档案消毒灭菌新方法

——臭氧消毒房的实用性、功效及影响探析

彭远明

（国防大学政治学院，上海200433）

档案入库前，必须实施消毒灭菌；馆藏档案也应适时进行消毒处理，以确保入库档案与馆藏档案的安全。档案消毒灭菌有多种方法，其中利用臭氧进行杀菌是在医疗、环境等领域使用的一种通用方法，过去也在一些档案馆、图书馆进行过使用。

臭氧是一种强氧化性的气体，具有明显的消毒杀菌效率，已经有不少文献介绍过这方面的成果与方法。早在1992年李景仁在中国图书馆学报上撰文提出臭氧浓度在20mg/M³,3~4小时能有效地杀灭霉菌，并说明在此条件下黑色油墨字迹的色差值在1.5，没有明显的变化。王庆伟等撰文指出臭氧法用于档案消毒既有正面的作用，也有负面的影响。隋群、王葵英撰文谈到了臭氧消毒对档案纸张、字迹及声像档案的破坏，特别指出消毒后的残留物(即臭氧)对档案保存的危害。以上文献表明人们对臭氧消毒的担心和顾虑，一是对于档案材料研究不多，范围较窄，缺乏代表性；二是作用时间偏长，会对档案材料存在破坏性；三是残留物(即臭氧)对后期保管的危害性，特别是臭氧对档案的副作用及臭氧泄露的危害性，这是臭氧消毒方法的顾虑所在，也使得档案界同人在选择臭氧消毒时小心谨慎。本文拟就一种新的臭氧消毒方法——臭氧消毒房技术的杀菌功效、臭氧泄露情况，以及该法对档案材料的实际影响进行研究，从而确定臭氧消毒房的适用性及其对档案材料及环境、人员的安全性。

1臭氧消毒房的结构、原理及工作方式

消毒灭菌是档案保护的一项基础性工作。目前，档案消毒主要有：一是对新进馆入库档案的实时消毒灭菌；二是对馆藏重要档案的定期消毒；三是对霉变档案的专业化档案消毒处理。实施的档案消毒方法有：药物熏蒸法、紫外线辐射法、低温冷冻法、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强的氧化性，显著地破坏有害生物的细胞，达到杀菌的目的。高浓度臭氧气体对档案进行臭氧消毒，处理时间短，消毒效果好，对害虫及微生物杀灭率高。如何有效地消除臭氧泄露是本方法重点考虑的问题。

1.1仪器结构

臭氧消毒房是一套由消毒柜体、档案运输车、臭氧发生器、臭氧分解与监测器等设备组成的、由微电脑

程序控制的、具有触摸屏人机对话式界面的成套设备。这种循环对流臭氧消毒房(专利号2007100437901）采用国际先进的臭氧生产技术和进口部件，与微电子电脑技术相结合，专门为档案馆(室)研制的杀灭有害微生物的消毒设备，主要解决档案接收、保管中实时消毒的问题。

臭氧消毒房是一个独立的空间，可设计安装在档案接收室、库房及接待阅览大厅附近，便于对档案进行同步、实时的消毒处理。其工作原理流程见图1。

图1 臭氧消毒房的工作原理流程图

该设备结合多种自控、测控和过程控制方式，对特定消毒对象进行菜单式设置运行，以臭氧气体作为消毒因子，采用双循环对流技术，通过臭氧发生器对空气进行电离产生臭氧，不使用化学添加剂即可对纸质档案进行消毒处理，杀灭霉菌、致病菌等微生物，并可自行将杀菌后的臭氧气体还原成氧气，达到避免档案霉变及被臭氧损坏的目的。

1.2工作原理

臭氧消毒房采用臭氧气体进行消毒灭菌，作用时间只需30分钟~60分钟，效果明显，效率也高。其作用过程分三个阶段：

一是臭氧产生。发挥消毒作用的臭氧气体是由设备在开机一段时间后，利用箱体内空气中的氧气转化而来的:3O₂→2O₃(一般采用紫外线的光辐射，伴光辐射有臭氧气味：O₂→2O，O+O₂→O₃)；特定浓度的臭氧气体可以根据工况需要而定量化产生。

二是臭氧作用。产生的臭氧利用其强烈的氧化作用力对档案及箱体空间进行消毒灭菌处理,30~60分钟后。

三是臭氧消除。消毒处理结束后，大部分气体消耗于消毒杀菌，剩余的臭氧气体再由设备进行臭氧的转化，变成正常状态下的氧气:20₃→30₂.该过程防范了臭氧的泄露及臭氧对档案及周围环境的影响。

与此同时，在整个消毒过程中，臭氧消毒箱体内是一个负压状态，即箱体内的压力大于箱体外部的压力，其结果是外部的空气能够不断地进行箱体内，而箱体内的臭氧气体却不能往外部飘散，从而使得整个箱体内部及周边，没有臭氧气体的泄露。

这种处理方法，消除了人们对臭氧气体对档案的持续作用带来的危害，以及尾气的残留和泄露对人和环境的危害的思想顾虑。

1.3消毒工作方式

臭氧消毒房技术，控制臭氧浓度，对档案中细菌和病毒的杀菌率高，能高效杀灭档案介质上的细菌、病毒等微生物。消毒室内臭氧气体浓度：≥100mg/ m³，在该条件下持续30分钟；一次四辆车可消毒档案1000册以上，工作容量大；消毒时间快，利用臭氧消毒只需短短1小时。

档案消毒房的运输车可用来承装、运送待消毒的档案。工作人员随时可将接收或利用后返回的档案放置于档案运输车上，装满后，可将档案运输车推进消毒仓进行消毒。消毒结束后，将档案运输车拉出，然后直接推到档案库房，将档案拿下放入档案密集架中。综合档案馆安装档案消毒房成套设备可使档案消毒工作与档案利用、接收工作同步进行。

为研究和认证臭氧消毒房对档案微生物的灭杀能力、对档案材料的影响情况，以及臭氧泄露和环境污染状况，特进行了以下灭菌适用性和材料安全性实验。

2臭氧消毒房杀菌功效的适用性认证研究

2.1基本工况条件

2.1.1仪器与设备

仪器：MJP_250霉菌培养箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜

消毒灭菌仪器：臭氧消毒房(高创GCXD-8000)

2.1.2霉菌平板的制备

阳性菌种：黑曲霉(ATCC 16404)。称取沙氏琼脂干粉28克放于400毫升蒸馏水中，搅拌溶解，高压115℃15分钟。再用接种环在黑曲霉斜面上挑取一环，划于沙氏平皿上，倒置于培养箱28℃，培养7天。

2.1.3样品试管检验

将盛有棉拭子的试管在手心震荡80次，用1毫升移液枪反复吹吸，使霉菌(黑曲霉)孢子充分散开。再吸取2毫升试液，分别注入两个灭菌平皿内，每皿1毫升。另取1毫升注入9毫升盐水管内，制成稀释液。然后取2毫升稀释液，分别注入两个灭菌平皿内，每皿1毫升。最后倒入冷却至40℃的沙氏琼脂内，待琼脂凝固后，倒置于培养箱28℃，培养7天。

2.2检测及杀菌处置步骤

2.2.1检测项目与依据

检测项目：霉菌(黑曲霉)

检测依据：GB/T 18204.4-2013(6)《公共场所卫生检测方法第四部分：公共用品用具微生物》

检测项目：臭氧气体

检测依据：GB/T 18204.2-2014(12.2)《公共场所卫生检测方法第二部分：化学污染物》

评价依据：GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》

检测项目：有害气体

检测依据：甲醛：GB/T 18204.2-2014(7.2)《公共场所卫生检测方法第二部分：化学污染物》

氨：GB/T 18204.2-2014(8.1)《公共场所卫生检测方法第二部分：化学污染物》

TVOC：GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范  附录G：室内空气中总挥发性有机物(TVOC)测定》

苯：GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范  附录F：室内空气中苯的测定》

氧：GB/T 16147-1995《空气中氡浓度的闪烁瓶测量方法》

评价依据：GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》

2.2.2杀菌过程

选用两台同型号仪器GCXD-8000，定为机器A、机器B，设定不同工作条件。

机器A运行时间:60分钟，其中实际杀菌时间为5~35分钟，实际杀菌时长为30分钟。

机器B运行时间:85分钟，其中实际杀菌时间为5~65分钟，实际杀菌时长为60分钟。

2.3消毒灭菌效果的检测与认证结果分析

2.3.1对档案有害生物的消毒灭菌效果

认证一：GCXD-8000灭杀霉菌(黑曲霉)的检测 认证

选定黑曲霉作为对象，检测GCXD-8000型全自动臭氧消毒房灭杀黑曲霉(ATCC 16404)的效果，其检测结果如表1所示。

表1  GCXD-8000型臭氧消毒房对黑曲霉（ATCC 16404）的杀菌效果表

项目检测：上海华证联检测科技有限公司

第三方检测结果表明，黑曲霉(ATCC 16404)在检测的臭氧环境中存活量少，其存活率均低于7.5%；作用时间越长，黑曲霉存活率越低。说明采用该法能有效地灭杀实验提供的黑曲霉阳性菌种。

认证二：臭氧消毒柜对不同菌种灭杀的检测认证

测试选定黄曲霉(AS3.3950)、桔青霉(M42)、腊叶枝孢霉(M44)、球毛壳霉(AS3.4254)等作为对象。灭杀不同菌种的检测结果，如表2所示。

表2  臭氧消毒柜对不同菌种的杀菌效果表

项目检测：上海工微所科技有限公司检测中心（报告编号：20170725-1）

结果：臭氧消毒柜对不同菌种的杀菌效率均在88.7%以上，效果良好。

认证三：GCXD-8000对霉菌灭杀的检测认证

测试选定常见霉菌作为对象。来杀霉菌的检测结果，如表3所示。具体详见所列测试报告

表3  臭氧消毒房对霉菌的杀菌效果表（初始值）

项目检测：上海华证联检测科技有限公司

表3为采用M JP-250霉菌培养箱(WS-0009)、BIO-Ⅱ-A型生物安全柜进行霉菌培养，检测到实验提供的霉菌CFU/25 C㎡是45；采用臭氧消毒房灭杀霉菌，实验培养及提供的霉菌使其菌落数量由45下降到5，达到很好的消毒灭菌效果。

2.3.2 臭氧消毒房（GCXD-8000）臭氧灭菌后环境臭氧泄露的检测

认证四：臭氧消毒房周边环境的臭氧气体浓度检测认证

箱体周边环境臭氧浓度的检测，结果如表4所示，具体详见测试报告。

表4  GCXD-8000臭氧消毒房周边环境检测的臭氧浓度值

项目检测：上海华证联检测科技有限公司

结论一：全自动档案消毒房GCXD-8000在进行档案消毒过程中，臭氧泄露量对环境、人员及档案没有影响。

结论二：全自动档案消毒房GCXD-8000在进行档案消毒过程中及关机后，臭氧泄露量对环境、人员及档案没有影响。

2.3.3 臭氧消毒房臭氧灭菌后环境有害污染物泄露的检测

认证五：臭氧消毒房消毒灭菌效能时环境污染物的检测认证

环境污染物的检测结果如表5所示：

表5  臭氧消毒房周边环境的污染物检测值

注：有毒有害气体检测、全自动档案消毒房GCXD-8000型8006

项目检测：2016.8.16上海华证联检测科技有限公司（报告编号：2016-H08002）

检测结果评价：以上检测项目检测均符合GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》标准规定的卫生限值要求。

2.4检测认证结论

  第一，臭氧消毒房能够有效地杀灭档案有害微生物，其灭杀率在88.9%以上。第二，臭氧消毒房设置了臭氧气体分解装置，灭菌后臭氧气体的残留量远低于国家规定的限度值。第三，臭氧灭菌后环境的相应多种有害气体的含量也远低于国家规定的限度值。

  总体上讲，臭氧消毒房能够有效实施档案的消毒灭菌，具有适用性，同时对人体和环境是安全的。

3臭氧消毒房对档案与字迹的安全性实

3.1 基本实验条件

第一，试样及测试指标：纸张：抗张力(g)、裂断长(mm)、耐折度(次数)等；字迹：色差值及透光密度。

第二，测试预处理条件：纸样在常压下20℃、60%条件下预处理24小时以上。

第三，测试仪器：ZZD-025C电子式纸张耐折度测试仪；YQ-Z-7型摆锤式纸张抗张力测试仪；WSC-S测色色差计。

3.2实验步骤与方法

第一，档案纸张、字迹试样在不同的臭氧气体浓度工况环境中(臭氧消毒柜GCXD-8000)，进行相同时间的消毒灭菌处置。

第二，将消毒灭菌处理实验后的，在特定的环境中，放置于预处理环境进行24小时以上的平衡处理。

第三，用相应的纸张拉力试验机、纸张耐折度测试仪、WSC-S测色色差计，进行纸张和字迹的性能测定。

3.3实验结果

3.3.1对档案纸材料的影响

表6  不同纸张的消毒基准条件（100㎎/ m³、1hr）下机械强度变化均值

消毒基准条件为100㎎/ m³、作用时间为1hr；（下同）

白纸的试验测定值为臭氧浓度300㎎/ m³,1hr后测定值，较标准条件更剧烈。

由表6中数据可知，在标准消毒的臭氧气体浓度条件作用下，不同纸张的机械强度的抗张力数值都有改变，其变化的幅度都在允许的5.0%以下。同样不同纸张的裂断长值都有改变，其变化的幅度也都在允许的5.0%以下，说明，试验中纸样的强度变化都很小，在该消毒条件下，纸样可视为影响很小，是比较安全的。

表7中数据可知，在臭氧气体浓度基准消毒条件下作用，不同纸张的耐折度值都有改变，其变化的幅度都在一般允许的5.0%以下，说明，在这样的消毒条件下，试验中纸样耐折度没有明显的变化，是比较安全的。

表7  不同纸张的消毒基准条件（100㎎/ m³、1hr）下耐折度的数据变化值

表8  不同字迹在基准消毒条件（100㎎/ m³、1.0hr）下色差变化测定值

实验结果分析：

从表8中可见，三种不同的字迹在臭氧消毒灭菌的基准条件（浓度为100㎎/ m³、1.0hr）下作用，字迹的色差值都有一定的变化，但是三种字迹的变化值都不大，其色差值△E的均值为1.25、1.24、2.26，均是小于可见变化的△E为3.0阈值。由此可以确定，在进行臭氧消毒灭菌过程对三种档案字迹没有明显的影响，字迹均是比较稳定。

三种字迹试样在一般条件下放置1年以后(为400天)，其△E的均值为1.30、1.44、2.27，均小于可见变化的3.0数值，没有出现明显的变化，是比较稳定和稳固的，也说明经臭氧作用的档案字迹，在静置保存过程中没有后续的变化效应。

从表中数据可以看出，红色印泥字迹的色差值△E为2.26，是三种字迹中变化最大者，这也与一般意义上的基本认识，红色印泥作为一种颜料色素，是耐久性比较强的情况相一致。

3.3.3臭氧对档案材料往复作用后的累积综合影响检测

   实验中分别取新闻纸、复印纸、印刷品纸宣纸四中纸张。各分成两组，一组经浓度为100㎎/ m³~150㎎/ m³臭氧累积处理20次，每次处理时间为45分钟，另一组为不作处理组，分别进行纸张的抗张强度、撕裂度、耐折度、文字密度的测试其结果如表9。

表9  臭氧气体作用下纸张抗张强度的变化值测定

表10  臭氧气体作用下测定文字密度及亮度值及其变化

结果分析：

第一，纸张机械强度：从表9中可以看出，新闻纸、复印纸、印刷品纸、宣纸四种不同的纸样经臭氧气体(100㎎/ m³-150㎎/ m³)累积20次，每次作用45分钟处理，其抗张强度、撕裂度和耐折度值基本无变化，说明经臭氧气体作用四种纸张没有明显的影响，这些纸张是稳定的。

第二，字迹材料密度：从表10中可见，不同类型的记录介质如黑色或彩色印刷油墨，签字墨水，毛笔墨汁在以上四种纸张书写或印刷，经臭氧气体(100㎎/ m³~150㎎/ m³)累积20次，每次作用45分钟处理，其文字密度也没有明显的变化，说明这些字迹有臭氧气体作用条件下是稳定的。

3.4实验结论

通过以上实验及测试分析的结果，可以看出；

第一，档案臭氧消毒房对档案载体纸张材料，在设定的标准条件下，四种通用的、常见的纸张材料，在物理性能上的抗张强度、耐折度及撕裂度等方面，影响是比较小；说明臭氧消毒房进行档案消毒时，对档案纸张是安全的。

第二，臭氧消毒房的消毒灭菌操作，对档案字迹材料，在设定的标准条件下，三种常见的纸张字迹材料黑色打印字迹、蓝黑墨水字迹、红色印泥字迹这，在字迹色差上改变不大，其影响是比较小；说明臭氧消毒房进行档案消毒时，对档案字迹是安全的。

4研究结论

第一，臭氧消毒房的消毒灭菌效能。臭氧消毒房在150㎎/ m³3~300㎎/ m³的范围，处理60分钟(即1小时)，能达到良好的消毒灭菌效果。臭氧消毒能灭杀沾染在档案文件上的真菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、霉菌等，防霉效果良好。

第二，在标准条件下进行臭氧消毒操作，由于臭氧消毒房设有臭氧气体分解功能，能在短时间内把消毒后的剩余臭氧气体进行分解处理。因此，无有害臭氧泄露现象。消毒房在开机时、消毒运行中，以及关机后，其周边、柜体中央及内部的多种污染物(甲醛、氨、TVOC、苯、氡)浓度，均低于国家标准规范的限值，说明档案臭氧消毒房对环境是无害的、环保卫生的。

第三，档案臭氧消毒房对档案载体纸张材料，在设定的标准条件下，四种通用的、常见的纸张材料，在物理性能上的抗张强度、耐折度及撕裂度等方面影响是比较小，说明臭氧消毒房进行档案消毒时，对档案纸张是安全的。

第四，档案臭氧消毒房对档案字迹材料，在设定的标准条件下，三种常见的纸张字迹材料黑色打印字迹、蓝黑墨水字迹、红色印泥字迹，在字迹色差上改变不大，其影响是比较小；说明臭氧消毒房进行档案消毒时，对档案字迹是安全的。

第五，根据以上臭氧对纸张的物理性能及文字密度的测试情况来看，臭氧消毒操作过程对档案材料的影响是微小的。

馆藏受损档案、入库档案的消毒灭菌处理是确保档案安全，保护档案材料的有效手段。臭氧消毒房能够有效杀灭档案库房的霉菌，对档案材料影响很少，基本没有臭氧的泄露和有害污染物的出现，因此对环境的影响也很小，具有良好的安全性。

注释

[1]李景仁臭氧应用于图书馆消毒灭菌初探[J].中国图书馆学报,1992(2):32-34

[2]王庆伟，李飒，马秀艳几种档案消毒方法之比较[J].兰台世界,20005):24

3]隋群，王葵英浅析臭氧消毒对档案保存的危害[J].山东档案,2004(4):22-23

参考文献

[1]国家档案局科研所新档案保护技术实用手册[M].北京：中国文史出版社,2013

[2]国家档案局。档案馆防治灾害工作指南[M].北京：中国档案出版社,2009

[3]国家档案局。档案馆建筑设计规范JGJ25-2010.2010年颁布实施

[4]张美芳，唐跃进档案保护概论[M].北京：中国人民大学出版社,2013

[5]李玉虎中国档案文献遗产保护研究论文集[M].北京：教育科学出版社,2007

6]上海市档案科研项目：《档案消毒新技术的适用性安全性研究》课题报告,2018年2月。