區域表面及空氣殺菌

應用於表面、器械及水體之消毒殺菌相當多元化，也廣為熟知。室內建築中各類水系統 亦可定期添加適量之消毒劑，特別是增溼器的儲存水、冷卻水塔或任何有靜止水的地方。消 毒劑有的可直接殺死微生物，有的則只能降低微生物的繁殖能力﹔好的消毒劑應該要易於使 用，且對微生物有很強的毒性，但對人體則需無毒性。表 6.5 列出常用消毒劑的作用及對人 體的危害性，在一般環境消毒劑選用時，需遵循每一藥品物質安全資料表並搭配適當的個人 防護設備進行操作。以建築水系統中最常見的退伍軍人菌為例，由於退伍軍人菌主要存在於 各式水體與生物膜中，透過空氣傳播或吸嗆入遭污染的水而導致人體感染，因此，在退伍軍 人症的防治上，應積極控制各類建築水系統如冷卻水塔及熱水供應系統等生物膜滋長及與水 中退伍軍人菌的滋生，並降低其氣膠化之機會，以降低空氣傳播的可能性。建築水系統如冷 卻水塔、供水系統及公共浴池消毒作業方式可參考病管制局2007 公告之「退伍軍人菌控制作 業建議指引」分別可視情況以加熱殺菌法、加氯法、銅銀離子法、臭氧消毒及紫外線消毒等

方法進行維護管理，而各類殺菌法之憂缺點比較及有效殺菌操作基準在該指引上均有明確說

次氯酸鹽（hypochlorites） ‧與微生物之核酸蛋白質產 生氧化反應

具刺激性及腐蝕性 過氧化氫（hydrogen peroxide）溶液 ‧使細胞產生氧化反應 低於3 ％時無傷害性 四 級 銨 化 合 物 （ quaternary

ammonium compounds）

‧增加細胞膜的穿透性 毒性刺激物 酒精（乙醇）［alcohols（ethanol）］ ‧使蛋白質凝固、沉澱、變性 無報告

碳酸（phenolics） ‧使蛋白質變性 有氣味，毒性刺激物，具腐

甲醛（formaldehyde） ‧與微生物之DNA 及蛋白質 鍵結

有氣味，毒性刺激物，可能 具有致癌性

(蘇慧貞, 2006) 1. 紫外線殺菌照射法(Ultraviolet Germicidal Irradiation, UVGI)

紫外線是介於可見光至X 光之間電磁輻射，其殺菌效果最強的為波長介於 200-275nm 的 UV-C 滅菌紫外線，最佳滅菌波長則屬 253.7nm 波長，UV-C 波長短，但光量子能量大，空氣 中的微生物遇到紫外光照射時，UV-C 會穿透細菌細胞膜，微生物的 DNA 及蛋白質等分子間 鍵結會因強烈吸收該波段能量而產生化學變化，迫使鍵結斷裂，進而改變了細胞膜的通透性 與破壞細菌複製功能與蛋白質的合成(Li et al., 2003)。實驗數據顯示，影響 UVGI 殺菌效力最 重要的兩個因子是UVGI 能量強度及微生物照射暴露時間(Luckiesh, 1946; Riley et al., 1976;

Chang et al., 1985; Ko et al., 2002)。研究顯示，微生物外細胞壁組成及厚度則會決定微生物對 於紫外光照射的耐受度，舉例而言，天花病毒、人類流行性感冒病毒及腺病毒就很容易被紫 外光去活化，但炭疽桿菌等會產生內孢子的的菌及真菌則需要更強的能量及照射時間才能將 其去活化。因此，透過實驗室測試，可得各類微生物在UV-C 照射之後標準衰減常數(standard Decay-rate Constant, cm²/μW-sec)，病毒的平均衰減常數最大、真菌之衰減常數最小，顯示需 要較高的能量才能去活化。

由於UV-C 燈具使用過程中不能直接照射到人，主要應用在室內空氣殺菌有兩大類作法：

（1）上層空間 UVGI 系統(upper room system)及（2）風管內系統(in duct system)。上層空間 UVGI 系統，意思是將紫外燈管裝設在使用空間上層（圖 6.6），並透過空氣導引設備將空氣 導引至上層殺菌後，再送至下層室內空間中。上層空間UVGI 系統在使用上的歷史可追塑至 美國1930 年代，而隨著紫外燈管製作技術的進步，而應用性愈高。在實場操作上，增加紫外 光的能量強度、提高室內空氣混合率、或是在設計上利用室內溫差有效導引空氣流向等操作，

都是影響紫外光的殺菌效能重要的因素(Riley and Permutt 1955, Riley et al. 1971a, 1971b).。另 外，近年來研究顯示，室內相對濕度是另一個影響紫外光殺菌效能的重要因子，艙室實驗中 發現，相對濕度會影響紫外光對於病原菌之殺菌效能(Peccia et al. 2001, Xu; et al. 2005)。由於 紫外光不能直接照射到人，所以一般而言，需要在天花板設計一些遮光罩，以避免下層暴露 到紫外光，相對也吸收了許多有用的紫外光，降低上層空間UVGI 系統的每單位能源的殺菌 效率，1999 年 First 等人曾於 ASHRAE 技術報告中發表上層空間 UVGI 系統應用的相關指引 (First et al. 1999a, 1999b)。風管內系統(in duct system)則是將紫外光裝設於送風管或風管箱系 統中(如圖 6.7)，最常裝設於 AHU 系統中濾網及冷卻盤管間，透過紫外光的照射，可降低濾 網上微生物的滋生及冷卻盤管下集水盤管微生物的滋長。而風管系統最大的好處是由於不會 有人員暴露的問題，可以使用能量功率較大之紫外光燈具，以進行殺菌作業。Manzies et al.

(2003)曾將 UVGI 燈裝置於通風管內，並量測 UVGI 啟動前後之室內生物性污染濃度，同時 評估場所人員的病態大樓症候群盛行率，結果發現當 UVGI 啟動時，不僅場所生物性污染濃 度明顯下降，其室內人員的病態大樓症候群盛行率也有顯著的差異。近年來研究多著重於 UVGI 裝設在空調系統管道內哪一個位置殺菌效能最好、最佳燈管能量強度以及風管內不同 的反光材及裝置方式以增加紫外光折射增加微生物暴露的等系統參數的研究，以期進一步能 提出具體的操作指引(Kowalski et al. 2000, Kowalski et al. 2001)。國內也有愈來愈多的廠商及

研發團隊針對燈具及搭配施工應用進行推廣，未來希望能透過實場及暴露艙室研究，找尋最 佳化的參數，包含能源耗損及殺菌效益考量等研究，以便能更有效的利用及推廣。下表 6.7 彙整目前 UVGI 系統在各類室內空間中可應用的類型，不管是哪一種使用型態，要使 UVGI 之殺菌效能達到具體之效果，濕度、溫度、器流速度與氣流混合情況、燈具選擇、反射設備 及適當搭配的過濾系統都是重要的影響因素。再者，燈具的安裝、清潔、能量強度檢測、維 護更新的自主管理也都是讓設備發揮最大效能所必須的。

圖6.6 上層空間 UVGI 系統示意圖(Ko et al., 2002)

圖6.7 風管內 UVGI 系統示意圖(Menzies et al.,2003)

表6.7 UVGI 可應用的室內環境類型 (monosaccharides)，使得細菌無法進行能量的傳輸而攝取養分，進而抑制細菌的生長 (Barrette

et al. 1987)；隨後更發現細菌暴露於次氯酸之後，三磷酸腺苷(ATP)的生成會被阻斷，造成細 菌無法獲得能量而導致死亡 (Barrette et al. 1989)。國內研究團隊曾於暴露艙體中成功評估次 氯酸水對生物性污染的殺菌效果，並找出最佳的噴灑時間、濃度和位置，該法也成為未來實 場應用的重要手段之一 (楊，2009)。

目前次氯酸水應用於表面殺菌之相關流程及殺菌效能已相較清楚，再加上其成本低廉及 環境衝擊低，因此在許多國家在醫療、食品、農業、畜牧業上已大量推廣使用中。但是，利 用噴灑技術應用於空氣殺菌上之各類影響最佳殺菌效能的參數，則需要更多的研究以確認之。

圖6.8 次氯酸水於各 pH 中最大殺菌效率曲線圖 (浄水の技術 一部改変) 3. 觸媒氧化殺菌法

光觸媒在住商用途的污染防治上應用越來越廣泛，光氧化觸媒多使用半導體材料如 TiO2、WO3、ZnS 等，目前使用最廣的是二氧化鈦，當波長在 400nm 以下之紫外線照射在超 微粒 TiO2時，在價電子帶的電子(e-)被紫外線之能量(3ev)所激發跳升到傳導帶，此時在價電 子帶便會產生帶正電之正孔(hole)，而形成一組電子-電洞對。二氧化鈦則利用所產生的電洞 之 氧 化 力 及 電 子 的 還 原 力 和 表 面 接 觸 的 H2O、O2 發 生 作 用 ， 產 生 氧 化 力 極 強 之 自 由 基•O-、•O2-、•O3-、•O 及•OH，而進行殺菌、除臭、分解有機物等作用。由於光觸媒材質在

適當的光催化之下，可持續作用，因此，此項清淨技術未來在除污、自淨、化學物分解及生 物去活化等方面未來均前景可期。表面接觸性研究顯示，二氧化鈦光觸媒能有效殺死病原菌 (Krishna et al. 2005, Pal et al. 2007)，亦有研究發現攙雜銀離子之二氧化鈦光觸媒能夠加強空氣 中殺菌效力，但實際在設備研發上未來仍須更多的研究。在空氣殺菌上，此項技術可結合適 當的濾材塗覆技術，並搭配一具有良好收集效能之清靜機使用。但以二氧化鈦光觸媒清淨機 而言，此項設備在持續研發中，足夠而適當的生物性氣膠微粒滯留時間、相對濕度、激發光 源強度等都會影響生物性氣膠的殺菌效能(于台珊, 2005)。另外，現階段的二氧化鈦光觸媒材 料仍須透過紫外光激發，較為耗能，未來在材料研發上利用銀離子、氮離子及硼離子攙雜方 式，以降低其催化能階(Wu et al., 2009; Sato et al., 2005)，以期未來能利用可見光催化，可更 廣泛的應用在各類產品及清淨方案上。

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