发布时间:2024-02-18 14:38:38
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇生物污染的来源,期待它们能激发您的灵感。
李光辉译自《ВЕТЕРИНАРЁЯ》(2014),№7∶3~8
由于原子能的利用、黑色和有色金属制造业以及农业化学化发展,人为的活动对整个自然界的侵袭性和对食物链的破坏,具有紧廹性。据报道,在向环境排放的污染物中,动力工业约占27%、有色金属占17.4%、黑色金属占14%、开采石油工业占8.6%。在莫斯科州土壤、饲料和畜产品中,已测定出镉含量增高。据对切尔诺贝利事故20年期间牛奶检测研究,在布良斯克州有30%牛奶达不到卫生要求。并预测到2050年137Cs含量在50Bq/L。据5年研究结果(1998~2002)确定,在东乌拉尔地区放射性痕迹的农产品放射性核素和重金属污染的来源,主要是土壤和大气圈沉渣约有2000t。在该地区雪水中,90Sr和137Cs含量比中部乌拉尔其他地区的含量高9.5和2.5倍,而在2002年,分别高2.4和9.8倍。在1999~2000年,查明天然干草中含大量90Sr,此期间,也查出青贮料和半干青贮料90Sr含量增高。
全俄放射性生物学实验室研究人员在切尔诺贝利原子能发电站事故20年后,在布良斯克州三个地区对饲料、畜产品进行了综合性放射性—生态学监测发现,饲料和畜产品内(牛奶、肉类)90Sr、137Cs含量均超出最大的容许量。饲料中的137Cs含量均超出容许量,其中,干草超出3.3倍,半干青贮料超出16.2倍、青贮料0.5倍、牧场牧草2.1倍。牧场牧草90Sr超出容许量(64Bq/kg~73Bq/kg);半干青贮料超出容许量(183Bq/kg~322Bq/kg)。
已经查明,肉类中137Cs含量增高(246Bq/kg),牛奶中137Cs含量增高(225Bq/kg~282Bq/kg)和犊牛骨骼中90Sr含量也增高(36Bq/kg~601Bq/kg),超出最大容许量0.5~4.3倍。
在俄罗斯,由工业污染导致生态毒物进入环境的现状仍很严峻。现从来自多方面的化学污染中挑出主要的元素。第1组,应重视持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants,POPs),包括:8种有机氯农药;2种工业产物—六氯苯和多氯二苯;2种不理想的副产物——多氯联苯并二噁英和多氯联苯类化合物。
第2组是用于有机合成的六氯苯和农药,以及多氯二苯。这种化合物广泛用于工业作为增塑剂、防火剂、金属的保护成分、木材和混凝土。
第3组包括多氯联苯并二噁英和多氯联苯呋喃。这些物质没有什么用途,是典型的环境污染物。
当对俄罗斯联邦许多地区进行调查发现,畜产品中二噁英和二噁英类化合物的残留量均超出最大容许量。这些化合物污染最重的地区有伏尔加河、南乌拉尔、北欧以及西伯利亚的一些地区。俄罗斯地区二噁英和二噁英类化合物的清查工作至今尚未完成,这是一项工作量大而又复杂的工作。大家知道,多氯联苯类化合物能破坏有机体的很多系统的活动;同时,要注意它具有与激素相似的结构。为此,研究人员把这些化合物的特征描绘为“不适宜的激素”和“过早衰老的激素”。
多环芳香族化合物(PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAH)是最危险的生态毒物。其中,大多数是没有一定用途的产物。它在生物体内能形成一系列环氧树脂衍生物,其代表者具有极强的致癌性。多环芳香族化合物问题,在俄国长期以来未引起足够重视。在美国已规定出16种多环芳香族化合物,在德国已规定11种,而俄国仅规定一种代表者——苯并芘(Benzopyrene,BAP)。
在环境污染物中,重金属依然占据领先地位,它包括40多种化学元素。Pb、Cd、Hg、Cu、Zn、Ni、Cr具有毒物学和防疫卫生学意义,因此,应确定上述元素在饲料和食品中的最大容许量。同时,也要制定出Mn、Sr、Fe、Mo、Se、F和As的最大容许量。
大量重金属进入环境引起工厂周围和公路两侧的植物尤其是饲料和谷物的重金属含量增高。由于人为的活动,重金属毒物进入自然环境,开始迁移并在一定程度上在生物圈内循环。重金属在饲料作物中蓄积,被家畜采食后使得其体内重金属含量增高,而居民食用重金属含量高的畜产品又进一步危害人体健康。
重金属元素被认为是主要的污染物,因为它在环境中呈高速度蓄积。它们同重要的有机化合物在生理上具有很大的相似性,能抑制动物的代谢过程以及生长、发育,并导致畜产品产量降低以及畜产品质量下降。重金属元素对动物有机体的主要危害不仅能引起急性中毒,而且具有持续地蓄积作用。同时,经常发生器官和系统尤其是肝脏的严重病理过程,如杀虫剂是在肝脏内进行主要的代谢过程,包括杀虫剂的转化和解毒。
有关临界水平的重金属在有机体内进行生理的、形态的和其他变化的资料,是相互矛盾的。在实践中对这一问题进行总结也是不可能的,因为有机体对一定浓度的任何毒物的反应都不一样,它与动物的年龄、品种以及生理特点有关。一种与另一种浓度的元素能引起一定器官的不可逆反应,但不一定影响其他系统。因此,必须检测饲料、饮水、动物器官和组织以及由动物生产畜产品中生态毒物的含量。这种作法,对畜产品和农产品中毒物蓄积、毒物在食物链(土壤—植物—动物—人)中动态的判断预后具有重要作用,从而有利于制定降低农畜产品中毒物含量的措施以确保人体健康。
为了查明和解决生态问题,作者系统地检测了饲料(粗饲料、饲料、油脂—糖类生产副产品、矿质饲料),饮水,动物的器官与组织,农副产品(牛奶、向日葵油、肉类、副产品)中生态毒物的含量。10年来(2003~2013年)对俄罗斯欧洲部分13个州的样品检测结果确定,饲料、饮水等样品污染有Cd、Pb、硝酸盐与亚硝酸盐达100%;As污染95.7%;Hg污染89.3%;2,4-D-酸性污染27.3%;苯并芘污染25.0%;α-β-γ-六六六异构体污染16%;DDT及其代谢物(DDD、DDE)污染2.0%。大多数毒物含量处于最大容许量范围。然而,在油脂生产的副产品(油饼、油粕)的多数样品中,Cd、Pb、Hg含量达最大容许量的60%~75%;而有22%的样品中Cd含量高于最大容许量10%~76%。硝酸盐与亚硝酸盐含量超过最大容许量23%~36%,有毒饲料占2.3%。
牛奶中发现重金属、硝酸盐与亚硝酸盐含量在最大容许量的界限,而六六六、DDT及其代谢物没检出。牛肉中Cd含量有62%超过最大容许量,而猪肝Pb污染量多于最大容许量标准的0.2%。持续地利用污染有重金属、硝酸盐与亚硝酸盐、农药的饲料,即便在最大容许量的界限,也能招致上述生态毒物在有机体内蓄积,引起慢性中毒,直到最后死亡。
由放射性核素(乌克兰切尔诺贝尔、日本福岛)、重金属、化肥、除草剂、工业污染物(石油、煤气、煤炭)、森林火灾和工业三废以及其他文明与进步的副产物等污染环境,都能严重危害人和动物的健康。上述毒物在器官和组织内蓄积,其机能受到损害,物质代谢障碍,机体的各个系统开始制造有毒物质,依靠形成内源性毒物而引起生态型中毒——内毒素中毒。内毒素中毒综合征的特征为有机体内有毒产物含量和生物活性物质过剩引起。为此,必须详细制定人和动物内中毒的防治方法。
健康动物能促进内源性毒物的中和作用,以致其临床症状不表现出来。而一旦生态危象发生作用,则继发内源性中毒。内源性中毒包括:
⑴肝脏解毒机能紊乱;
⑵免疫发生急剧降低和机体自然防御系统被抑制;
⑶排泄器官的机能活性降低;
⑷胃肠道黏膜损伤引起菌群失调,其强度超过动物机体生态系统自我恢复的能力。同时致病微生物菌群由肠道吸收入血,由此引起内源性脓毒症或内毒素中毒。
环境污染是很严重的问题,它具有国际性质,必须全力以赴尽快予以解决。人类正面临着要么学着友好共生,要么死亡的抉择,而绝无他选择!根据统计数据,每年世界上超过5百万人死于环境污染相关的疾病。人为活动致病的危机不可能被掩盖住,因为工业污染源性疾病不断地在发生,举例如下:
⑴患二噁英肝病;
⑵石绵病与矽肺(肺受石绵、煤炭、结石、粉尘损害);
⑶砷中毒——黑腿病(慢性砷中毒);
⑷慢性Hg中毒;
⑸镉中毒病——慢性Cd中毒。
因此,“拯救生态环境—拯救人类自己”已成为一件严肃而又紧迫的命题。必须在日常生活中执行防治生态毒物的综合措施。首先,建立统一、有效的联合组织,强制降低工业污染物排放,并采取措施防止工业污染物及其他毒物进入环境。建立现代化检测系统监控不同环境的生态毒物(土壤、植物、器官、组织、产品等)。必须制定法律,用于激励采用符合生态学工艺要求的企业;同时,采取有效措施严惩那些违反生态学法律的企业。可见,目前详细规定“保护人和动物不受工业废物和其他生态毒物危害”目标纲要的时机,已刻不容缓。
为了及时诊断出生态毒物,获得生态无害的农产品,首要任务之一在于,必须进行化学—毒物学的、放射生物学的以及卫生—细菌学的综合性监测,以能获得食物链“土壤—植物—动物—农产品”中不同来源生态毒物的含量。有必要将农业土地按自然界和工业排放生态毒物污染水平以及详细制定恢复土壤健康的有效措施绘制成简明地图。
获得生态纯净的畜产品具有巨大的社会效益和经济效益,如不能降低动物体内生态毒物水平将很难获得生态无公害的产品。工业污染物进入有机体后,在临床上表现明显的物质代谢障碍,首先,影响动物的生产量、繁殖力以及生产出具有生态学价值的畜产品。为了在生态危机增高地区生产出无害畜产品,必须应用吸附、解毒的方法——最有效的、独特的能够降低动物体内生态毒物含量的方法。
生态毒物的配合作用能引起假适应现象,它能够被隐性的病理过程暂时的代偿,因此,当详细制定旨在降低不良后果的措施时,必须利用广谱的制剂,包括吸附剂(具有对各种生物毒的吸附活性)、适应原、免疫调节剂、抗氧化剂、常量元素和微量元素等。
[中图分类号] R446 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701(2009)23-114-01
全自动生化分析仪目前已在各医院检验科大量应用,在检测病人标本时,有时存在一些交叉污染的现象,使检测结果的可靠性受到一定程度的影响。笔者结合自己的实际工作,探讨一些交叉污染的来源及如何避免的对策,希望能够引起检验人员的重视,以减少此类交叉污染对检测结果的影响。
1 交叉污染的来源
所谓的全自动生化分析仪就是完全模仿人的手工操作,将加样品、加试剂、混合、搅拌、保温、测试、打印结果等一系列过程自动化操作的过程。无论任何一款生化分析仪都有共用样品吸样针、试剂吸样针、搅拌棒以及比色杯这一特点。当生化分析仪连续长期使用一定时期后,其清洗和洗涤效果下降了,加上比色杯老化后粘附能力增加了,工作人员维护保养不及时,势必会引起交叉污染的现象,影响检测结果的准确性。
1.1 比色杯的交叉污染
每个比色杯检测完毕后,进行反复清洗,然后继续下一个项目的检测,如果某个比色杯清洗不完全时或粘附力增加时,吸附在比色杯上样品或试剂残留,就会对在这个比色杯中进行的下一个项目的检测结果造成影响。
1.2 加样针的交叉污染
如果加样针清洗不完全时或粘附力增加时,残留在加样针内、外壁上的样品或试剂就会对下一个检测项目造成影响。
1.3 搅拌棒的交叉污染
如果搅拌棒清洗不完全时,粘附力增加,残留在搅拌棒上样品或试剂就会对下一个检测项目造成影响。
全自动生化分析仪的交叉污染无外乎以上三种,其中第1种比色杯的交叉污染最为严重。另外,比色杯最难以清洗,另外,比色杯一般都是密闭的,难以用肉眼直接观察其清洁度。
2 如何避免交叉污染
无论来自何种原因的交叉污染,主要都是由前一个测试样品或试剂对相邻下一个检测所造成的影响。前一个样品造成的交叉污染较容易判断及分析,我们直接可以从屏幕上显示的测试结果来判断,例如:一个样品的测试结果比较高,下一个相邻测试样品的相同项目测试结果如果也同样比较高,那么就要引起操作人员的高度重视,分析测试结果是否存在由前一个样品造成的样品间的交叉污染造成的假性增高。
试剂间的交叉污染不容易判断及分析,原因是试剂成分较复杂,各个公司所提供的试剂说明书不能够全面反映试剂组成的情况,而且是否由哪一种试剂造成的交叉污染,不如样品间交叉污染那么直观地显示出来,往往随着样品测试项目多少不同,造成的影响也不同。质控品往往在控,交叉污染具有偶然性,并不是每次都出现。当按照日常的分析顺序出现异常结果时,将出现异常结果的分析项目单独进行复检,复检后结果正常,多数是由于试剂间交叉污染所致的。我们重点讲述如何避免各类交叉污染[1]。
大型的全自动生化分析仪,由于样品加样针、试剂加样针多数是双针或四针的,个数较多,加上有较多冲洗步骤(有的8~10冲洗步骤);中、小型全自动生化分析仪样品加样针、试剂加样针个数较少,冲洗步骤较少,携带污染率较高,如何把交叉污染控制到最低,不至于影响测试结果,才是至关重要的,本人认为应从以下几个方面作起。
要求操作人员对全自动生化分析仪作好维护和保养工作,包括每日、每周、半个月、每月、半年、每年,要严格按照程序进行维护和保养工作,防患于未然。每天开始工作前要详细检查加样针、搅拌棒、冲洗头部件是否有脏物粘附,及时拆下来进行清洗和擦拭。要定期地检查比色杯的清洁情况,必要时进行手工清洗。要求操作人员对生化分析仪的工作流程、项目的测试原理、测试试剂的组成了如指掌,合理地设计参数及程序,尽可能地避免交叉污染[2]。合理地安排检测项目的测试顺序,将易发生交叉污染的项目隔开,在有交叉污染的项目中间插入一个或两个非污染项目,有的生化分析仪可采用内、外圈分开来避免,因仪器及试剂的种类繁多,无法固定好项目测试顺序,操作人员长期摸索出一些经验。使仪器报出准确、可靠的检验结果。尽可能地选用抗交叉污染的试剂盒。以上几点都注意后,交叉污染的现象仍无法消除时,可对分析仪的样品加样针、试剂加样针进行特殊的冲洗,增加冲洗次数,必要时用碱性清洗液及酸性清洗液冲洗,可以有效地避免交叉污染。当然这样会大大地降低生化分析仪的测试速度。
总之,全自动生化分析仪给我们检验工作带来方便,同时随着分析仪的连续使用,其性能有所下降,也存地着一些问题。因此需要我们操作人员理论联系实际,摸索出适合本室工作的一套经验,使得测试结果有高度的准确性和可重复性。
[参考文献]
[1] 于雷. 生化自动分析仪项目间试剂的交叉污染及其避免方法[J]. 临床检验杂志,2003,(3):168.
【关键词】生物污染;办公环境;防治方法;空气品质
A study On The Biological Pollution In The
Office Environment
Sun Shuxia
(Academy of Art,University of Architecture and Technology,Xian,71005 )
【Abstract】In order to help people to realize the biological pollution which is easy to ignore and improve the quality of office environment. On the basis of literature,comprehensive analyze the main pollutants which lead to the sick building syndrome(SBS), Put forward the concept of biological pollution. Dissertation biological pollution sources, harm, kinds, and control method, put forward a feasible method.
【Key Words】Biological pollution,Office environment,Control method,Air quality
1 办公环境中存在的主要污染物来源
近几年来高档办公楼和写字楼在我国越建越多,装修也越来越豪华,与此同时不合格的装修材料及办公桌椅等家具和现代办公电器(电脑、复印机、打印机、传真机等)造成的室内甲醛、苯、氨、氡、电磁辐射等化学性污染和物理性污染也逐渐增多,如复印机,会使室内臭氧的含量增多,引起呼吸疾病;人们在办公环境中使用的杀虫剂、清洁剂、涂改液、化妆品等,会产生苯、一氧化碳、二氯甲烷等气体,造成化学性污染。这些污染物不仅容易使人致癌,而且严重影响办公环境中人体的循环系统以及免疫、生殖和代谢功能;再加上配有取暖、制冷、通风和空气调节(HVAC)等机械设施系统的广泛使用,使得办公环境开窗通风时间逐渐减少,办公环境通常处于封闭状态,不仅容易滋生细菌、霉菌和病毒,也使得污染物得不到足够扩散,加剧了办公环境的污染。
室内环境中的化学污染极易产生强烈刺激性气味引起人们的嗅觉感受,物理污染产生的声音、光线、热量、电磁辐射等引起人们的视觉、听觉和触觉感受,由此引起人们对室内环境中的化学污染、物理污染的关注。而对无色无味肉眼察觉不到的生物污染却极易被人们所忽视。尤其是作为办公环境的公共场所,要比居住环境中的生物污染相对高很多。
2 办公环境中生物污染的危害
有人称,现代办公环境是一座潜藏着危机、随时会伤害人的细菌工厂。“病态建筑综合症”转眼就潜入您的办公环境。1992年美国研究协会的一份报告称:大楼综合症是一种实际存在的现象,它使美国每年经济损失高达600亿美元。室内空气污染21 %是生物污染造成的。目前,加拿大卫生组织调查显示,人们68 %的疾病与室内空气污染有关。室内空气生物污染主要包括细菌、真菌、花粉、病毒、生物有机成分等,它主要以生物气溶胶的形式存在。在这些生物污染因子中有一些细菌和病毒是人类呼吸道传染疾病的病原体,有些真菌、花粉和生物有机体成分能够引起人们的过敏反应。呼吸道病毒绝大部分是在室内通过空气传播的,其危害小到隐性感染大到威胁生命。更何况作为公共场所的办公环境,是人们每天必须参与的社会活动,更容易受到细菌、病毒等微生物的交叉感染。因此办公环境中生物污染的危害不容忽视。
3 办公环境中生物污染的主要来源
3.1 来自于动物
动物是室内环境生物污染主要来源之一,主要来自于哺乳类、禽类和昆虫类三类动物。据爱丁堡大学科学家统计,共有1407种病原体能使人生病,包括细菌、病毒、真菌、衣原体、原生动物、寄生虫等,其中58 %来自动物。因此在办公环境中应尽量不要饲养宠物,如果已经饲养,也应保持宠物的干净卫生。
3.2 来自于人体自身
人体的生物性污染分释放普通微生物和释放病毒两个方面。一个人在静止条件下平均每分钟可向环境散发1000个菌粒。每次咳嗽或打喷嚏可向环境散发104~106个带菌粒子。说话也可以排放大量微生物,大便和冲厕排放的细菌更多。因此要注意保持个人卫生,勤洗澡、勤换衣,与人交谈时要注意保持一定距离。
同时在人员较多的办公环境,室内人员所呼出的CO2会造成室内含氧量降低,引起大脑缺氧、不舒适。因此要经常通风换气,使室内CO2浓度保持在0.07 %以下,最高不超过0.1 %。
3.3 来自于生活用水和污水
水是微生物的重要生存环境,有的可在其中繁殖,自然水体中广泛存在着微生物。
污水中含菌量可达108cfu/m3,甚至有可能含致病菌。室内污水和排放水体含有病毒及真菌。地漏水封要达到国家标准不低于50mm,才能达到防臭和污染物溢出,而市场上90 %以上的地漏达不到这个标准,多数只有10~20mm水封,水很容易在温度高时蒸发掉,使楼层间的污染空气串门儿。如果办公环境中有病人,也可以通过下水道和排气道产生气溶胶污染整个高层空气。非典期间发生在香港陶大花园的非典传播就是一个典型案例。
在空调和加湿器中,因温度、湿度适宜,很容易滋生微生物,散发到空气中,造成室内空气生物性污染。尤其是空调系统不仅容易滋生微生物,还有来自室内外的可吸入颗粒物以及挥发性有机化合物。同时,颗粒物是空气污染物中的主体,而细菌是依附在尘埃粒子上的,尘埃粒子就成为了细菌和多种化学污染物的载体。细菌会随着尘埃粒子通过通风系统,进到室内空气中。使空调本来送出的应该是干净卫生的新鲜空气,由于清洁不及时却送出了充满灰尘和各种病菌的脏空气。因此要保证每年定期清洁空调,预防空调产生的生物性污染。
3.4 来自于空气和土壤
地球上的土壤不仅是微生物的贮存体,也是它的繁殖体。1g表土层可分离出细菌108~109个、放线菌107~108个、霉菌105~106个。土壤的中的微生物主要通过三种方式进入室内:一是悬浮于空气中的土,随通风进入室内;二是人进出房间带进的土;三是室内养花、种草用的土。
同时,办公环境污染的一个重要途径是来源于室外空气,通过室内外空气的交换,进入室内。空气不是微生物的繁殖体,但可以是贮存体。空气中含菌的尘埃粒子,随空气在室内无孔不入。因此要防止室外污染的空气对室内的污染,比如在机械通风中要注意新风口设计的位置,尤其是当新风口和排风口离得太近时,污浊空气会再次由新风口回收造成室内二次污染;另外就是将新风口设置在污染物附近,如马路边、油烟排气口、垃圾场等,所收集的新风必然是污浊空气。因此在办公环境设计时一定要考虑新风口的采集位置。
3.5 小结
通过分析微生物的来源可知,微生物比较适宜生存在潮湿、高温的环境中,而在寒冷干燥的环境中难以存活。所以将空气水蒸汽的浓度控制在60%以下可以有效降低生物污染。加之在办公环境中,人们会不断向环境中排放水分、气溶胶或供微生物吸附的颗粒物,造成室内湿度较高,有利于微生物的生存和传播。因此应采取有效通风、除湿、适当疏散人群等措施来保持室内空气洁净避免生物污染。
4 生物污染的主要防治方法
4.1 物理方法
4.1.1 过滤除菌法
大部分的空气净化器除菌主要措施为空气过滤。滤料有玻璃纤维、合成纤维、石棉纤维以及由这些制成的滤纸或滤布等。过滤机理主要包括机械阻截、静电吸附、扩散、惯性和重力效应作用。优点是:不仅可以在有人的条件下进行操作,而且微生物在过滤器孔隙被拦截不会在过滤器上大量繁殖,更可贵的是它的使用价值和寿命可达5年;缺点是:对于直径小于0.1um细菌的病毒类微生物控制能力相对较差。
4.1.2 静电除菌法
达到消毒要求,事后应通风排除。
消毒剂气溶胶喷洒,既气溶胶喷雾器与适宜的上述消毒液,使用时注意温湿度和事后通风排除。
熏蒸消毒,既稀释后的消毒剂装在容器内,置于封闭的空间里点火熏蒸,消毒液挥发后,渗透到室内每一个角落,杀灭细菌。如10~20g/m3甲醛在密闭的室内进行熏蒸12~24h或2~5g/m3乙型丙内脂熏蒸2h或3 %过氧乙酸以3g/m3熏蒸1~1.5h或3g/m3醛氯合剂熏蒸1h或10mg/m3臭氧熏蒸5min可达到消毒要求。3.5mg/m3碘和4mg/ m3乳酸熏蒸时间很短几分钟就可以比较随意。
上述消毒剂除了乳酸消毒时人可以在现场,剩下的消毒剂消毒时人都不能在现场。
4.3 生物方法
通过生物体及其代谢产物杀灭空气中微生物的方法称为生物法,因为生物体的化学成分特别复杂,所以我们把目前已搞清楚的生物单体(如:抗菌素)归为化学法,把生物整体归为生物法。
4.3.1 植物熏蒸消毒方法
植物熏蒸消毒不但能净化空气,还能潜移默化中提升人体免疫力,相对化学熏蒸消毒对人体更健康。
杉木锯末和氯酸钾或红松锯末和氯酸钾制成的烟雾筒,熏蒸时按照10g/m3的用量计算所消毒空间的使用量,可达到对表面或空气消毒。
苍术、艾叶、粘木粉或野、艾叶、粘木粉制成的每盘15g重的盘香,熏蒸时按照一盘/45m3的用量计算所消毒空间的使用盘香的量,可达到对表面或空气消毒。
无盐食醋、苍术、艾叶、榆树皮粉、粘木粉、硝酸钾制成的每盘28g重的盘香,熏蒸时按照0.6g/m3的用量计算所消毒空间的使用盘香的量,可达到对空气消毒。
4.3.2 绿色植物净化空气的方法
室内适当的绿化不仅可美化环境、活跃气氛、除尘杀菌和吸收有害气体,还符合生物防治的原则。据报导,柑橘、迷迭香、吊兰就可以大大地降低室内空气中微生物浓度。这种方法不产生二次污染、省钱、省力,而且可以有效地杀死微生物,是最理想的控制室内生物污染的方法。由于办公环境大都是在白天进行使用,不存在植物夜间释放CO2与人争氧气的问题,但是也要注意植物的选择,有些植物对人体健康有毒有害。据调查在办公环境中每10m2放1.5m高的植物两盆比较适合。因此,有针对性的结合办公环境的室内设计适当进行植物绿化可起到明显的效果。
5 总结
目前办公环境的空气品质已成为人们所关注的热点。人们一天之中有三分之一甚至更多的时间在办公环境中度过,而拥有良好的办公环境,才能有更高的工作效率。因此对于室内主要污染物之一的生物污染逐步引起了人们的重视,只有消除生物污染的来源及其赖以生存的潮湿环境、合理组织通风及空气过滤才能有效地去除室内空气中的生物污染物,有效的提高室内空气品质,改善我们的生活工作环境。
上述提到的生物污染防治方法各有优缺点,在实际运用中是取长补短相互结合使用。更有效的措施是将这些技术防治方法与建筑设计和室内设计相结合(如绿色建材、空间设计、家具设计等)并将其运用到办公环境中,从源头上解决污染问题。
参考文献
[1]宋广生.吴吉祥.室内环境生物污染防控100招[M].机械工业出版社,2009
[2]朱天乐.室内空气污染控制[M].化学工业出版社,2003
[3]贾劲松.室内环境监测技术[M].中国环境科学出版社,2009
[4]翟峰.您的办公室环境达标了吗[J].秘书之友.2003年9期
[5]刘新会,牛军峰,史江红,刘希涛.环境与健康[M].北京师范大学出版,2009
关键词:啤酒生产 有害微生物 来源 防治
啤酒作为人类最古老的酒精饮料,以其独特的口味深受全球各界人士的喜爱。啤酒的生产是利用啤酒酵母进行纯种发酵的结果,在这个过程中很多环节都容易受到有害微生物的污染,从而影响啤酒风味和质量。因此,如何防治有害菌污染,已经成为啤酒厂行业的一个重要研究课题。
1、啤酒生产过程中常见的有害微生物及其危害
1.1 细菌
细菌是啤酒生产过程中常见的微生物污染源,常见的有害细菌主要有:
(1)乳酸杆菌(Lactobacillus):如巴氏乳杆菌、戴氏乳杆菌等。乳酸杆菌是啤酒生产中最常见的微生物污染源。细胞为长杆状,无芽孢,厌氧,呈革兰氏阳性,过氧化氢酶阴性,能耐受酒花、酒精,在啤酒中能够很好的生长并产生乳酸。在后发酵阶段或成品酒中出现乳酸杆菌污染,会使啤酒出现浑浊、双乙酰超标、口味发酸等现象。(2)四联球菌(Tetracoccus):通常四个细胞以田字形状排列在一起,微好氧,呈革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性。四联球菌与乳酸杆菌类似,对酸和酒花具有很好的耐受能力。四联球菌是啤酒中危害最大的细菌,其生物污染多表现为双乙酰的大量合成,酒中异味明显加重;污染四联球菌还会延长发酵周期,使啤酒出现浑浊、变酸等现象。啤酒感染四联球菌的潜伏期比较长,在前发酵阶段和后发酵前期,啤酒的外观一般没有明显变化。(3)醋酸杆菌(Acetobacter aceti):是一类能使糖类和酒精氧化成醋酸等产物的短杆菌。细胞呈椭圆或短杆状,无芽孢,呈革兰氏阴性,过氧化氢酶阳性,好氧,耐酸,对酒花敏感,在液体表面生长,容易形成菌膜。污染醋酸杆菌会明显降低啤酒的PH值,使酒液浑浊发粘,严重者会导致酸败。(4)肠埃希氏菌(Escherichia coli):菌体呈杆状,有鞭毛,能运动,无芽孢,革兰氏阳性,兼性厌氧,不耐酸。一般通过水或者土壤带入酒中,大肠杆菌的代谢会给啤酒带来浓重的异味。(5)多变黄杆菌(Changeful yellow coli):菌体呈直杆状,无芽孢,革兰氏阴性,好氧,不耐酸,PH4.4以下不能生长,是啤酒中常见的污染物。其微生物污染多发生在发酵早期,使啤酒产生防风草味。(6)发酵单胞菌(Zymomonas):菌体细胞大多为直杆状,两端钝圆,呈现过氧化氢酶阳性、革兰氏阴性,厌氧或兼性好氧,耐酸,不耐热,对酒精有一定的耐受度,当酒精浓度超过8%时,无法生长。感染发酵单胞菌会影响啤酒的风味,产生硫化氢气味,同时产生丝状混合物,破坏啤酒浊度。
1.2 霉菌
霉菌是需氧真菌,在无氧的环境中不能生长,所以啤酒中的霉菌污染主要来自外界。啤酒厂中霉菌的污染对象主要是:(1)大麦和麦芽。从田间到储存,大麦有可能受到霉菌的污染,霉菌污染对大麦的危害很大:1)有些霉菌污染会降低大麦出芽率和麦芽糖化能力;2)被霉菌污染的麦芽如果投入生产,会引起啤酒喷涌,如烟曲霉(Aspergillus fumigates)、镰刀霉(Fusarium)等;3)霉菌污染会影响啤酒的风味和颜色。如黑曲霉(Aspergillus niger)、镰刀霉等会破坏啤酒风味;黑曲霉、根霉(Rhizopus)等会加重啤酒的色泽;4)很多霉菌在特定的环境中会产生真菌毒素,如果存在于啤酒中,对人体的危害较大。(2)啤酒厂不清洁的墙体、空瓶、包装材料等表面容易滋生霉斑,一旦进入啤酒中,会影响啤酒的质量和风味。
1.3 野生酵母
野生酵母就是在啤酒生产的过程中,非目的性的添加到生产工艺中的任何酵母。在啤酒中检测出来的野生酵母可分为酵母属野生酵母和非酵母属野生酵母。其中酵母属野生酵母包括糖化酵母(Saccharomyces diastaticus)、巴氏酵母(Saccharomyces pastorianus)、魏氏酵母(Saccharomyces willianus)、强壮酵母(Saccharomyces validus)、啤酒酵母椭圆变种等。酵母属野生酵母与生产用啤酒酵母是同属,其生长条件、菌种形态都与啤酒酵母相似,因此在使用啤酒酵母进行发酵的任何阶段都有可能感染该类野生酵母,且难以识别;非酵母属的野生酵母有红酵母(Rhodotorula)、酒香酵母(Brettanomyces) 、汉逊酵母(Hansenula)、球拟酵母(Torulopsis)、毕赤酵母(Pichia)、假丝酵母(Candida)等。
种酵母、发酵用水及不清洁的设备是野生酵母主要污染源,感染野生酵母对啤酒的影响主要体现在以下四个方面:(1)导致啤酒产生浑浊或沉淀;(2)在啤酒的表面形成菌膜;(3)产生异味,严重影响啤酒风味;(4)造成过度发酵,提高啤酒酒精度,增加爆瓶的几率。
2、啤酒生产过程中微生物污染的途径与防治
2.1 微生物污染的途径
啤酒生产过程中微生物污染的途径主要有:空气与周围环境、原料(酿造用水、麦芽、冷麦汁、酒花)、酵母泥、设备、管路、添加剂、助滤剂、包装材料及操作人员等。
2.2 微生物污染的防治措施
(1)保持生产车间环境清洁,做到无死角,避免微生物滋生。(2)严格控制空气质量。(3)确保生产中使用的压缩空气、二氧化碳及氮气无菌,定期对空气过滤系统进行清洗和灭菌,防止微生物通过空气进入生产系统。(4)严格控制酿造用水的质量,应符合生活饮用水标准,确保其不受化学污染和微生物污染,避免微生物通过脱氧水进入操作体系。(5)严把原辅料的质量关,其贮存要注意分开存放,保持清洁和干燥,防止霉菌滋生。(6)酵母回收和扩培要严格执行无菌操作,防止种酵母染菌,若发现染菌要及时扩培,找出染菌原因,并丢弃染菌酵母。(7)严格控制操作工艺,避免由于涌泡等现象带来的微生物污染。(8)对设备、管道等制定科学的清洗、杀菌方案,并定期评估。(9)滤后清酒灌装要及时,压盖后进行巴氏杀菌。(10)操作人员必须保持良好的个人卫生,按要求着装。(11)培养员工无菌操作的意识和良好的操作习惯。
关键词:反渗透膜;微生物污染;防治
中图分类号:X7文献标识码:A文章编号:1672-3198(2008)11-0373-02
从1953年提出用反渗透技术淡化海水,到二十世纪60年代的商业化运营,时至今日经过50多年的发展,反渗透水处理技术成功地运用于许多领域。从反渗透技术最初只用于海水淡化,后来逐步扩大到苦咸水淡化、食品加工、医药卫生、饮料净化、超纯水制备等方面,产生了很高的经济效益。
在反渗透水处理系统运行过程中,若系统设计不合理或运行控制不当,必然会出现膜污染的情况。在膜污染的几种类型中(沉淀污染、微生物污染、胶体污染等),微生物污染具有其特殊性,它在反渗透水处理中所造成的运行困难是最严重的一种。目前,国内在反渗透水处理系统运行中,膜的微生物污染问题日渐突出。
1 微生物污染的产生和危害
1.1 产生原因
生物污染是指微生物在膜-水界面上积累从而影响系统性能的现象。微生物污染是膜材料、流动参数(如溶解物,流动速度,压力等)和微生物间复杂的相互作用的结果。微生物污染基本上是一个生物膜生长的问题。
微生物污染的主要来源是RO进料水。由于地表水和浅层地下水中都存在着微生物,预处理系统未正常有效工作,微生物就会进RO组件,而RO组件内部潮湿阴暗可为微生物生长提供理想环境,若在进人反渗透系统前不加以杀灭,这些微生物将以反渗透膜为载体借助反渗透浓水段的营养盐而繁殖生长,在温较热的条件下,微生物的生长更是迅速,几天之内便可在反渗透膜表面形成生物膜层,导致反渗透系统进出水间压差迅速增大,产水量与脱盐率快速下降,同时污染产品水。另一方面预处理也可能是微生物污染源,如辅助除去悬浮物体的絮凝剂过量,给微生物提供了适宜的生长环境。
在RO 系统中,主要存在的是好氧性细菌,一般未见真菌和霉菌,好氧菌在系统不同阶段分布不同,如表1可以看出原水罐是滋生细菌的主要场所,其次RO处理器内部也有细菌的生长(由于膜的有机材料给细菌的生长提供了一定的条件)
1.2 危害
目前商品化的反渗透膜材料主要有醋酸纤维和聚酰胺两大类。而醋酸纤维素膜装置是目前超纯水制造系统中常用且经济的反渗透装置。但其最大的缺点之一就是抗微生物的侵蚀能力较差。聚酰胺类膜尽管能抗微生物侵蚀,但污染问题仍然存在。
大量微生物在膜、组件内的大量繁殖.将造成三方面的不良后果,第一是微生物要吞食反渗透膜,脱盐层被侵蚀而使脱盐率下降,并造成膜寿命缩短,使膜结构的完整性遭到破坏,甚至造成重大系统故障(仅对CA膜);第二是微生物的大量繁殖和代谢,产生大量的胶体物质,致使膜被堵塞,会增大给水压降,造成通水量下降;第三将造成产水中细菌总数的增加,使产品水质下降;第四是生物膜(粘泥)不溶于酸,难溶于碱,几乎不受水流剪切力的影响,即使频繁冲洗,也不能冲掉。消毒杀菌也难于使粘泥彻底清除。
微生物的一个重要特征是它们具有对营养水动力或其他条件变化作出迅速生化和基因调节的能力。因此,生物污染比非活性的胶体污染或矿物质结垢危害性更大。
目前广泛应用的TFC反渗透膜,它的关键材料是聚丙烯酰胺,它对氧化性物质不具备坚强的抵抗力,因此,用户一般都控制了反渗透入口的氧化还原电位,使膜在无氧化剂的环境下工作,而细菌等微生物附在膜的表面和通道网层上,凭借水中的营养成分大量繁殖。许多文献都表明,这种污染似乎在膜的中部发生,但从实际看来,经常是整个系统一起泛滥。
2 微生物污染的预测与简易辨别方法
(1)测定从原水入口、预处理各个环节反渗透给水、浓水以及反渗透产品水的细菌总数(TBC),计算细菌变化数值。若发现浓水中的TBC明显增加,说明反渗透膜上可能有粘泥形成。
(2)给水中的有机物不仅自身可形成膜的污染,还可作为细菌滋生的营养物。所以可对有机物(以总有机碳表示,简称TOC)进行监测,膜厂家提示控制TOC
(3)检验是否为微生物污染的简单方法是:从表面刮取一小部分污染物放在火焰上燃烧,其气味与毛发燃烧的气味相同。
3 微生物污染防治
对于RO水处理系统,必须在RO工艺系统预处理中设置完善的杀灭微生物的措施,才能从根本上控制住微生物污染。
关于防治微生物污染。传统的观点认为,RO膜元件的微生物污堵主要来自于地表水,来自地下水的污堵则较轻,同时认为在RO装置进水中的微生物含量
防止微生物污染的方法通常是采取有效的杀菌处理措施,有氯气及NaClO,ClO2,KMnO4,H22O2、O3、紫外线照射等常规方法,控制重点是选取合适的杀菌剂,足够长的接触时间。对于氯类杀菌剂,投加量一般以进水余氯含量>1mg/L为准,根据不同的反渗透膜控制合适的残余氯量。另外还可以采用氧化性和非氧化性杀菌剂(如Na2S2O5、NaHSO350mg/L,异噻唑啉酮15-25mg/L)定期、交替冲击性、大剂量杀菌,可杀灭系统中大部分微生物,甚至可以穿透粘附于系统中的生物粘泥膜,起到杀灭、剥离作用。再就是严格控制给水中的有机物含量(以总有机碳TOC表示不超过2mg/L),抑制细菌的生长繁殖。最好同时注意监测反渗透系统各环节的水中细菌总数(TBC)以便有效的预防,当发现有徽生物污染的症状时(压差升高10%,产水量降低10%)应及时采取清洗措施(包括对预处理系统和RO系统的清洗),以免污染加重。
定期杀菌,一般采用1%-3%的甲醛溶液冲洗15min,杀死细菌。在RO系统停用期间,要求用甲醛,每2天洗1次。除采用甲醛以外,还可采用0.2%的H22O2进行杀菌。
一般认为,经过活性炭处理过的水中会含有大量微生物。但对于活性炭处理工艺,只要调整好反洗频率及更换频次,也可以防止微生物污染。
如:由外国公司给中国华晶电子集团公司设计制造的250t/h前处理设备,其工艺流程为“沙滤-5μm过滤器-超滤-水箱-泵-5μm过滤器-高压泵-RO-水箱”,其中,在水箱之后添加了亚硫酸氢钠来还原水中的余氯。当初,设计人员普遍认为,采用了截留分子量为80000MWCO的UF系统,完全可以保证RO的运行,但情况并不如此,自投加亚硫酸氢钠后,所有的管壁、泵内腔、乃至膜面、浓水口均出现了糊胶状物质,当水源发生季节性变换时,清洗的最高频次达每周一次,反渗透寿命只能维持一年左右(24小时运转)。经过化验,反渗透入口处的细菌总数超过2000个/ml。对水进行的有机物分子量分布实验见表2,发现水中的低分子量物质占绝对优势,COD值为4.5左右,TOC值为4.3mg/l,254nm紫外吸光度=5OD/m,综合各种数据表明,水中的富维酸、腐植酸的含量已经很高,促进了微生物的生长,鉴于这种情况,在工艺中加入了活性炭过滤器,用活性炭吸附水中的有机营养成分、控制水中溶氧含量、并且取加亚硫酸氢钠,结果表明,RO及各段管道明显好转,改造后膜寿命延长到三年(24小时运转)。
4 结语
(1)在反渗透水处理系统中反渗透膜的微生物污染在各种膜污染中是最严重的。它具有发展迅速,形成的生物膜难于彻底清除等特点,易堵塞膜,导致反渗透系统进出水间压差迅速增大,产水量与脱盐率快速下降,可能污染产品水,甚至损坏膜。
(2)可以通过监测浓水细菌总数(TBC)值的变化和给水的总有机碳(TOC)值来对微生物污染进行预测,并可以通过燃烧污染物来简易判断是否是微生物污染。
(3)要加强对地下水作为原水时预处理消毒杀菌的重视,防止在RO装置中出现微生物污染。
(4)对微生物污染的防治除常规方法外,还可以采用氧化性和非氧化性杀菌剂定期、交替冲击性、大剂量杀菌。严格控制给水中的有机物含量(以总有机碳TOC表示不超过2mg/L),抑制细菌的生长繁殖。对于活性炭处理工艺,只要调整好反洗频率及更换频次,也可以防止微生物污染。
参考文献
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