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    中关村汇智抗菌新材料产业技术创新联盟秘书长张迎增:抗菌技术及其在建筑领域的应用

    2020-03-20 10:33 建材网 责任编辑:佚名 浏览数: 手机访问:中华建材网

    人类社会发展到今天,建筑已经从最初避风雨、御寒暑的庇护场所,发展成为一种对高品质生活的追求。建筑室内环境中的甲醛和苯等挥发性有机污染物、氡等放射性物质以及PM2.5等微小尘埃等污染已经引发社会公众的高度关注,国家也先后颁布了一系列法规和标准,来控制建筑室内环境污染。

    遗憾的是,作为建筑室内环境污染物的重要类型——病原微生物,虽然时刻在威胁着居住其间的社会公众的健康,但到目前为止,尚未引发社会公众的高关注度,对其认识依然不足。

    1.0 从一起典型的微生物污染案例说起

    1976年,在美国费城某宾馆举行了一次退伍军人大会。会后,相继有近200多位参会代表出现了发热、寒战、咳嗽、胸痛、呼吸困难、腹泻等症状,同时居住在宾馆附近的居民也出现了相同症状。当时因病因不详而无法及时医治,导致此次暴发流行的急性呼吸道感染病共造成221人发病,34人死亡,死亡率高达15%。

    这是一次典型的建筑室内环境中的病原微生物污染事件。其罪魁祸首就是“军团菌”——一种需氧革兰阴性杆菌。该病原微生物在人工环境,如冷热水管道系统、空调冷却水、空气加湿器、淋浴水、医院用水及呼吸机等产生的气溶胶中常可被检出,以气溶胶方式传播。据悉,2014-2017 年新疆乌鲁木齐市妇幼保健医院中央空调系统共检测空调水样300 份,通过细菌培养鉴定军团菌阳性率为40.6%。2017 年47家仙桃市辖区内宾馆、酒店和商场、超市等公共场所的集中空调系统冷却水和冷凝水军团菌监测发现,11 家中检出军团菌,阳性率为23.4%。

    图1:显微镜下观察到的军团菌

    现在科学家已经发现了超过30种军团杆菌,其中最常见的有嗜肺军团菌、麦氏军团菌、博氏军团菌、菲氏军团菌、杜氏军团菌、长滩军团菌等。研究还发现,军团菌在适宜的环境中,如31~36℃水中可长期存活,在相对湿度为80%左右的环境中更稳定。军团菌对酸有抵抗力,对pH 2的盐酸可耐受30分钟,对热和一般消毒剂敏感,但对氯的抵抗力比肠杆菌科细菌强。不仅如此,军团菌能与一些常见原虫、微生物形成共生关系,可寄生于阿米巴变形虫内而保持致病活力,因此在36~70℃热水中也能够存活。

    2.0 建筑室内环境中的病原微生物污染

    其实,绝大多数的微生物对人类和动物、植物是无害的,而且有些是必需的。只有少数微生物具有致病性,能引起人类和动植物的病害,这些微生物称为病原微生物,主要包括球菌、肠杆菌科、弧菌属、螺杆菌属、结核分歧杆菌、呼吸道病毒、肠道病毒、肝炎、病毒、虫媒病毒、疱疹病毒、真菌等。

    病原微生物一般会经水、经空气和表面接触进行传播。一项专门针对家庭日常物品表面微生物污染的研究显示,22.8%的家庭日常物品表面细菌总数超过1000cfu/cm2。其中,牙刷的污染最为严重,其次为浴缸、洗衣机,重度污染率分别为50.5%、33.3%和27.5%。

    图2:家庭日常物品表面微生物污染示意图

    病原微生物在建筑室内环境中滋生传播,会对居住其间的社会公众健康造成极大危害。一项针对美国办公大楼内工作人员进行的调查研究显示,工作人员在办公室内有眼睛模糊、呼吸和鼻不适、疲劳、头疼等症状,而从办公室出来后上述症状变得像没有一样,他们将其称为大楼综合症。而产生此大楼综合症的主要原因中,40%以上的是作为微生物的真菌、细菌类。

    图3:引起大楼综合症的原因

    根据世界卫生组织(WHO)统计,每年因全球因病菌导致的死亡人口超过1700万,约占全球死亡人口数量的1/3。病原微生物在建筑室内环境中的滋生传播,不仅会对居住其间的社会公众的健康造成重大危害,还会使建筑材料和建筑物发生霉烂,对其产生(微生物)腐蚀,减少其使用寿命。

    3.0 抗菌技术及其在建筑行业中的应用

    抗菌建材(building materials)是具有抗菌功能的建材。近些年来,随着人们对健康的日益重视,抗菌技术已经在涂料、壁纸、瓷砖、地板、马桶、淋浴房、锁具等各种建材中得到了广泛应用,并涌现出了诸如广东顺成陶瓷集团、三棵树涂料股份有限公司、广东雅洁五金有限公司、同曦集团有限公司、九牧集团有限公司、上海瑞河企业集团有限公司、杭州丰果实业有限公司、金塑企业集团(上海)有限公司、上海天净新材料科技股份有限公司等一大批抗菌建材企业。

    图4:《2019年中国抗菌产业发展研究报告》

    图4:《2019年中国抗菌产业发展研究报告》

    作为一种新型建筑材料,抗菌建材近年来得到了快速成长。根据全国卫生产业企业管理协会抗菌产业分会和中关村汇智抗菌新材料产业技术创新联盟联合发布的《2019年中国抗菌产业发展研究报告》,目前,抗菌涂料、抗菌地板、抗菌瓷砖、抗菌卫浴、建筑用抗细菌塑料管等抗菌建材产品的品牌市场渗透率分别已经达到47.2%、16.7%、9.1%、16.5%、5%。该报告以京东商城和阿里巴巴作为数据来源,运用大数据分析的方法,对抗菌建筑材料的市场占比进行研究。

    (日期:2019年8月16日,单位:家/供应商)

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    图5:抗菌涂料的品牌市场渗透率

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