第二章 医院环境的消毒
第一节 医院环境微生物污染
一、医院物体表面微生物污染状况及与医院感染的关系
医院环境特别是物体表面是一个巨大的储菌库,物体表面存在着多种多样的细菌、真菌、病毒、衣原体等微生物。大多数病原体可以通过附着在微滴、皮屑或灰尘颗粒上而分散在病区空气中,也可以最终沉淀在地板以及柜子、窗帘、床单、电脑、电话和所有诊疗设备表面,还有一些病原菌,如假单胞菌属多聚集在如水槽、淋浴和浴缸等潮湿的地方,而难辨梭状芽胞杆菌和耐万古霉素肠球菌(VRE)则常污染厕所或便桶。国外对物体表面微生物污染的关注较早,在20世纪70年代以前,医院感染控制人员对医院物体表面进行常规采样监测。结果显示,医院物体表面细菌污染很普遍,病房内地面和其他物体表面普遍受到潜在致病菌如金黄色葡萄球菌、肠球菌和革兰阴性细菌污染,但这并不能说明物体表面微生物污染是医院感染的来源。20世纪70年代以后,美国CDC和美国医院协会认为医院感染率与空气或环境物体表面一般微生物污染水平无关,因而不再提倡对医院物体表面进行连续的常规监测。但是近年来,物体表面污染在医院感染传播中的作用重新受到重视,认为特别是患者诊疗区域频繁接触的物体表面,在病原体传播过程中发挥重要作用。研究显示具有流行病学意义的能够导致医院感染的微生物检出率往往很高,某些病原菌包括艰难梭菌芽胞、耐万古霉素肠球菌(VRE)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、肺炎克雷伯菌和鲍曼不动杆菌,在干燥的物体表面可以存活4~5个月或更长时间,诺沃克病毒和流感病毒以及真菌如白色念珠菌,也能持续在医院的环境中存活很长时间,这使它们有机会被重新转移并传播到病人身上。Dr.Boyce等对MRSA感染患者周围的10个常接触表面进行病原微生物培养,发现平均有59%的接触表面被MRSA污染,其中以床架(100%被污染)、血压计袖带(88%被污染)、电视遥控器(75%被污染)、床头柜(63%被污染)、洗手盆(63%被污染)被污染的程度较严重。另一项研究表明,感染MRSA和VRE的风险与患者所住的病房前一位患者是否感染MRSA或VRE有关。这从另一个角度证实了环境中的MRSA、VRE可以导致MRSA、VRE的医院内感染。物体表面微生物污染可以通过直接接触的传播方式将病原菌传播给患者,同时还能间接的经由医务人员的手进行病原菌的传播。Dr.Hayden等对没有直接接触VRE感染患者,但触及过患者病室内物体表面的医务人员手套取样,发现有52%被VRE污染。一项在实验室模拟条件下的研究证明,微生物从物体表面到手的传播效率为27.59%~65.80%,为物体表面微生物污染能通过医务人员的手间接导致院内感染的可能性提供了有利的证据。中国疾病预防控制中心在 “全国医院消毒与感染控制监测项目”中开展了医院频繁接触的物体表面细菌菌落总数和(条件)致病菌监测,在随机采样监测的情况下,我国医院有5%以上的物体表面细菌总数超标明显;部分科室甚至有5%以上的物体表面细菌总数超过103 CFU/cm2,物体表面(条件)致病菌检出率在8.3%~30.1%,特别是在ICU和血透室检出率很高,且发现(条件)致病菌检出率与菌落总数呈正相关。综上数据说明,医院内病原体可以通过污染物体表面直接以及间接传播给患者,是医院内病原体传播的主要途径之一,尤其邻近患者诊疗区域频繁接触的物体表面上的病原菌在医院内感染的过程起着重要作用。
二、物体表面消毒在医院感染控制中的作用
清洁是用清水或去污剂清除物体表面的污垢及部分微生物的过程,它是维护医院环境的一项基础工作。许多研究结果表明,清洁是减少医院感染干预措施中的一个重要组成部分,但是清洁只能移除病原体,并不能彻底阻断病原体的传播。清洁巾在对环境进行清洁时,很容易使病菌从一个表面转移到另一个表面,反而造成了污染。Dr.Barker等的研究表明,诺如病毒污染的物表用清洁剂清洗后,物体表面100%仍有诺如病毒的污染。不仅如此,抹布清洗后再擦干净的表面,原来干净的表面也沾染有诺如病毒,而且清洁人员的手也被污染。
消毒是指清除或杀灭人体表面和外部环境中的病原微生物或其他有害微生物,使之达到无害化的一个过程。大量研究显示,物体表面消毒能够减少病原微生物负载水平,消毒后微生物菌落总数会显著降低,致病菌的检出率也会显著降低,并可杀灭或清除已污染的致病微生物和多重耐药菌,对切断病原菌传播途径,减少医院感染具有重大意义。Mahamat等人在一系列研究中,发现在对MRSA感染或定植患者的病房使用含氯消毒剂进行终末消毒后,医院内MRSA的感染率下降27%,而在第二年5月份停止此项措施后换用普通清洁剂做终末除菌,MRSA的感染率增加28.1%。充分证明了环境的清洁消毒对减少医院内感染的重要性。
在控制传染病和医院感染的暴发流行的过程中,提高环境物体表面的消毒效果对控制医院感染暴发至关重要。医院感染暴发现场研究发现,仅对环境进行清洁是不够的,致病菌如鲍曼不动杆菌、艰难梭菌、MRSA、铜绿假单胞菌和VRE等引起的医院感染暴发期间,在对病人进行隔离、接触预防、加强手卫生及单纯清洁环境物体表面往往不能控制这些感染的暴发。当将单纯清洁改为用含氯消毒剂(500~600mg/L)对物体表面进行消毒后,能降低物体表面的污染,检出致病微生物的平板上平均菌数就会明显降低。Dr.Markogiannakis等的研究结果已证实,在多耐药不动杆菌属感染发病率高的重症病区,加强环境表面以及医用仪器的清洁消毒、手卫生和对医护人员的教育,可降低多耐药不动杆菌属感染的发病率。在关闭该病区并且对它进行彻底消毒后的4个月中,多耐药不动杆菌属感染的发病率为0。其他类似研究发现,无论是对病区所有病房环境物体表面或仅对艰难梭菌相关腹泻病人所在的病房物体表面用含氯消毒剂进行消毒均能控制艰难梭菌相关腹泻的流行。在另一项对骨髓移植病房有艰难梭菌相关腹泻流行的干预试验表明,在将用于病人病房环境物体表面消毒的消毒剂从季铵盐改为次氯酸盐溶液后,骨髓移植病人中与艰难梭菌有关腹泻的发病率显著的降低,从每1000例病人住院日发病8.6例降为3.3例,而重新改为季铵盐后,每1000例病人住院日发病又恢复到8.1例。
所以,物体表面消毒对于减少病原微生物负载水平,杀灭或清除已污染的致病微生物和多重耐药菌,控制医院感染暴发具有重要作用。在目前手卫生依从性较低的情况下,物体表面的消毒,尤其是对感染的重点部门、患者诊疗区域频繁接触的物体表面消毒显得尤为重要。
(叶 青 徐亚青 著,张流波 审)
第二节 空气消毒
空气是很多感染性疾病的传播媒介,由于空气中微生物多以气溶胶形态存在,颗粒小,可以随着气流运动扩散,因此,空气消毒是医院感染防控的重要措施,对医院感染防控的高危区域来说更是如此。医院应根据临床科室的感染风险评估结果,采取适宜的空气消毒措施,使其室内空气质量符合国家相应标准的要求。室内空气消毒主要手段包括过滤或静电除菌、消毒剂熏蒸、喷雾及臭氧、紫外线杀菌等。近年来,国内外空气消毒也在研发一些新技术,如等离子体技术、光催化、溶菌酶、金属离子抗菌剂等,我国在中草药如艾烟空气消毒方面也有积极探索,但尚未在医院内广泛使用,其杀菌效果也有待提高。
等离子体空气消毒的原理是电晕线在高压正脉冲电源作用下产生正脉冲电晕放电,形成稳定的等离子体,微生物经过等离子体区域时,受到高强度电场效应,高速粒子击穿效应的作用,并受到等离子体云中高能紫外线光子和活性自由基的作用,破坏菌体蛋白质和核酸而死亡,从而达到消毒目的。
纳米光催化材料的空气净化原理是在一定强度的紫外线照射下,使二氧化钛固体表面生成空穴,同时也生成电子空穴使水分子氧化,电子使空气中的氧还原,生成活性基团·OH和氧负离子,·OH氧化能力较强,使得有机物质和有害气体起氧化还原反应,分解成水和CO2,具有净化空气的能力。常用的半导体纳米粒子有二氧化钛氧化锌、硫化镉、三氧化钨、钺等,其中以二氧化钛最为常用。
人工负离子空气净化的原理是将直流高压电源的输出端与电晕线连接,当接通电源时,电晕线可产生大量的空气负离子,微生物在高能紫外线光子和活性自由基的作用下,菌体蛋白质和核酸被破坏而死亡。
近年来,除了空气消毒技术的革新,在管理和技术要求方面,我国也出台了一系列技术规范和标准,如《医疗机构消毒技术规范》(WS/T 367—2012)、《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB 50333—2013)、《医院空气净化管理规范》(WS/T 368—2012)、《公共场所集中空调通风系统卫生规范》(WS 394—2012)、《公共场所集中空调通风系统清洗消毒规范》(WS/T 396—2012)等,对医疗机构各类区域空气消毒作出了明确规范要求。
一、手术室
手术室按照建设类别可分为洁净手术室和非洁净手术室,分别采取不同的消毒方式对空气进行消毒处理。
洁净手术室采取空气洁净技术,对手术室空气进行循环、过滤,按照不同洁净级别的设计要求,通过空气的初效过滤、中效过滤和高效过滤,减少空气中的尘埃颗粒及微生物,达到消毒目的。我国住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联合发布的《医院洁净手术部建筑技术规范》(GB 50333—2013)对洁净手术部建设与管理进行了详细的规定,特别要求负压手术室顶棚排风口入口处以及室内回风口入口处均必须设高效过滤器,并应在排风出口处设止回阀,回风口入口处设密闭阀。正负压转换手术室,应在部分回风口上设高效过滤器,另一部分回风口上设中效过滤器;当供应负压使用时,应关闭中效过滤器处密闭阀,当供应正压使用时,应关闭高效过滤器处密闭阀。
非洁净手术室可选用下列设备或装置进行消毒空气:安装循环风紫外线空气消毒器或静电吸附式空气消毒器、紫外线杀菌灯,以及其他能使消毒后空气中的细菌总数≤4CFU/(15/30min·直径9cm平皿)、获得国家卫生计生委消毒产品卫生许可批件或在省级卫生计生行政部门备案的其他空气消毒产品;也可选择安装空气净化消毒装置的集中空调通风系统。
二、隔离病房
隔离病房分为两类,一类为传染病隔离病房,用于传染源隔离,主要执行消毒隔离措施,预防病原微生物从患者及其污染区域向外扩散,防止感染发生。另一类为保护性隔离病房,主要是保护免疫力低下的易感患者处于相对洁净的环境中,免于微生物侵袭,如重症监护病房、骨髓移植病房等,这类环境可采取净化空调系统对空气进行净化消毒处理,使之达到相应的洁净度要求;同时,选择使用的空气消毒产品应能使消毒后空气中的细菌总数≤4CFU/(15/30min·直径9cm平皿)。使用空气洁净技术的隔离病房,应保证空气流向由洁到污并使污染区域保持相对负压。
三、传染病病房
传染病病房可选用的空气净化消毒方式包括通风、循环风紫外线空气消毒器或静电吸附式空气消毒器净化消毒、紫外线灯照射消毒、化学消毒液喷雾或熏蒸消毒,以及其他能使消毒后空气中的细菌总数≤4CFU/(5min·直径9cm平皿)且获得国家卫生计生委消毒产品卫生许可批件或在省级卫生计生行政部门备案的其他空气消毒产品;也可在集中空调通风系统加装净化消毒装置进行空气净化消毒。
需要注意的是,呼吸道传染病患者所处场所应该选用以下方法:负压隔离病房,安装空气净化消毒装置的集中空调通风系统等;受客观条件限制的医院可采用通风,包括自然通风和机械通风,宜采用机械排风,通过稀释,降低空气中病原微生物浓度,减少或消除感染风险。
四、普通病房及相关区域
医院内普通病房及相关区域的空气消毒一般情况下通风即可,也可采用循环风紫外线空气消毒器或静电吸附式空气消毒器、紫外线杀菌灯、化学消毒液等进行消毒,以及选取获得国家卫生计生委消毒产品卫生许可批件或在省级卫生计生行政部门备案的其他空气消毒产品;必要时,也可选用集中空调通风系统装置进行空气净化消毒。
五、集中空调系统
集中空调系统宜设置去除送风中微生物、颗粒物和气态污染物的空气净化消毒装置,其新风应直接取自室外,不应从机房、楼道及天棚吊顶等处间接吸取新风。集中空调系统的新风口应设置防护网和初效过滤器,送风口和回风口应设置防虫媒装置,设备冷凝水管道应设置水封。中央空调的通风系统清洁十分重要,但由于清洁面积大且纵横交错,容易成为卫生死角,由此造成的室内空气污染问题严重。传统人工清洁方式费时费力,且清洁效果不佳,已不能满足现实的需要,利用机器人进行清洁的空调清洁业正在悄然兴起。集中空调系统加湿方式宜选用蒸汽加湿,选用自来水喷雾或冷水蒸发的加湿方式应有控制军团菌等繁殖的措施。集中空调使用过程中,要严格注意预防引发军团菌等的感染,措施包括:开放式冷却塔的设置应远离人员聚集区域、建筑物新风取风口或自然通风口,不应设置在新风口的上风向,宜设置冷却水系统持续消毒装置;开放式冷却塔应设置有效的除雾器和加注消毒剂的入口等。在日常监测中,集中空调系统冷却水和冷凝水中不得检出嗜肺军团菌,并应对集中空调系统相关部位进行定期清洗。当空气传播性疾病暴发流行时,应每周对运行的集中空调系统的开放式冷却塔、过滤网、过滤器、净化器、风口、空气处理机组、表冷器、加热(湿)器、冷凝水盘等设备或部件进行清洗、消毒或者更换。近年来静电等离子加光催化中央空调清洁技术将静电等离子技术和光催化技术结合起来,为解决中央空调空气污染问题提供了一种可供选择的新方法。
(谢多双 著,张流波 审)
第三节 物体表面消毒
一、消毒关注的重点部位
越来越多的研究表明,医院住院患者诊疗区域内频繁接触的物体表面在医院感染病原微生物传播过程中具有重要意义,因此医院在物体表面消毒工作中应对物体表面分类管理,区别对待,重点加强频繁接触物体表面的消毒。我国GB 15982—2012《医院消毒卫生标准》和WS/T 367—2012《医疗机构消毒技术规范》均对医院物体表面分类提出了要求,包括低度危险的诊疗用品(如血压计袖带、听诊器等),频繁接触的物体表面(如治疗车、床栏、床头柜、门把手、灯开关、水龙头等)、患者生活卫生用品(如毛巾、面盆、痰盂(杯)、便器、餐饮具等,室内用品如桌子、椅子、凳子、床头柜等)、床单元(含床栏、床头柜等)。要求部分物体表面以清洁为主,频繁接触的表面定期清洁和(或)消毒,遇明显污染随时去污、清洁与消毒。感染性疾病科、重症监护病区、保护性隔离病区(如血液病病区、烧伤病区)等重点科室、耐药菌及多重耐药菌污染的诊疗场所应做好随时消毒和终末消毒。并特别要求,拖布(头)和抹布宜清洗、消毒,干燥后备用,推荐使用脱卸式拖头。物体表面的消毒方法,采用中、低效的消毒剂消毒。
美国CDC和HICPC联合发布的《医疗卫生机构环境感染控制指南》(2003)和《医疗机构消毒灭菌指南》(2008)将环境物体表面分为两大类,一是医疗表面(如医疗仪器按钮或把手、推车、牙床等),二是卫生表面(如地板、墙面、桌面等)。卫生表面分为两类,一是很少接触的表面(如地面、天花板等),二是频繁接触的表面(如桌面、门把手、窗栏杆、灯开关等)。
二、医院物体表面消毒的频率
各国在物体表面消毒的频率上并无统一的规定。美国CDC 2008年版《医疗机构消毒灭菌指南》建议每天1次或每周3次,我国GB 15982—2012《医院消毒卫生标准》将医院环境和物体表面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类,并对物体表面的细菌总数限值做了规定。要求物体表面应保持清洁,当受到肉眼可见污染时应及时清洁、消毒。对治疗车、床栏、床头柜、门把手、灯开关、水龙头等频繁接触的物体表面应每天清洁、消毒。人员流动频繁、拥挤的诊疗场所应每天在工作结束后进行清洁、消毒。感染性疾病科、重症监护病区、保护性隔离病区(如血液病病区、烧伤病区)、耐药菌及多重耐药菌污染的诊疗场所应做好随时消毒和终末消毒。WS/T 367—2012《医疗机构消毒技术规范》要求,低度危险性诊疗用品如血压计袖带、听诊器等,患者生活卫生用品如毛巾、面盆、痰盂(杯)、便器、餐饮具等,室内用品如桌子、椅子、凳子、床头柜等,床单元(含床栏、床头柜等)的表面均以保持清洁为主,或进行定期清洁和(或)消毒,遇污染应及时清洁与消毒,患者出院、转院或死亡进行终末消毒。物体表面无明显污染时,采用湿式清洁。在感染高风险的部门如手术部(室)、产房、导管室、洁净病房、骨髓移植病房、器官移植病房、重症监护病房、新生儿室、血液透析病房、烧伤病房、感染疾病科、口腔科、检验科、急诊等病房与部门的物体表面特别提出要求,应保持清洁、干燥,每天进行消毒,遇明显污染随时去污、清洁与消毒。“全国医院消毒与感染控制监测项目”监测结果显示,重点科室频繁接触的物体表面可能需加强消毒频次。因为研究发现,物体表面在消毒8h后细菌总数即显著升高,33%的物体表面超过10CFU/cm2,而细菌总数 >10CFU/cm2的物体表面(条件)致病菌的检出率高于≤10CFU/m2样本的2.3倍,因此建议频繁接触的物体表面每天至少应消毒2次以上。
三、消毒方法
对医院内物体表面进行清洁消毒的方法有很多,主要包括擦拭消毒、喷雾消毒和紫外线照射等。
擦拭消毒法是指用布或其他擦拭物浸以消毒剂溶液后,通过依次往复的物理机械动作,将消毒剂涂抹至拟消毒物品表面,从而降低或消除其病原微生物的数量。传统的擦拭消毒法消毒时,要求使用干净的抹布或其他擦拭物浸消毒剂溶液,作用至所用消毒剂要求的时间后,再用清水擦洗,去除残留消毒剂,以减轻可能引起的腐蚀、漂白等损坏作用。常用于擦拭的消毒剂有75%乙醇、含氯制剂(健之素和84消毒液)和季铵化合物等。在消毒剂溶液配制使用过程中,需要定时监测消毒液有效浓度,以保证消毒效果。虽然传统的擦拭消毒法,费用低、效果好,但也存在费时费力等缺点,并且使用后的抹布由于医院内晾晒空间不足,难以达到有效晾干,长期处于潮湿状态,容易形成二次污染。目前许多医院使用商品化的消毒湿巾进行擦拭消毒。消毒湿巾以非织造布、织物、无尘纸或其他原料为载体,纯化水为生产用水,适量添加防腐剂等辅料,并浸有特定浓度对手、皮肤黏膜、物体表面、医疗设备表面或生产设备表面具有清洁消毒作用的消毒液。与传统的擦拭消毒法相比,消毒湿巾使用非常方便,可以放置在患者床边或挂在治疗车上、操作台面等,即取即用,“清洁—消毒”在擦拭过程中可一步完成,使用后即可抛弃,减少了复用环节,不仅节约人力、时间,还能避免交叉污染。许多研究比较了使用抹布与使用消毒湿巾对物体表面进行擦拭消毒的效果,结论却存在显著差异。陈文婷等的研究表明:使用浸有双链季铵盐的消毒湿巾后物体表面细菌数与使用前比较差异有统计学意义,且其消毒持续效果优于使用500mg/L含氯消毒剂和使用75%乙醇擦拭后的消毒效果。沈辛酉和张瑾则认为含氯消毒剂与复合双链季铵盐湿巾的消毒效果没有统计学差异(P>0.05)。徐敏等使用某种一次性消毒湿巾对重症ICU物体表面进行消毒后,MRSA及鲍曼不动杆菌检出率与清洁前比较,差异无统计学意义。作者认为含有季铵盐类的消毒湿纸巾在运送保存过程中很容易受到温度、pH、有机物和拮抗物等环境因素的影响,从而降低消毒效果。由此提醒消毒湿纸巾的推广应建立在规范化使用的基础上。Gonzalez EA等用纱布浸清水和用浸有苄索氯铵、柠檬酸、次氯酸钠、过氧化氢、邻苯基苯酚/邻苯基对氯苯酚5种消毒液的商品化消毒湿巾分别擦拭被金黄色葡萄球菌、枯草杆菌芽胞和产芽胞梭状芽胞杆菌芽胞污染的麻醉器械,结果表明,用清水擦拭去除器械表面细菌的效果与用消毒湿巾擦拭并无太大差别;消毒湿巾的湿润度对消毒效果有较大影响。无论是采用传统的擦拭消毒法消毒还是使用消毒湿巾进行擦拭消毒,都需要注意以下几点:①不耐湿的物品表面不能应用该方法实施消毒处理;②擦拭时应防止遗漏;③污物可导致消毒剂有效浓度下降,因此表面污物较多时,应适时更新消毒液或消毒湿巾,以防止污物中的病原体对消毒剂溶液或消毒湿巾的污染。
喷雾消毒法包括普通喷雾消毒法和气溶胶喷雾消毒法。普通喷雾消毒法指用普通喷雾器喷洒消毒液进行表面消毒的处理方法,各种农用和医用喷雾器均可应用。气溶胶喷雾消毒法指用气溶胶喷雾器喷雾消毒液进行空气或物体表面消毒的处理方法,雾粒直径20μm以下者占90%以上。由于所喷雾粒小,浮于空气中易蒸发,可兼收喷雾和熏蒸之效。喷雾时,应使用产生雾粒的直径在20μm以下的喷雾器。常用于喷雾消毒的消毒剂有过氧乙酸和过氧化氢等。室内采用喷雾消毒时,喷前需将食品、衣被及其他不需消毒的物品收叠放好,或用塑料膜覆盖防湿,并关好门窗;喷雾时,按自上而下、由左向右顺序喷雾。喷雾量以消毒剂溶液可均匀覆盖在物品表面或消毒液的雾团充满空间为度。作用30~60分钟后,打开门窗通风,驱除空气中残留的消毒液的雾粒及气味。消毒过程中,消毒人员应佩戴防护口罩、眼镜,穿防护服,站在上风向,特别注意防止消毒剂进入呼吸道。
紫外线属低能量电磁波,是一种不可见光,杀菌波长范围为200~270nm,杀菌中心波长为253.7nm。紫外线具有强大的杀菌能力,只要直接照射,强度足够可杀灭各种微生物,可引起细菌细胞内成分,核酸、蛋白与酶变性,使核酸中的胸嘧啶形成二聚体,致使其死亡。但是有些微生物对紫外线具有抗性,其中以真菌孢子为最强,细菌芽胞次之,繁殖体为最敏感,但有少数例外,如藤黄八叠球菌对紫外线的抗性比枯草杆菌芽胞还强。紫外线穿透力极弱,遇到障碍物,照射强度可明显减弱,当空气中含尘粒800~900个/cm3时,只能透过70% ~80%,空气中水分含量也可影响其穿透力,紫外线在水中的穿透随其厚度增加而降低,水中有机质和无机盐均可影响其穿透力。而且,照射强度与照射距离平方呈反比,因而杀菌力随之减弱。紫外线消毒时,应注意消毒环境的温度,适宜于20~40℃,可发挥其最佳杀菌作用;紫外线灯管应定期清洁,防止尘埃沉积;并注意个人防护,避免紫外线直接照射。紫外线杀菌剂量计算的公式是:紫外线照射剂量(μW·s/cm2)=紫外线辐照强度(μW/cm2)×照射时间(s)。虽然紫外线杀菌作用取决于辐照剂量,但是紫外线的辐照强度是关键,如果辐照强度低于40μW/cm2时,即便延长时间使其达到杀菌剂量,仍不能将其杀灭。一般情况下,在辐照强度大于70μW/cm2时,杀灭细菌繁殖体的剂量为 10 000μW·s/cm2;杀灭病毒和真菌的剂量为50 000~60 000μW·s/cm2;杀灭细菌芽胞的剂量为 100 000μW·s/cm2;杀灭真菌孢子的剂量为350 000μW·s/cm2。一般物体表面可用功率为30W紫外线灯距离1m处照射15~20分钟。对某些纸张、票据、化验单等污染物品可采用低臭氧高强度紫外线消毒器,短距离(1~2cm),照射强度可达到7 500~12 000μW/cm2,在30秒内对所照射的部位可达到消毒要求。
(叶 青 徐亚青 著,张流波 审)
第四节 水消毒
一、诊疗用水的消毒处理
(一)内镜用水
医用内镜分为硬式内镜和软式内镜。硬式内镜主要由金属材料构成,如腹腔镜、胸腔镜、宫腔镜、关节镜、阴道镜、直肠镜等;而软式内镜的镜体主要由高分子材料构成,如纤维胃镜、支气管镜等。内镜的材质不能耐受高温高压,构造精密,管腔窦道多,易腐蚀,且经常暴露于有机质中,特别容易被病原微生物污染。因此,必须加强内镜的清洗消毒管理,确保消毒与灭菌效果。据报道,美国平均每年进行内镜检查的人次达2千万例次,但由内镜检查引起的感染很少,这归功于有效的清洗、消毒与灭菌。
内镜室用水主要为内镜清洗用水。2004年版《内镜清洗消毒技术操作规范》中关于硬式内镜和软式内镜的清洗消毒规定中指出,清洗流程主要包括水洗、酶洗、清洗3个步骤,最后进入消毒灭菌环节。采用化学消毒剂浸泡消毒的硬式内镜,消毒后应当用流动水冲洗干净,再用无菌纱布擦干;采用化学消毒剂浸泡灭菌的硬式内镜,灭菌后应当用无菌水彻底冲洗,再用无菌纱布擦干。此外,采用化学消毒剂浸泡灭菌的软式内镜,使用前必须用无菌水彻底冲洗,去除残留消毒剂。内镜附件中注水瓶及连接管采用高水平以上无腐蚀性化学消毒剂浸泡消毒,消毒后用无菌水彻底冲净残留消毒液,干燥备用。注水瓶内的用水应为无菌水,每天更换。目前,我国尚未制定针对内镜室清洗用水的卫生标准。
清洗剂只有清洗作用而无消毒作用,作为含酶清洗剂,水温会影响到酶的活性,水温过高会导致酶活性降低甚至失去活性;水温过低则应适当延长浸泡时间。有文献指出含酶清洗剂可含有脂肪酶、糖酶、淀粉酶以及蛋白酶,它在温度为15~30℃且pH值接近中性的情况下,可有效清除血迹、蛋白质等多种有机物类的顽固性污垢,发挥最佳作用。
清洗用水直接关系到内镜的微生物污染状况和热原质污染水平。中国疾病预防控制中心环境所的调查表明,我国内镜漂洗用水普遍存在较严重的微生物污染问题,用有效的消毒措施(如过滤、投加含氯消毒剂或过氧乙酸)消除水中的微生物,特别避免因生物膜的产生导致水体的二次污染。采用过滤法除菌时,最好每月更换滤膜;采取投加消毒剂的方式时,可采用少量(1~2mg/L)长期维持,并定期清洗消毒管路、容器的方法。
(二)血液透析用水
血液透析室用水主要为透析用水,是将自来水经过过滤、软化、活性炭吸附及反渗处理形成的反渗水,透析用水与透析浓缩液按一定比例混合即成透析液。透析用水按照行业标准YY 0572—2005《血液透析和相关治疗用水》规定,处理水所含细菌总数,应不得超过100CFU/ml;在水处理装置的输出端的细菌内毒素,应不得超过1EU/ml;在血液透析装置入口的输送点上的细菌内毒素,应不得超过5EU/ml。
对水处理系统进行消毒的主要目的不是在发现微生物后进行杀灭,而是预防微生物的繁殖和生物膜的形成。目前血液净化水处理系统所采取的消毒方式为:①热消毒;②化学消毒,其中包括过氧乙酸、甲醛、专用消毒剂、次氯酸钠以及臭氧;③紫外线消毒。
目前我国血液透析中心水处理系统最常用的消毒方法是化学消毒法。过氧乙酸具有良好的消毒效果,是目前常用的高效消毒剂,但它会腐蚀水处理系统的材料,使用时要注意过氧乙酸的浓度。目前国际上比较推崇的水处理系统消毒方法是热水消毒。但热水消毒的效果取决于热水的温度和加热的速率,一旦温度和加热速率没有达到消毒的要求,其消毒效果就会降低。另外,热水消毒不能清除已经产生的生物膜,但是对于生物膜的产生可以起到一定的预防作用。对于有反渗水水箱的非直供水处理系统,在水箱内安装一个紫外线灯,便可以起到杀死细菌的作用。
全自动在线血液透析水处理机的整体设计是利用单片机微控制单元(micro control unit,MCU)控制血液透析机的制水和消毒过程,利用各种传感器对水质的生物和化学指标进行监测,并通过触摸屏使整个控制过程非常方便。全自动在线水处理机的制水、消毒和检测过程全自动化,极大地节省了时间,它能在整个制水工程中不断对水质进行检测,保证反渗水水质达到国家要求,从而有效防止血液透析医疗事故甚至是医院感染的发生。为了方便以后的质量控制并及时发现水处理机报警,在每日制水、消毒结束后可打印水质报告和消毒报告。
(三)口腔用水
口腔综合诊疗台水路(dental unitwaterlines,DUWLs)是一套复杂的相互连接的细孔管道。供水中的微生物及气动涡轮牙科手机在停止旋转时由于回吸现象造成回流的污染物是DUWLs的污染来源。这些水源性细菌能附着在管路表面并形成生物膜,这就是未经管路消毒处理的无菌水独立供水系统也存在输出水细菌含量超标的原因。国内外报道从口腔综合诊疗台水路中分离出的细菌包括嗜肺军团菌、非结核分枝杆菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌等致病微生物。
为控制DUWLs输出水质量,目前通常应用物理方法和化学方法,但效果各异。前者包括使用防回吸装置或微生物滤膜、保持DUWLs管路干燥以及改善DUWLs材料等。美国CDC推荐使用牙科手机后,应放水和气来冲洗20~30秒,以减少口腔液体回吸到DUWLs中,但此方法对已存在生物膜的DUWLs无效;后者包括使用消毒剂和电化学活性水生物膜处理方案。常见的DUWLs消毒剂包括:过氧化氢、过氧化氢银离子、次氯酸钠、二氧化氯、氯己定、过氧乙酸和加热柠檬酸等。Lin等研究发现,日常使用时在市政水中加入体积分数为0.05%的过氧化氢,且每周使用体积分数2%过氧化氢进行定期消毒,12周后的观察结果显示,这种做法可以有效控制DUWLs中的生物膜和浮游微生物污染,但不能完全清除已定植的生物膜。电化学活性水(electrochemically activated solution,ECA)目前已广泛用于医院消毒、农业及工业领域。这种ECA在牙科综合治疗台(dental chair unit,简称DCU)供水现场生成,自来水经过滤软化处理后,加入低浓度的氯化钠,经电解水生成器(Trustwater Group)电解后,阳极生成主要成分为次氯酸的混合溶液,该溶液具有杀灭细菌及穿透生物膜的特性。
近年来,有人研发了能够控制DUWLs生物膜的新型的有特殊配置的DCU和集成自动化水处理系统。O’Donnell等报道了都柏林牙科大学医院应用集成式自动化水处理系统整体管理医院DCU供水和DUWLs输出水质量。该系统的显著优势是可持续保证DCU供水质量和输出水质量。O’Donnell等经过100周观察,每周检测,DCU供水和DUWLs输出水中需氧异养细菌的均值分别为小于1CFU/m l和18.1CFU/m l,而相应未经处理的自来水是88CFU/m l。另外,该系统具有良好的口腔安全性及DCU部件兼容性。
美国牙医学会(American Dental Association,ADA)科学事务委员会曾设立在200年前达到口腔综合治疗台用水细菌总数<200CFU/ml的目标,但至今未实现。2005年版《医疗机构口腔诊疗器械消毒技术操作规范》中明确规定,进入病人口腔内的所有诊器械必须达到 “一人一用一消毒或者灭菌”,但对综合治疗台用水仍未做相关规定。目前我国还没有出台口腔综合治疗台消毒技术规范,对DUWLs中的细菌总数评定,大多数采用GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,即细菌总数≤100CFU/ml。
(四)湿化水
湿化水多用于呼吸机、氧气湿化瓶、雾化器、婴儿暖箱和婴儿蓝光箱等,湿化水使用时应进行灭菌或煮沸消毒,使用中的湿化瓶(储水罐)及湿化水应每日更换;储水瓶使用后应浸泡消毒,冲洗沥干后封闭保存。依据GB 15982—2012《医院消毒卫生标准》,湿化瓶属中度危险医疗用品,细菌总数≤20CFU/cm2,不得检出致病性微生物(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌)为合格。
氧气湿化瓶是氧气吸入治疗的重要装置,当患者进行氧疗时,氧气通过湿化瓶中的湿化液而被湿化,从而使患者吸入湿润的氧气,减少干燥氧气对呼吸道黏膜的刺激,提高患者的舒适度。但氧气湿化瓶的污染可导致湿化液污染,引起患者呼吸道感染。美国CDC指出,氧气湿化装置能够产生大量的直径<4μm的气溶胶,当湿化液被细菌污染时,便会产生含有高浓度细菌的气溶胶,当患者吸入含有细菌的气溶胶时,气溶胶会沉积于患者的下呼吸道。有研究将90件经手工清洗的湿化瓶,分别采用含氯消毒片、75%乙醇、酸性氧化电位水三种方法消毒。对消毒后的湿化瓶进行采样,监测细菌数和致病菌,三种方法消毒的湿化瓶合格率均为100%。
我国原卫生部2002年版《消毒技术规范》要求,通过管道间接与浅表体腔黏膜接触的器具如氧气湿化瓶等,可在清洁的基础上,用含氯或含溴消毒剂500mg/L浸泡30分钟后,清水冲净、晾干、清洁干燥封闭保存备用。《现代医院消毒学》中提到,物理煮沸消毒湿化瓶,是先将清洗干净的湿化瓶用蒸馏水煮沸10~20分钟,然后晾干保存备用;化学方法消毒湿化瓶,是将经过清洁处理的湿化瓶浸泡在500~1 000mg/L有效氯溶液内10~30分钟,取出用无菌蒸馏水冲洗干净,晾干保存备用。在选择氧气湿化瓶消毒后冲洗液时,2002年版《消毒技术规范》要求用清水冲净;《现代医院消毒学》要求用无菌蒸馏水冲洗干净;美国CDC指出,呼吸治疗器械经化学消毒后,如需要冲掉残留的化学消毒剂或灭菌剂,首选无菌水,因为自来水或自制蒸馏水可能含有微生物,将会引起肺炎。可见国内外对冲洗液的要求不同。
(五)配药用水
配药中心用水应达到制药用水级别,包括去离子水、纯化水、注射用水和灭菌注射用水等。去离子水需应用软水机离子交换技术,硬度值≤0.03mmol/L,常用于医疗器械、器具及物品的洗涤、漂洗以及灭菌用水;纯化水为饮用水通过蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜方法制得的符合《中华人民共和国药典》二部中 “纯化水”项下规定,且不含任何添加剂的水;注射用水为纯化水经蒸馏得到的水。2010版《中华人民共和国药典》中明确规定,纯化水电导率≤5.1μS/cm(25℃),细菌、霉菌和酵母菌总数≤10CFU/100m l;注射用水内毒素含量≤0.25EU/ml,电导率≤1.3μS/cm(25℃),细菌、霉菌和酵母菌总数≤10CFU/100m l;灭菌注射用水的标示装量为10m l或10ml以下时,电导率限度为25μS/cm(25℃),标示装量为10m l以上时, 电导率限度为5μS/cm(25℃)。
二、清洗消毒用水
(一)消毒供应中心用水
《医院消毒供应中心第2部分:清洗消毒及灭菌技术操作规范》中提到,医疗器械、器具的清洗方法包括机械清洗和手工清洗。机械清洗适用于大部分常规器械的清洗。手工清洗适用于精密、复杂器械的清洗和有机物污染较重器械的初步处理。清洗用水分冲洗、洗涤、漂洗和终末漂洗四步。由于各种评价方法优缺点不一,至今为止,国际上尚无评定医疗器械清洗效果的统一方法,但一般认为清洗的结果应尽可能地降低生物负荷,去除有机和无机污物,保障灭菌时间达到10的无菌保障水平。
1.预清洗用水
对于消毒供应中心的监测,尚未制定规范规定监测频率及内容,只制定了部分用水卫生标准,《医院消毒供应中心第1部分:管理规范》规定医疗器械清洗用自来水水质应符合《生活饮用水卫生标准》。可重复使用医疗器械的清洗、消毒和灭菌是医疗机构控制医院感染的重要工作之一。美国AAMIST79,CDC消毒灭菌指南和WHO感染控制指南中均明确指出,医疗器械上任何污染物的存在,都会起到保护微生物的作用。因为器械表面残留的有机或无机污染物会阻碍消毒剂和灭菌剂与器械表面的有效接触,从而影响消毒灭菌效果,因此,器械在消毒灭菌前进行全面细致的清洗操作非常重要。
医疗器械清洗对水质的要求较高,但并非每个清洗过程都需要高纯度水。因此,在一个完整的器械清洗流程中,可以根据清洗方法和程序的不同,使用不同水质的水。我国目前没有针对预清洗用水的相关规定,大多数采用GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》,即细菌总数≤100CFU/ml。
器械清洗用水的水温也应有效控制,冲洗环节以冷水或温水为宜,多酶清洗环节水温30~40℃为宜(酶的活性最强,水温>45℃,活性反而下降;仅少数的酶可以耐受70℃水温),漂洗和热水消毒环节水温则越高越好。
2.最后冲洗用水
《医院消毒供应中心第2部分:清洗消毒及灭菌技术操作规范》中规定,手工清洗的终末漂洗用水应用软水、纯化水或蒸馏水进行冲洗,且清洗时的水温控制在15~30℃;若用超声波冲洗器(台式)清洗,则终末漂洗用水应用软水或纯化水进行冲洗,且洗涤时水温应≤45℃;若用清洗消毒器清洗,则冲洗、洗涤、漂洗时应用软水,终末漂洗、消毒时应使用纯化水,且预洗阶段水温应≤45℃。纯化水为饮用水通过蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜方法制得的符合《中华人民共和国药典》二部中 “纯化水”项下规定,且不含任何添加剂的水。2010版《中华人民共和国药典》中明确规定,纯化水电导率≤5.1μS/cm(25℃),细菌、霉菌和酵母菌总数≤10CFU/100m l。
3.衣物洗消用水
医用织物又称医院布草,指医院及其他卫生医疗机构可重复使用的纺织品,包括病人使用的衣物、床单、枕巾、手术巾以及医务人员使用的工作服、手术衣等。医用织物被患者的血液、体液、排泄物等污染后,具有传染性,必须进行洗涤及消毒处理。有研究对抽取的93家医疗机构洗衣房洗涤消毒后的医用织物共计711份标本进行采样检测,从48份标本中分别检出大肠菌群、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌等细菌或真菌,总检出率为6.75%。洗涤消毒后的医用织物细菌总数在0~15 200CFU/100cm2范围,有15件检出大肠菌群,1件检出革兰阳性致病球菌。结果提示医用织物的洗涤质量存在一定问题,特别是洗涤消毒后的医用织物污染菌量超标,且检出条件致病菌。
2012版《可重复使用医用织物洗涤消毒技术规范》中规定,医用织物洗涤(消毒)用水的卫生质量应符合GB 5749《生活饮用水卫生标准》要求。洗涤周期包括预洗、主洗、漂洗、中和等四个步骤。预洗是指用温度不超过35℃的水,去除水溶性污垢的冲洗过程。一般织物的预洗应采用低温、高水位方式,预洗时间不宜少于10分钟;确认被气性坏疽、传染性非典型肺炎、人感染高致病性禽流感、甲型H1N1流感以及突发原因不明传染病病原体或其他具有生物污染风险的污染织物应先作消毒处理,再进行常规预洗。主洗分为热洗涤和冷洗涤两种方法。根据被洗涤医用织物的污染情况可加入碱、清洁剂或乳化剂、消毒洗涤原料。热洗涤要求70℃的水洗涤25分钟或90℃的水洗涤10分钟。除了确认被气性坏疽、传染性非典型性肺炎、人感染高致病性禽流感、甲型H1N1流感以及突发原因不明传染病病原体或其他具有生物污染风险的污染织物以外,其他医用织物(包括一般织物和污染织物)应使用250~400mg/L(污染织物的消毒应适当加大用量)的含氯消毒剂等浸泡20分钟以上后,再冷洗去掉有机物。漂洗是通过稀释的方法去除医用织物中所有悬浮污渍和残留化学洗剂,每次漂洗时间不应低于3分钟,每次漂洗间隔应进行一次脱水,漂洗次数应不低于3次。中和是对最后一次漂洗时的水进行中和,中和后水中的pH应为6.5~7.4。
另外还需对洗涤设备进行清洗消毒。污染织物放入洗涤设备时,应立即对其设备入口处进行消毒处理,可用含氯消毒剂擦拭消毒;洗涤工作完毕后,还应对该设备内胆和外表面进行清洗和擦拭消毒处理,其消毒处理工作应于当天完成。
洗涤服务机构污水应采用封闭管道排放,并进行无害化处理,污水排放应符合GB 18466《医疗机构水污染物排放标准》和国家相关规定。
(二)卫生手和外科手用水
皮肤菌群通常可以被划分为常驻菌群和暂驻菌群。前者居住在皮肤角质层上皮细胞下面,也可以在皮肤表面发现。WS/T 313—2009《医务人员手卫生规范》中定义,常驻菌能从大部分人体皮肤上分离出来,是皮肤上持久的固有寄居菌,不易被机械的摩擦清除,如凝固酶阴性葡萄球菌、棒状杆菌类、丙酸菌属、不动杆菌属等。真菌中最常见的皮肤常驻菌落是瓶形酵母菌(马拉色真菌)。通常情况下,常驻菌不会引起感染,但能在无菌体腔、眼睛或非完整皮肤内引起感染。在医院这一特殊环境下,常居菌多为条件致病菌,尤其当医护人员进行手术或其他侵入性操作时,常居菌便能通过医护人员的手被带入深部组织,此时医护人员的手就成为这些细菌的宿主,如凝固酶阴性葡萄球菌、链球菌、革兰阴性菌或真菌。当医护人员通过手将这些寄生菌传播给某些易感患者时,这些常居菌就成了感染源。若菌群失衡,则常驻菌群大量繁殖,便会导致感染的发生。暂驻菌是寄居在皮肤表层,常规洗手容易被清除的微生物。直接接触患者或被污染的物体表面时可获得,可随时通过手传播,与医院感染密切相关。
不论是手卫生还是由皮肤消毒不善引起的院内感染一直存在。美国国家医疗安全网络(NHSN)报告显示,美国每年约有500 000例手术部位感染病例发生,占所有医院感染总发病率的20%左右。在美国,ICU每年发生80 000例导管相关性血流感染,我国的导管相关性血流感染也不乐观。
外科手消毒是外科手术前医务人员用肥皂(皂液)和流动水洗手,再用手消毒剂清除或杀灭手部暂居菌和减少常居菌的过程。2002版《消毒技术规范》中规定,外科手消毒包括消毒刷洗手臂法和先刷洗后消毒手臂法,前者是在用肥皂流动水洗手的基础上,取无菌小刷蘸取洗手液涂擦手、臂,以无菌水冲洗干净后,另取无菌刷蘸取洗手液刷手、臂2分钟,无菌水冲净后待干,或取无菌擦手巾擦干。后者是取无菌刷蘸肥皂液,按规定顺序无遗漏地刷洗手臂三遍,每遍刷完用无菌水冲净,待自然干或用无菌小毛巾由手向肘部擦干。用以上任一方法刷洗完毕后,将消毒液3~5m l涂擦于手和前臂,干燥后,戴上灭菌手套。
洗手是指医务人员用肥皂(皂液)和流动水洗手,去除手部皮肤污垢、碎屑和部分致病菌的过程。卫生手消毒是指医务人员用速干消毒剂揉搓双手,以减少手部暂居菌的过程。WS/T 313—2009《医务人员手卫生规范》中规定,医护人员在各种操作前,应用皂液流动水冲洗双手。进行各种操作后,应进行卫生手消毒。
一些感应式水龙头可能因为内部存在非金属管路,导致细菌生物膜产生,使水中的微生物严重超标。建议使用金属管路和抗菌管材,避免生物膜的产生,也可采用过滤、加热等方式消除水中的微生物。
(三)配制消毒剂用水
《消毒产品生产企业卫生规范》(2009年版)中规定,生产用水的水质应符合以下要求:隐性眼镜护理用品的生产用水应为无菌的纯化水;灭菌剂、皮肤黏膜消毒剂和抗(抑)菌制剂的生产用水应符合纯化水要求;其他消毒剂、卫生用品的生产用水应符合GB 5749《生活饮用水卫生标准》的要求。
2007年,原国家卫生部以国卫监督发(2007)265号印发《次氯酸钠类消毒剂卫生质量技术规范》和《戊二醛类消毒剂卫生质量技术规范》。前者规定,配制次氯酸钠类消毒剂的水应符合GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》的生活饮用水,或在生活饮用水基础上进一步净化得到的水;后者要求,配制戊二醛类消毒剂的水应为纯化水。2010版《中华人民共和国药典》中明确规定,纯化水电导率≤5.1μS/cm(25℃),细菌、霉菌和酵母菌总数≤10CFU/100m l。
三、医院污水
(一)定义及分类
国家环境保护总局和质量监督检验检疫总局于2005年7月发布了《医疗机构水污染物排放标准》,2006年1月1日起开始实施。该标准规定了医疗机构污水、处理过程中产生的废气、污泥的污染物控制项目及排放和控制限值、处理工艺和消毒要求、取样与监测等内容。该标准将医院污水定义为医疗机构门诊、病房、手术室、各类检验室、病理解剖室、放射室、洗衣房、太平间等处排出的诊疗、生活及粪便污水,当医疗机构其他污水与上述污水混合排出时一律视为医疗机构污水。GB 18466—2005《医疗机构水污染物排放标准》的实施,对于加强医疗机构污水排放的控制和管理,预防和控制传染病的发生和流行,保障人体健康,维护良好的生态环境具有积极的意义。
医院污水分为传染病医院污水、非传染病医院污水及特殊性质污水。传染病医院污水指传染性疾病专科医院及综合医院传染病房排放的诊疗、生活及粪便污水;非传染病医院污水指各类非传染病专科医院以及综合医院除传染病房外排放的诊疗、生活及粪便污水;特殊性质医院污水指医院检验、分析、治疗过程产生的少量特殊性质污水,主要包括酸性污水、含氰污水、含重金属污水、洗印污水、放射性污水等。
(二)污染来源及危害
2013版《医院污水处理技术指南》中提到,医院各部门的功能、设施和人员组成情况不同,产生污水的主要部门和设施有:诊疗室、化验室、病房、洗衣房、X线照像洗印、动物房、同位素治疗诊断、手术室等排水;医院行政管理和医务人员排放的生活污水,食堂、单身宿舍、家属宿舍排水。不同部门科室产生的污水成分和水量各不相同,如重金属废水、含油废水、洗印废水、放射性废水等。
医院污水受到粪便、传染性细菌和病毒等病原性微生物污染,具有传染性,可以诱发疾病或造成伤害;医院污水中含有酸、碱、悬浮固体、BOD、COD和动植物油等有毒、有害物质;牙科治疗、洗印和化验等过程产生污水含有重金属、消毒剂、有机溶剂等,部分具有致癌、致畸或致突变性,危害人体健康并对环境有长远影响;同位素治疗和诊断产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生α-、β-和γ-放射性,在人体内积累而危害人体健康。
(三)特点
2013版《医院污水处理技术指南》中提到,由于医院性质不同,医疗条件和医疗种类也不尽相同,所以其产生的医疗污水的成分、致病菌种类、排水量都存在较大差异。医院污水来源及成分复杂,含有病原性微生物、有毒、有害的物理化学污染物和放射性污染等,具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征,不经有效处理会成为一条疫病扩散的重要途径,并严重污染环境。
(四)污水排放要求
GB 18466—2005《医院污水排放标准》中规定:传染病、结核病医疗机构污水中粪大肠菌群数不得超过100MPN/L;肠道致病菌、肠道病毒及结核杆菌不得检出;pH为6~9;采用含氯消毒剂消毒的排放标准为消毒接触池接触时间≥1.5小时,接触池出口总余氯6.5~10mg/L;采用其他消毒剂对总余氯不做要求。综合医疗机构和其他医疗机构污水排放要求粪大肠菌群数不得超过500MPN/L;肠道致病菌和肠道病毒不得检出;pH为6~9;采用含氯消毒剂消毒的排放标准为消毒接触池接触时间≥1小时,接触池出口总余氯3~10mg/L;预处理标准为消毒接触池接触时间≥1小时,接触池出口总余氯2~8mg/L。采用其他消毒剂对总余氯不做要求。
(五)医院污水处理
医院污水处理系统主要包括预处理、一级处理、二级处理、深度处理和消毒处理等单元。特殊性质污水应经预处理后进入医院污水处理系统。HJ 2029—201《医院污水工程技术规范》中规定,特殊性质污水处理要求达到以下标准才能排入医院污水处理系统。酸性废水宜采用中和法,中和至pH 7~8;含氰污水宜采用碱式氯化法,处理槽有效容积应能容纳不小于半年的污水量;含汞污水宜采用硫化钠沉淀+活性炭吸附法,处理后含汞浓度低于0.02mg/L;含铬污水宜采用化学还原沉淀法,处理后六价铬含量小于0.5mg/L;洗印污水宜采用过氧化氢氧化法,处理后六价铬浓度需符合相关标准。放射性废水处理后直接排放,不进入医院污水处理系统。传染病医院污水应在预消毒后采用二级处理+消毒工艺或二级处理+深度处理+消毒工艺;非传染病医院污水,若处理出水直接或间接排入地表水体或海域时,应采用二级处理+消毒工艺或二级处理+深度处理+消毒工艺;若处理出水排入终端已建有正常运行的二级污水处理厂的城市污水管网时,可采用一级强化处理+消毒工艺。
2002版《消毒技术规范》中规定,一级处理工艺流程:污水通过排水管汇集到污水处理站,对于粪便污水应先通过化粪池沉淀消化处理,然后进入污水处理站。处理站设有隔栅、调节池、计量池、提升泵和接触池。消毒剂通过与水泵联动或与虹吸定量池同步定量投加至待处理污水中,通过管道或专用设备充分与污水混合后,进入接触池,在接触池内污水与消毒剂经过一定时间的接触后达到水质净化和消毒要求之后,排放入城市下水道。化粪池和沉淀池产生的污泥定期进行清除和消毒处理。二级处理工艺流程:污水的二级处理即生物处理,是利用微生物的代谢过程将污水中的有机物转化为无机物。典型的二级处理工艺流程为:污水—隔栅—调节池—初次沉淀池—生化处理—二次沉淀池—加消毒剂—接触池。常用的方法有生物转盘法、生物接触氧化法、射流曝气法、塔式生物滤池、氧化沟法等。
医院污水的处理越来越受到人们的重视,应根据医院的类型、规模、总污水量和污水性质,明确污水来源,选择合理、有效的处理工艺,保证医院污水得到有效处理,使出水水质符合现行有关国家排放标准的规定。
1.生物学方法
医院污水采用生物处理,一方面降低水中的污染物浓度,达到排放标准;另一方面可保障消毒效果。微生物处理的实质是利用微生物降解医院污水中的有机物,消除病原体赖以生存的基础,它在医院污水的处理中发挥着重要作用。
(1)简易生化处理:
沼气净化池利用厌氧消化原理进行固体有机物降解。简易生化处理工艺的流程为 “沼气净化池→消毒”。沼气净化池分为固液分离区、厌氧滤池和沉淀过滤区。三区的主要功能分别为去除悬浮固体,吸附胶体和溶解性物质,进一步去除和降解有机污染物,最后通过沉淀和过滤单元去除剩余悬浮物和降解有机污染物,保证出水质量。沼气净化池的处理效率优于腐化池和沼气池,造价低,动力消耗低,管理简单,但不能保证出水COD、BOD等理化指标达标。对于经济不发达地区的小型综合医院,条件不具备时可采用此法作为过渡处理措施,之后逐步实现二级处理或加强处理效果的一级处理。
(2)活性污泥法:
活性污泥法是以活性污泥为主体,通过悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理工艺的污水生物处理工艺。通过向医院污水中注入空气并进行曝气,每天保留沉淀物,更换新鲜污水,经过一段时间后,因好氧性微生物繁殖而形成黄褐色的污泥状絮凝物,即活性污泥。活性污泥上栖息着具有强大生命力和降解水中有机物能力的微生物群,以菌胶团为主,具有很强的吸附与氧化有机物的能力,从而降低污水的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD),达到污水净化的效果。活性污泥工艺的优点是对不同性质的污水适应性强,建设费用较低。活性污泥工艺的缺点是曝气过程中易造成对空气的二次污染;产生的大量活性污泥增加了处理难度;由于活性污泥法对于水质水量波动的冲击耐受能力较差,易发生污泥膨胀和污泥流失,运行效果不稳定,分离效果不够理想。活性污泥法适用于800床以上水量较大的医院污水处理工程。对于800床以下、水量较小的医院常采用活性污泥法的变形工艺-序批式活性污泥法(sequencing batch reactor activated sludge process,SBR)。SBR工艺是活性污泥法的一种变型,具有流程简单、管理方便、基建投资省、运行费用较低、处理效果好及设备国产化程度高等优点。
(3)生物接触氧化法(biological contact oxidation process):
生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的优点。它是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法,基本原理与一般生物膜法相同,它采用固定式生物填料作为微生物的载体,利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将污水中有机物氧化分解,从而达到净化目的。生物接触氧化法的优点是:抗冲击负荷耐受能力高,运行稳定性好;容积负荷高,占地面积小,建设费用较低;污泥产量较低,无需污泥回流,运行管理简单。另外,由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上,在反应器中能保持很高的生物量,克服了悬浮活性污泥容易流失的缺点。其缺点是部分脱落的细碎生物膜可能造成水中的悬浮固体浓度升高。生物接触氧化法适用于500床以下的中小规模医院污水处理工程。尤其适用于场地面积小、水量小、水质波动较大和污染物浓度较低、活性污泥不易培养等情况,管理方便。
(4)曝气生物滤池(biological aeratel filter,BAF)法:
此法是在生物接触氧化法的基础上,融合饮用水处理过滤工艺而发展起来的一种好氧生物膜污水处理工艺。它采用一种具有很大的比表面积的新型粗糙多孔的粒状滤料,滤料表面生长有生物膜,池底提供曝气,污水流过滤床后,被过滤和吸附的污染物便被滤料表面的微生物氧化分解。目前BAF已从单一的工艺逐渐发展成集生物氧化和截留悬浮固体为一体的综合工艺,有去除悬浮物、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用等作用。其优点是出水水质好,能去除污水中的悬浮物、COD、细菌和大部分氨氮;微生物不易流失,对有毒有害物质有一定适应性,运行可靠性高,抗冲击负荷能力强;无污泥膨胀问题;BAF容积负荷高于常规处理工艺,占地面积小。缺点是需进行反冲洗,反冲水量较大,且运行方式复杂。该工艺适用于300床以下的小规模医院污水处理工程,尤其适用于场地面积小和水质要求高等的情况。
(5)膜生物反应器(membrance bioreactor,MBR)法:
膜-生物反应器是将膜分离技术与生物反应器有机结合而产生的一种新型污水处理工艺。根据膜分离组件的设置位置,可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。MBR由膜过滤取代传统生化处理技术中的二次沉淀池和沙滤池,利用组件进行固液分离,截留的污泥回流至生物反应器中,收集渗透液并回用。其优点是抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,能有效去除SS和病原菌;实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;生物反应器内微生物量浓度高,处理装置容积负荷高,占地面积小,减少硝化所需体积;有利于增殖缓慢的微生物的截留和生长,提高系统硝化效率;能延长一些难降解有机物的水力停留时间,提高降解效率;剩余污泥产量低甚至无。缺点是膜需进行反洗,增加医院管理难度和运行成本。但与传统处理工艺相比,其独特的优势和对污水的回收再利用符合绿色节能的建设趋势。该工艺适用于300床以下的小规模的医院污水处理工程,尤其适用于场地面积小、水质要求高和紫外消毒等的情况。
需要注意的是,生物学方法与化学消毒法可能存在拮抗作用,医院污水中残留的消毒剂、抗生素等也可能导致生物法处理中微生物的抑制甚至死亡,影响去污效果。
2.物理方法
紫外线消毒是利用特殊设计的高功率、高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置产生的一定剂量的强紫外光照射流水,导致水中的各种细菌、病毒、寄生虫以及其他病原体发生能量的传递和积累,使其细胞组织中DNA的各种结构键断裂或发生光化学聚合反应,丧失复制繁殖能力,从而达到消毒杀菌和净化的目的。紫外线消毒法具有杀菌速度快、效果好;操作简单、易实现自动化;无臭味和有害物质残留;运行管理和维修费用低的优点。但紫外线穿透力弱,杀菌效率不高;电耗大;紫外灯管与石英套管需定期更换;对处理水的悬浮物浓度有要求且无后续杀菌作用。因此在消毒前需对污水进行一定的深度处理,降低水中悬浮物浓度,以保证良好的透光性。HJ 2029—2013《医院污水处理工程技术规范》中规定,当二级处理出水254nm紫外线透射率不小于60%、悬浮物浓度小于20mg/L时可采用紫外消毒;在有特殊要求的情况下(如排入有特殊要求的水域)也可以采用紫外消毒方式。医院污水宜采用封闭型紫外线消毒系统。医院污水紫外线消毒系统应设置自动清洗装置。当水中悬浮物浓度<20mg/L,推荐的照射剂量为60mJ/cm2,照射接触时间应大于10秒或由试验确定。GB 18466—2005《医疗机构水污染排放标准》中规定,污水悬浮物浓度<10mg/L,照射剂量为30~40mJ/cm2,照射接触时间应大于10s或由试验确定。2013版《医院污水处理技术指南》中规定:被处理的水中悬浮物浓度<10mg/L,在此条件下推荐的照射强度为25~30μW/cm2,照射时间>10秒。
3.化学消毒方法
(1)氯气:
氯(Cl2)是一种强氧化剂和广谱杀菌剂,能有效杀死污水中的细菌和病毒,并具有持续消毒作用。优点是工艺、操作简单,技术成熟,投量准确,效果可靠。缺点是腐蚀性强,有毒,运行管理有一定的危险性,杀灭病毒效果较差,能产生具有致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs),污水负荷波动对杀菌效果影响较大,处理后的水有氯或氯酚味。
(2)液氯:
液氯消毒是医院污水消毒中最常用的方式之一,液氯在水中能迅速产生次氯酸根离子,被广泛应用于自来水和医院污水消毒。由于氯气是一种有刺激性气味的黄色有毒气体,必须有专用的贮存设备和加氯设备。典型的加氯设备有人工定时开启式加氯和自动提升加氯。研究表明,液氯(Cl2)会与氨反应生成一氯胺、二氯胺及三氯胺而消耗液氯,也能形成有致癌作用的三卤甲烷(THM),加上液氯的不完全性,所以液氯消毒受到限制。液氯的含氯浓度高,液氯中有效氯含量比次氯酸钠溶液高5~10倍,消毒能力强且价格便宜。
(3)次氯酸钠:
次氯酸钠消毒是利用次氯酸钠溶液或现场制备的次氯酸钠溶液作为消毒剂,其溶解后产生的次氯酸对水中的病原菌具有良好的杀灭效果,可对污水进行消毒。其消毒机制和杀菌效果与液氯相同。优点是无毒,运行、管理无危险性。缺点是使污水的pH升高,有废渣产生,且当污水中含有大量有机物时,氯与这些污染物很容易形成具有致癌、致畸作用的有机氯化物(THMs),持久稳定地存在于水生环境中。
(4)二氧化氯:
二氧化氯(ClO2)在水中的溶解度是氯的5倍,具有很强的氧化能力,用量少而作用快,投放简单方便,不受pH影响,二氧化氯消毒范围广,可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、细菌芽胞、真菌、分枝杆菌和病毒等,能有效地破坏水中的微量有机污染物,如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氢及有机硫化物等;能很好地氧化水中一些还原状态的金属离子如Fe2+、Mn2+、Ni2+等。二氧化氯最大的优点在于与腐殖质及有机物反应几乎不产生有机氯化物(THMs)而造成二次污染,不生成并抑制生成有致癌作用的三卤甲烷,也不与氨及氨基化合物反应,因此可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味问题。与传统的消毒杀菌剂氯气相比,它不会与水中的酚类产生有怪味的氯酚,不会与水中的氨生成有害的氯氨,且比氯杀菌效果好。缺点是二氧化氯发生器价格较昂贵,运行、管理有一定的危险性;必须现场制备和使用;制取设备复杂,操作管理要求高。基于以上特点,联合国世界卫生组织(WHO)将其列为安全的消毒剂(Al)级,美国环境保护署(EPA)和美国食品药物管理局(FDA)批准它可用于医院、药品加工等部门。综上所述,二氧化氯消毒技术是目前医院污水消毒处理技术中综合社会、经济、环境、生态效益于一体的较为适宜的方法。
(5)臭氧消毒:
臭氧是一种强氧化剂和高效杀菌消毒剂,它可以与细菌、病毒直接作用,接触时间短,杀菌效果好,并能有效去除污水中的色、臭味和酚氰等有机污染物,分解难生物降解的有机物,且受污水中氨氮含量、pH和水温的影响较小,不产生有机氯化物,能增加水中溶解氧。根据臭氧发生量的大小,其制造成本也不一样。一般来讲,臭氧发生器价格、运行及维护费用较高;运行、管理有一定的危险性,操作复杂;对水质要求也较高;且常由于尾气处理不当易造成二次污染;制取臭氧的产率低。臭氧法用于医院污水消毒,可有效地杀灭大肠菌、脊髓灰质炎病毒等病毒。传染病医院污水应优先采用臭氧消毒,处理出水再生回用或排入地表水体时应首选臭氧消毒。
(6)电化学法:
电化学处理法包括电化学氧化还原、电凝聚、电气浮、光电化学氧化、内电解等方法,具有絮凝、气浮、氧化和微电解作用,在废水处理中电絮凝、电气浮和电氧化过程往往同时进行。多维电极法利用多个电极的电解过程,通过电解表面的吸附、催化、氧化还原等作用,将污水中的细菌污染物首先吸附在电极表面,当外加电压达到污染物分解电压时,就会发生电解反应,使污染物分解而去除。有研究表明,选用表面涂有钌、铱、铂等贵金属氧化物的网状钛板作阳极,不锈钢板作阴极,控制电压30V、电流密度6mA/cm2、水力停留时间为15分钟、空气流量为40L/h、极水比为1.0的试验条件,对医院污水进行消毒处理,污水中粪大肠菌群除菌效果最好。用电化学消毒方法处理医院污水简单有效、投资运行费用低;无需添加化学药剂,不影响水质;设备体积小、自动化程度高;易与其他治理技术联用等优点越来越受到人们重视。
(7)光触媒技术:
光触媒是光和触媒(催化剂)的合成词,是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有催化功能的光半导体材料的总称。纳米材料在光的照射下,把光能转变成化学能,促进有机物的合成或使有机物降解的过程就是光触媒技术,又叫做光催化技术。纳米光触媒在光照射下,价带电子被激发形成电子和空穴,与吸附于其表面的O2和H2 O作用,生成超氧化物阴离子自由基,通过这些自由基的强氧化分解能力,破坏有机物中的C—C键、C—H键、C—N键、C—O键、O—H键、N—H键;同时破坏细菌的细胞膜,固化病毒的蛋白质,从而杀死细菌、病毒。二氧化钛光催化可作为二氧化氯、臭氧和紫外线水消毒的替代品,光触媒技术在消毒杀菌、防污除臭、净化空气以及分解水中有机物等方面的应用,是近年来国内外研究的热点领域之一。在医院污水处理中,光触媒技术有着其他污水处理方法不能达到的效果优势:它不仅能去除医院污水中的化学污染物和放射性物质,还能达到消毒的目的。
(8)单过硫酸氢钾的复合钠盐:
单过硫酸氢钾复合盐是全国首创、独创的非氯复合活性氧的新型生活饮用水专用消毒剂。其分子式为KHSO5,存在形式为K2 HSO5、KHSO4、K2 SO4复盐。它的水溶液接近中性,在水中能产生各种高能量、高活性的自由基、活性氧衍生物等过氧化氢的衍生物,通过破坏微生物细胞膜通透性,致使细胞内容物流失,从而丧失能量依赖性膜运输系统的功能,还能与核酸中钙、铁等金属离子结合,产生羟自由基,使DNA的磷酸二酯键断裂。有研究表明,单过硫酸氢钾的复合钠盐溶液浓度为10~40mg/L时,接触时间为5分钟即对细菌繁殖体,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有较强的杀灭作用,杀灭率达100%;对真菌的杀灭率>99.50%;但对细菌芽胞及乙肝病毒表面抗原未观察到其灭活作用。另外,单过硫酸氢钾的复合钠盐用于水消毒时,几乎不产生三氯甲烷及其他有机卤代物。
(9)溴氯海因:
溴氯海因,化学品名1-溴-3-氯-5,5-二甲基海因,1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲,俗称溴氯海因(1-Bromo-3-Chloro-5,5-Dimethyl-hydantoin,BCDMH),是近年来国际上普遍采用的缓慢释放型杀毒剂,特别适于水体和公共环境的大面积消毒。该消毒剂在水中能够通过不断释放出活性Br-和Cl-离子,缓慢释放出次溴酸和次氯酸,将微生物体内的生物酶(如带有—SH基的酶)氧化从而达到杀菌目的。与传统消毒剂相比,它的杀毒效果更显著,可有效杀灭各种微生物且余氯含量和气味少,适用于工业水处理以及矿泉(温泉)浴池的消毒,还可用于各种水处理,卫生间消毒除臭、消毒漂白及农业上用于花卉及种子消毒、杀菌,养殖业、水果保鲜等方面。但该消毒剂在使用过程中需要工作人员定期接触投放,具有一定职业风险。
(崔树玉 鲁 飞 著,张流波 审)
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