臭氧及其协同技术对SARS-CoV-2 病毒灭活研究

 

        臭氧不仅对上述提及的肠道病毒（Echovirus）、腺病毒（Adenovirus）和呼吸道病毒（Coxsackieviru）有去除效果，对目前日益受到关注的冠状病毒，也有相关报道。张珈敏等[31]研究了臭氧水对SARS-Cov 冠状病毒的灭杀效果，仅在4 min 内就能达到100%的SARS-Cov 病毒的灭活。此外李洪敏等[27]运用臭氧消毒器，对DNA 检测SARS-Cov 病毒呈阳性的9 m2 单人病房进行了消毒试验，在臭氧消毒40 min 后，所有DNA 检测样品全部转为阴性，说明了臭氧对被SARS-Cov 病毒污染的物品具有良好的消毒作用。此外，唐燕萍等[45]报道了高质量浓度臭氧（大于500 mg/m3）对新型冠状病毒肺炎疫情期间病房床单位的消毒效果，经过臭氧技术处理后的病房达到了《医院消毒卫生标准》（GB 15982—1995）的判定消毒要求[46]，即自然杀菌率≥90%为合格，此外对SARS-Cov-2 病毒核酸结果的判定依据《新型冠状病毒感染的肺炎实验室检测技术指南》和《新型冠状病毒感染的肺炎防控方案（第二版）》，均符合消毒要求。

 

        B. Clavo 等[47]报道了使用臭氧处理能对受SARS-CoV-2 病毒污染的个人护具起到很好的杀灭效果[47]，当使用的臭氧质量浓度高于2 000 ppm（同林小编注）时，用时少于10 min 就能灭杀受污染个人护具表面的SARS-CoV-2 病毒，而当臭氧质量浓度达到10 000 ppm（同林小编注）时，仅经过30 s 处理，就能对SARS-CoV-2 病毒起到灭杀效果[47]。表3 列举了新型冠状病毒（SARS-CoV-2）在不同介质表面的存活时间，发现SARS-CoV-2 病毒在不同表面的存活时间受到环境温度和相对湿度的影响。SARS-CoV-2 病毒在不同介质表面如不锈钢、纸、塑料、布料、木和玻璃分别存在达到7、1、7、2、2、4 d，使其潜在传播能力大大增强，需要能阻断其传播的技术，而臭氧技术对个人护具上SARS-CoV-2 病毒的有效灭杀能力，使其可以应用到其他介质表面的潜在优势。

 

        除上述固体介质外，SARS-CoV-2 病毒在废水、自来水、粪便、痰液中能存在达到1.5、1.7、7、1 d，在气溶胶中能存在16 h，证明了SARS-CoV-2病毒通过水和气传播的能力，存在经排水系统进入经水媒介传播的风险[48-49]。有研究表明[33，50-51]，SARS-CoV-2 病毒在不同环境介质中的存活特征会受到病毒本身因素和外在环境因素共同的影响，本身因素是指SARS-CoV-2 病毒的类型、属性及载量等，而外在环境因素主要包括湿度、温度、pH、介质属性等。臭氧技术相比于其他杀菌消毒技术而言不仅能应用于固体介质中，在水中和气体中也具有广泛的杀菌消毒应用前景，臭氧作为气体，不仅本身的高活性可以杀灭气体中的病原体，在水中能生成活性更强的活性氧物种，从而可以杀灭水中的病原体。因此，臭氧及其协同技术具有在水、气和固相中对新型冠状病毒灭活的潜在应用，如图所示[52]。

 

        除此之外，已经有相关研究表明臭氧分子可以直接用于临床，其主要机理是臭氧分子可以直接攻击SARS-CoV-2 病毒表面的刺突蛋白（S），不仅可以直接破坏刺突蛋白结构也抑制了刺突蛋白与人体肺细胞中的血管紧张素转化酶2（ACE2）的结合，从而能大大降低SARS-CoV-2 病毒的传染性和致病性[53-55]。以上证据，直接证明了臭氧在阻断SARS-CoV-2病毒传播中的良好临床应用前景[52]。

 

     结论与展望

       自2019 年末暴发的COVID-19 疫情带给人类社会带来了深远的影响，在控制和阻断新冠病毒传播方面的经验，都证实了环境媒介病原体的存在及具有极大的次生传播风险，因此，在当前疫情防范仍不能松懈的关键时期，如何实现对病毒等病原体的高效杀灭仍是需关注的焦点问题。臭氧法已经广泛应用于水、空气和物体表面病原体的消毒，本综述结合防疫的大势总结了纯臭氧技术和四类臭氧协同技术在病原体杀灭中的应用，为臭氧技术应用于新冠病毒的杀灭提供参照。无论纯臭氧技术还是臭氧协同技术均已经广泛用于包括细菌、真菌、原生动物和病毒等微生物的灭活中，而且已经有报道显示臭氧技术对新冠病毒的灭活和受感染者的治疗方面具有效果，但仍需进一步深入探究，未来应重点关注的方面包括：

（1）在纯臭氧技术和臭氧协同技术用于杀灭微生物的方面已有大量研究，但仍缺乏直接应用于新型冠状病毒的杀灭方面的研究。考虑到新型冠状病毒的高传播性和在不同环境介质中的存活性差异，一方面，应开发高效低成本的臭氧协同技术用于不同场所和介质中新冠病毒的灭杀，另一方面，应研究灭杀过程中臭氧/协同技术与病毒之间的作用机制，可以进一步阐明消毒机理，以保证消毒的高效性。

（2）非均相催化协同臭氧技术对病原体具有高效的杀灭效果，但是目前大多研究仍停留在实验室阶段，还未大规模使用，而且非均相催化材料的开发、大规模装置的设计和材料（尤其是纳米材料）的毒性评估是其实际应用需关注的问题。总而言之，未来基础研究领域，一方面需探清水、气环境中臭氧协同技术与病原体之间的相互作用和灭杀机理，这对于臭氧技术的实际应用尤为重要；另一方面，实际应用中，开发绿色、高效、低成本的臭氧协同技术及配套设备是关键点。

 

来源：

题目：臭氧消毒研究进展及对新型冠状病毒的灭活启示

作者：冀豪栋，孙丰宾，赖波，刘文

DOI：10.19965/j.cnki.iwt.

收稿日期：2021-0515  

引用格式：2021-05-27