند ضد عفونی به طور قابل توجهی کاهش یافته است. در مقابل ، ضدعفونی ازن هیچ باقیمانده مضر ایجاد نمی کند و تمام ازن باقیمانده در مدت زمان کوتاهی به اکسیژن تبدیل می شود. بنابراین ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده سازگار با محیط زیست محسوب می شود.

ازن با توجه به قدرت و کارآیی عالی آن به عنوان یک اکسیدان و بیوکسید ، به یکی از فن آوری های مهم تصفیه آب در اروپا و آمریکا تبدیل شده است. اما استفاده از آن در ضد عفونی هوا به دلیل نگرانی در مورد سمیت ازن از محبوبیت زیادی برخوردار نیست. ازن با غلظت بالاتر از ppm  ۱ اثرات منفی بر سلامت انسان دارد و استفاده ازن برای ضد عفونی هوا به طور کلی در صورت وجود افراد توصیه نمی شود. بنابراین ، ضد عفونی هوا با استفاده از ازن فقط باید به اتاق خالی محدود شود.

 

فرآیند ضدعفونی با استفاده از ازن

 

به منظور آزمایش اثربخشی ازن در کاهش باکتریهای موجود در هوا ، اتاق کنفرانس با مساحت حدود ۱۲ متر مربع برای آزمایش انتخاب شد. از آنجا که غلظت بالای ازن برای از بین بردن ویروس ها ، باکتری ها و اسپورها لازم است ، هنگام فرآیند ضد عفونی اتاق باید خالی از انسان، حیوان و گیاه باشد.

با توجه به اندازه اتاق، ژنراتور ازن با خروجی ۲ گرم بر ساعت انتخاب شد. ظرفیت ژنراتور ازن انتخاب شده دارای توانایی بالای حفظ غلظت ازن (۰٫۵- ۵ ppm) داخلی می باشد. یک فن گردشی برای اطمینان خاطر از توزیع مناسب ازن در همه نقاط مورد استفاده قرار گرفت. بعد از بستن تمام در ها و پنجره ها ژنراتور ازن به وسیله کنترلی که بیرون از اتاق قرار دارد روشن شد. غلظت ازن با استفاده از یک سنسور دیجیتال ازن (اکوسنسور) مورد بررسی قرار گرفت. غلظت های  مختلف ازن (۰٫۵ ، ۲٫۵ و ۵ ppm) به منظور تعیین مقدار بهینه برای کشتن هر چه بیشتر میکروارگانیسم ها مورد آزمایش قرار گرفت. پس از خاموش کردن ژنراتور ازن ، غلظت اوزون در حالی که به اکسیژن تبدیل می شد ، شروع به کاهش کرد.

به دلایل ایمنی ، هیچ کس نباید وارد اتاق شود تا زمانی که غلظت ازن باقیمانده به زیر ۰٫۰۲ ppm برسد. به طور کلی ، غلظت ازن در یک ساعت بعد از فرآیند ازن به ۰٫۰۲ ppm کاهش می یابد ، بنابراین افراد قبل از ورود به اتاق ” ضد عفونی شده با ازن ” باید حداقل یک ساعت (پس از خاموش کردن ژنراتور) صبر کنند.

شکل ۱ منحنی (غلظت بر زمان) فرآیند ضد عفونی با ازن را نشان می دهد. همانطور که در شکل نشان داده شده است ، غلظت ازن در دوره اولیه (چند دقیقه اول) بسیار آهسته افزایش می یابد. تأخیر در افزایش غلظت ازن احتمالاً به دلیل مصرف ازن برای اکسید کننده آلاینده ها (از جمله باکتری ها و ویروس ها) در دوره اولیه است. پس از اکسیداسیون آلاینده های اصلی ، غلظت ازن در داخل اتاق به سرعت تا حد مطلوبی بالا می رود. برای اطمینان از ضد عفونی کردن کل اتاق ، غلظت بالای ازن به مدت ۳۰ دقیقه حفظ می شود. هنگامی که ژنراتور ازن خاموش می شود ، با تبدیل ازن به اکسیژن ، غلظت ازن به تدریج کاهش می یابد.

 

اثربخشی ازن در کاهش باکتری های موجود در هوا

 

کل باکتری های موجود در هوا در اتاق کنفرانس در قبل و بعد از هر ازن زنی اندازه گیری شد. اندازه گیری با استفاده از نمونه برداری تک مرحله ای اندرسن N-6 با تریپتون سویا آگار (اکسید) در ظرف پتری انجام شد. برای هر نمونه گیری ۲۸۳ لیتر هوا گرفته شد. ظرف پتری برای ۴۸ ساعت قبل از شمارش در دمای ۳۵ درجه سانتیگراد کشت داده شد. بازده ضد عفونی ازون در غلظت های مختلف در جدول ۱ آمده است.

نتایج نشان می دهد که ازن در کاهش باکتری های موجود در هوا مؤثر می باشد. در غلظت بالاتر ازن ، اثر ضد عفونی کننده افزایش یافته است. بیش از ۹۰٪ باکتری های موجود در هوا می توانند با غلظت ۲٫۵ ppm از بین رفته بودند. افزایش بیشتر غلظت ازن به ۵ ppm در کاهش باکتری ها موثر نبود.

برخلاف آزمایش آزمایشگاهی که به وسیله کاوالسکی و همکارانش انجام گرفت و توانستند ۹۹٫۹۹ درصد باکتری های موجود در هوا از بین ببرند، در آزمایش ما در بهترین حالت توانستیم تا ۹۳ درصد باکتری ها را از بین ببریم. درصد کاهش بالا حاصل نشد زیرا اتاق کنفرانس ۱۰۰٪ ایزوله  نشده بود. درها باید در طی هر نمونه گیری هوا (برای قرار دادن یک ظرف جدید آگار) باز می شد و به همین دلیل تبادل هوا از خارج اجتناب ناپذیر بود.

از نظر ایمنی باید از ازن زنی با غلظت بیش از حد جلوگیری شود و کمترین غلظت ازن که می تواند بیشتر میکروارگانیسم ها را از بین ببرد باید به عنوان غلظت مطلوب انتخاب شود. بسته به سطح آلودگی غلظت ازن ۰٫۵  تا ۵ppm برای ضد عفونی هوا کافی است.

 

نتیجه گیری

 

داده های تجربی نشان می دهد که ازن در کاهش باکتریهای موجود در اتاق خالی مؤثر است. بیش از ۹۰٪ باکتریهای موجود در هوا می توانند پس از ازن زنی از بین بروند. از آنجا که ویروس ها به طور کلی نسبت به باکتری ها به ازن حساس تر هستند ، می توان فرض کرد اگر درصد زیادی از باکتریرهای موجود در هوا از بین بروند ، همه ویروس ها کشته می شوند. ازن گازی است که از قابلیت نفوذ خوب و قدرت اکسید کننده قوی برخوردار است ، بنابراین بازده ضد عفونی کننده آن نسبت به اشعه ماوراء بنفش و فیلتر HEPA برتری دارد. از آنجایی که ضد عفونی کردن با ازن فقط در اتاق خالی انجام می شود و تمام ازن باقیمانده پس از درمان تبدیل به اکسیژن می شود ، بنابراین سمیت ازن برای انسان جای نگرانی ندارد. با توجه به مزایای قدرت اکسید کننده قوی ، ظرفیت نفوذ پذیری خوب و باقی مانده غیر مضر ، توصیه می شود از ازن در ضد عفونی کننده محیط های آلوده به SARS استفاده شود.