臭氧消毒研究進展及對新型冠狀病毒的滅活啟示.docx

1、第41卷第11期圓園21年11月工業(yè)水處理災(zāi)燧跖SOUNov.tH21專論與綜述DOI斜0.19965,'ki.iwt.2021-0515開放科學(xué)淵資源服務(wù)礴齡標(biāo)識碼淵OSID冤院g回臭氧消毒研究進展及對新型冠狀病毒的滅活啟示冀豪棟1袁2袁孫豐賓1袁2袁賴波3袁4袁劉文1袁2袁4淵1.北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院水沙科學(xué)教育部重點實驗室袁北京100871B2.北京大學(xué)國家環(huán)境保護河流全物質(zhì)通量重點實驗室袁北京100871H3.四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院袁中德水環(huán)境與健康研究中心袁四川成都610065H4.中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會醫(yī)院建筑與裝備分會醫(yī)院水系統(tǒng)研究中心袁四川成都610065冤用摘要蓉新型

2、冠狀病毒肺炎SCOVID19堂疫情給人類社會造成了巨大威脅克新型冠狀病毒焰ARS-CoV2§在不同環(huán)境介質(zhì)中穩(wěn)定性的差異袁使如何高效殺滅SARS-CoV-2成為關(guān)注的重要問題遙在綜述臭氧及其協(xié)同技術(shù)在病原體滅活中應(yīng)用的基礎(chǔ)上袁探討了臭氧氧化技術(shù)在SARS-CoV-2滅活中的應(yīng)用可行性袁重點闡述了該類技術(shù)對丁病毒的滅活行為及機理遙該綜述可為臭氧氧化技術(shù)應(yīng)用于水中新冠病毒滅活及其在不同媒介中的次生傳播阻斷提供參考遙W關(guān)鍵詞哲臭氧消毒日新型冠狀病毒日滅活日氧化咱中圖分類號暫X703.1咱文獻標(biāo)識碼暫A咱文章編號暫1005-829X11112021冤11-0001-08Researchpro

3、gressinozonedisinfectionandimplicationininactivationofSARS-CoV-2JIHaodong,A2gSUNFengbin克LAIBo3MUlUWen,ft2t,瀏.TheKeyLaboratoryforWaterandSedimentScience戒MinisiryofEducalion克CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering克PekingUniversiiy京Beijing100871克Chinail2.StateBnvironmenialProteciionKeyLaboratoryofA

4、llMaterialF'uxesinRiverEcosystems克PekingUniversity克Beijing100871素ChinaS3.CollegeofArchitecture&Environment京SinoGermanCentreforWaterandHealthResearch克SichuanUniversity京Chengdu610065ftChinaH4.ResearchCemerofHospitalWaterSystem京ChapterofHospitalBuildingandEquipment素ChinaAssociationofMedicalEqui

5、pment真Chengdu610065克China夏AbstractThenovelcoronaviruspneumoniailCOVID-191epidemicposesahugethreattothehumansociety.DuetothedifferenceinstabilityofthenewcoronavirusARS-CoV-21indifferentenvironmentmedia就hasbecomeanimportantconcernonhowtoeffectivelyinactivatethevirus.Thisreviewpresentedtheapplicationof

6、ozoneanditssy§nergistictechnologyintheinactivationofpathogensfirst袁andthendiscussedtheapplicationfeasibilityofozoneoxifpdationtechnologyininactivationofSARS-CoV-2克andmainlyillustratedthebehaviorsandmechanismsofSARS-CoV-2inactivation.Thisreviewcanprovideareferencefortheapplicationofozonetechnolo

7、gyonlheinactivationofnewcoronavirusesinwateraswellastheinterruptionofsecondarytransmissionindifferentmedias.Keywords底ozonedisinfeciion0SARS-CoV-2GinaclivationBoxidaiion2019年末爆發(fā)的由新型冠狀病毒淵SARS-CoV-2袁簡稱野新冠病毒冶冤導(dǎo)致的全球性大規(guī)模新型冠狀病毒肺炎淵C0VID-19冤疫情給人類社會帶來了深遠的影響袁到2021年5月為止袁全球范圍內(nèi)己累計報道咱基金項目哲北京大學(xué)新型冠狀病毒感染的肺炎防控攻關(guān)專項曰國家日

8、然科學(xué)基金淵21906001冤曰北京市科技新星計劃2191100001)19054冤咱基金項目哲北京大學(xué)新型冠狀病毒感染的肺炎防控攻關(guān)專項曰國家日然科學(xué)基金淵21906001冤曰北京市科技新星計劃2191100001)19054冤確診病例超過1億例遙新冠病毒在人群中主要通過空氣淵呼吸道飛沫冤和物理接觸進行傳播均鋼遙SARS-CoV-2不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)袁而是由核糖核酸淵RNA冤和結(jié)構(gòu)蛋白組成袁因外觀像野皇冠治而得名遙其中RNA活中袁而且已經(jīng)有報道顯示臭氧技術(shù)對新冠病毒的滅活和受感染者的治療方面具有效果袁但仍需進一步深入探究袁未來應(yīng)重點關(guān)注的方面包括院滯1冤在純臭氧技術(shù)和臭氧協(xié)同技術(shù)用于殺滅微生物的

9、方面己有大量研究袁但仍缺乏直接應(yīng)用于新型冠狀病毒的殺滅方面的研究遙考慮到新型冠狀病毒的高傳播性和在不同環(huán)境介質(zhì)中的存活性差異袁一方面袁應(yīng)開發(fā)高效低成本的臭氧協(xié)同技術(shù)用于不同場所和介質(zhì)中新冠病毒的滅殺袁另一方面袁應(yīng)研究滅殺過程中臭抵/協(xié)同技術(shù)與病毒之間的作川機制袁進一步闡明消毒機理袁以保證消毒的高效性遙淵2冤非均相催化協(xié)同臭氧技術(shù)對病原體具有高效的殺滅效果袁但是目前大多研究仍停留在實驗室階段袁還未大規(guī)模使用袁而且非均相催化材料的開發(fā)堯大規(guī)模裝置的設(shè)計和材料淵尤其是納米材料冤的毒性評估是其實際應(yīng)用需關(guān)注的問題遙總而言之袁未來基礎(chǔ)研究領(lǐng)域袁一方面需探清水堯氣環(huán)境中臭氧協(xié)同技術(shù)與病原體之間的相互作用和

10、滅殺機理袁這對于臭氧技術(shù)的實際應(yīng)用尤為重要日另一方面袁實際應(yīng)用中袁開發(fā)綠色堯高效堯低成本的臭氧協(xié)同技術(shù)及配套設(shè)備是關(guān)鍵點遙參考文獻雄DEABAJOGFJHERNANDEZRJSKAMINERIteialtBacktonor!ma舊AnoldphysicsroutetoreduceSARS-CoV-2transmissioninin?doorspaces陽J哲拔ACSNan。被020前，1,7弟院苜01-7713援機皆MORAWSKALftCAOJunji.AirbornetransmissionofSARS-CoV-2KTheworldshouldfacetherealityfijf.Envi

11、ronmentInternaiionaH2020袁139院105730.電3曾VANDOREMALEN京BUSHMAKERT副O(jiān)RRISDH$ota度Aero野solandsurfacestabilityofSARS-CoV-2ascomparedwithSARS-CoV-li§JTheNewEnglandJournalofMedicin感2020&382汨6兢1564-1567援電4與ONGSWXgTANYKiCHIAPY$etal.Air費surfaceenvironmentaliandpersonalprotectiveequipmentcontaminationbys

12、evereacutere?spiralorysyndromecoronavirus2NSARSCoV2受fromasymptomaSliepauentJS.JournaloftheAmericanMedicalAssociationi20201323浦16策院1610T612.lfl5暫中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會.新型冠狀病毒肺炎診療方案艮試行第七版0EBOL就2020-03-04鼬2021-05-27皆.http:椅WANGQihui玄ZHANGYanfan成WULiligetal.StructuralandfundtionalbasisofSARS-£oV-2entryby

13、usinghumanACE2用J暫,Ce11袁2020袁181淵4冤院894-904.YANRenhongiZHANGYuanyuan克LIYanin城eiaLStructuralbasisfortherecoRnitionofSARS-oV-2byfullilengthhumanACE2咕Jft2020賣3676485冤陸1444-1448.用8告CUIJiesLIFanftSH!Zhengli.OriginandevolutionofpathogeniccolronaviruseslSjS.NatureReviewsMicrobiologyii2019tl7iKJ(181-192.?98K

14、IMDSLEEJYsY?NGJSetal.ThearchitectureofSARS-CoV-2transcriptomefij?.Ce伸2020豆181#4訪.914-921.用10皆YANGJinsunggPETITJEANSJ"KoehlerM知al.MoleculariniteractionandinhibitionofSARS-CoV-2bindingtotheACE2reWceptorfijfi.NatureCoinmuniealions202011R4541.仰11號HUBen吏GUOHua更ZHOUPeng京eial.CharacteristicsofSARS-CoV

15、-2andCOVID-19fijf.NatureReviewsMicrobiology更202建19院141-154.WRAPPI)互WANGNianshuangjCORBETTKSeial.Cryo-EMstructureofhe2019-nCoVspikeintheprefusionconformalionjS.Science袁2020袁36?淵6483冤院1260-1263.機3目MAZHARMAgKHANNAUHMEDSgetal.Chlorinationdisinfelctionby-productsinmunicipaldrinkingwater凱reviewfijl，JourJn

16、alofCleanerProduciion直2020彩73原123159.«14gSHANNONMAiBOHNPWIELIMELECHN值eial.NanoscienceandtechnologyMfi.UKSMacmillanPublishersLtd.2009337-346.阻15gJIHaodong克DUPenghuiftZlbODongyeftetal.2DIDgraphiticcalrbonnitride/tilanalenanolubesheterostruclureforefficientphoto郭catalysisofsulfamethazineundersolar

17、lightKCatalyticJfhotspots?&attheruti'e-anatase-titanateinterfaces削舌.AppliedCatalysisB：；.Environmental$20201263118357.響16暫熊兆銀袁劉文袁曹劍釗袁等.新冠肺炎疫情對醫(yī)院污水防控體系建設(shè)的影響及啟示咱J暫.土木與環(huán)境工程學(xué)報袁2020袁42湖6冤院134-142.用17青VONGUNTENU.OzonationofdrinkingwaterRPart1.OxidationkineticsandproductformationUS.WaterResearch克200

18、3克3717族1443-1467.陽18gJIHaodong克GONGYanyanDUANJunketaliDcgradationofpc:ro?leumhydrocarbonsinseawaterbysimulatedsurfacdlevelatmosphrfricozon戒ReactionkineticsandeffectofoildispersanltjftMarinePollutionBulWi儲2018航35原427-44011(1198GOMESJ袁MATOSAGMUREKMgetaLOzoneandphotocatalyticprocessesforpathogensremova

19、lfromwaterRAreviewlfijS.Catalyslts袁2019剿制策院46.lfl20§STANFORDBDgPISARENKOANgHOLBROOKRD$etalgPreoSzonationeffectsonthereductionofreverseosmosismembranefoul5inginwalerreuse曹雕OzonefiScience&Eng:neering$2011§33H5379-388贊丁蘭英.臭氧殺菌效果及影響因素ofiC費椅全國臭氧技術(shù)應(yīng)用研討與產(chǎn)品展示會論文集.北京院中國國際科技促進會襲2001院81-87.IS22S馮

20、遵成素趙可勝頁張希東袁等反臭氧對物體表面1BV冠狀病毒的殺滅效果的研究岫J麒中國海洋大學(xué)學(xué)報位日然科學(xué)版直2004更34淵6鬼院1045-1048援K123暫洪波株王品虹t(紀(jì)義國求等接臭紙對空氣中1BV冠狀病毒的殺滅效果的研究們骸青島海洋大學(xué)學(xué)報尻自然科學(xué)版京2003真33淵6簸861-864援<24XSCOTTMN虬ESHEREC.Effectofozoneonsurviva.andpenne?abilityofEscherichiacolijS.JournalofBacteriology就963麴5N35R567-576.<25|HAMELINC富CHUNGYS.Op:ima

21、lconditionsformutagenesisbyozoneinEscherichiacoliK12娜MutationResearch玄1974乾4淤淺271-279.#26普HUNTNK京MARIASBJ.KineticsofEscherichiacoliinactivationwithozone®J|.WaterResearch1997«3H6IK1355-1362.目27肖李洪敏京于瑩京齊濱泉等&臭氧對不同細(xì)菌殺滅效果比較新胃技中國消毒學(xué)雜志會2004京21渦2冤泓23-125技«28IFINCHGRMLACKEKrLABATIUKCW$etal

22、.ComparisonofGiardialanibliaandGiardiamuriscystinactivationbyozonefijf.AppliedandEnvironmentalMicrobiologytU993591蘊3674-3680.啟29暫RENNECKERJL袁MARINASBJ袁OWENSJHvtetal.InactivationofCryptosporidiumpan*umoocystswithozone蜥.WaterResearch京1999袁33淵11冤院2481-2488.fi30SWOLFC*VONGUNTEN以KOIINH.Kineticsofinactiva

23、tionofwaSterborneentericvirusesbyozone航8EnvironmentalScience&Tefchnology勉018就2洲4蒐院2170-2177#用31哲張珈敏直鄭從義再肖度富點等推臭氧水對SARS病毒的滅活效果觀察和齦中國消毒學(xué)雜志如004*21淵說修27-2醐«328張雪穎極淺述臭氧的滅菌效能用食品安全導(dǎo)刊直2019淵6冤院141-142接咱33暫冀豪棟袁齊娟始袁蝴茂盛袁等.納米技術(shù)在水中病毒滅活中的應(yīng)用院對新型冠狀病資SARS-CoV-2傳播阻斷的啟示響J哲.化學(xué)進展乾021抻0110.7536PC200205.I34SDRIEDG

24、ERAaSTAUBEhPINKERNELLUJetaLInactivationofcillussubtilissporesandfonnationofbromateduringozonation娜.WalerResearch克2001素35律12翳2950-2960.«35SMAGBANUABS屯SAVANTGTRLAXgetaLCombinedozoneandultraviolet:nac:ivationofEscherichiacoufijl.EnvironmentalLetters袁2006.41淵6冤I院1043-1055.用36暫WOLFERL袁STEWARTM就SCOTT

25、K戲ela攝InactivationofGiardiamurisandindicatororganismsseededinsurfacewatersulppliesbyPEROXONEandozoneEj啜EnvironmentalScience&Telchnology直1989直23潮赧744-745援|37gBURLESONGR/URRAYTM直POLLARDM.Inactivationofvilrusesandbacteriabyozoneftwithandwithoutsonicatio兩看.AppliledandEnvironmentalMicrobiology矣1975克2

26、913歌340-344.厘38*YUKuopinfillUANGYitingtYANGShangchunTheantifungaleffiJcacyofnanoSmetalssupportedTi(XandozoneontheresistantAsp!crgillusnigersporeJf.JournalofHazardousMaterials京2013費261艮155-162.曾39告KISTLTftALBRECHTCftENIOLM.HospitallaundrywastewaterdisinfectionwithcaialyiicphoioozonauoniJS.CleanKSoilA

27、irWaler宜2010袁36淵9冤院775-780.粗0暫MOREIRAN宜SOUSAJMftMACEDOG袁etal.PhotocatalyticozonaStionofurbanwastewaterandsurfacewaterusinginunobilizedTi02withLEDsMicropolluiantsianiibioticresistancegenesandesiro?genicactivityfljS.WaterResearchi201694R10-22.E41普MECHAACONYANGOMSOCIIIENGA/etal；SynergisticefflectofUV-v

28、isandsolarphotocatalyticozonationonthedegradationofphenolinmunicipalwastewaterAcomparativestudy町部JournalofCaulysi球20161341K116-125(E42giZADIFARDM直ACHARIG竟LANGFORDCHaetal.DegradationofsulfolaneusingactivatedpersulfatewithUVandUV-ozoneflJ?.WaterResearch彩017*325母325-331.電43號MERENY1G虬】NDJtNAUMOVSfetaLRe

29、actionofozonewithhy5drogenperoxide測peroxoneprocess冤院Arevisionofcurrentmechani郛Sticconceptsbasedonthermokineticandquantum-chcmicalconsiSderations引電EnvironmentalScience&Technology京2010克44孰9兢3505-3507.剖4gKANG.1WfellOF-EMANNMRKineticsandmechanismofthesonoSlyiicdestructionofmethyltert-butyetherbyultr

30、asonicirradiationinthepresenceo:ozoneWJ炸EnvironmentalScience&Technology/199832淞0策院3194-3199員麻15暫唐燕萍更范偉袁沈成利.新型冠狀病毒肺炎疫情期間臭飆.消毒機對病房床單位消毒效果觀察昭J哲.中國消毒學(xué)雜志袁2020袁37淵6冤院420-422.粗6§中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會.WS/T512要2016醫(yī)療機構(gòu)環(huán)境表面潔潔與消毒管理燃范響S罰.鋼7gCLAVOBaCORDOBAfLANUSERODRGUEZrESP/RRAGONEKe:al.Effectsofozonetreatm

31、entonpersonalprotectiveequipmel?ntcontaminaledwithSARS-CoV-21UMAn【iox：danl或2020玄9調(diào)1滴1222.用48營CHINAWH1CHUJTSgPERERAMRAgetal.StabilityofSARS-CoV-2indifferentenvironmemalconditions町胃.TheLancetMicSrobeft2020$l»lIKE10.E49旨BIVINSA吏GREAVESJ克FISCHERR§eial.PersistenceofSARS-CoV-2inwaterandwastewate

32、rfijf.EnvironmentalScience&Tech?no1ogy集2020吏7淵12冤扇937-942.電50gCHENYifeiftCHENLiangjunftDENGQiaolinggetal.ThepresenceofSARS-CoV-2RNAinthefecesofCOViD-19patient通臨Jour!nalofMedica.Virology必2020粉2林舫33-840.電51暫黃虞遠袁張思蕙袁周姐袁等.新型冠狀病毒在環(huán)境中的存活潛力和悠染風(fēng)險暫.疾病監(jiān)測袁2021袁36淵1冤院16-22.啟52胃MATSONMJtYlNDACKttSElFERTSNfte

33、tal.Effectofenviron!menialconditionsonSARS-CoV-2stabilityinhumannasalmucusandspuiui歌EmergingInfectiousDiseases沱020在26淘嫉2276-2278.£53§FEARSA6KL1MSTRAWBJDUPREXP知allComparativedySnamicaerosolefficienciesofthreeemergentcoronavirusesandtheunusualpersistenceofSARS-CoV-2inaerosolsuspensionsWj醪dRx

34、iv$2020$DOIK10.1101/2020.04.13.20063784.淵下轉(zhuǎn)第106頁冤效果袁對TDS濃縮倍數(shù)一般為7耀8倍袁濃縮后TDS質(zhì)量濃度超過170000mg/L袁最高可達236000mg/L遙因此經(jīng)ED濃縮后的濃水可直接進蒸發(fā)結(jié)晶段袁省去濃縮段袁具有顯著經(jīng)濟效益遙，淵2冤ED對濃鹽水中主要離子叩Na堯C1及SO,有不同的濃縮倍數(shù)袁其中C的濃縮倍數(shù)最高袁平均為10.34倍日SO,2-濃縮倍數(shù)最低竟平均為5.7倍更Na，濃縮倍數(shù)平均為8.56倍苣因此簫農(nóng)鹽水中離子種類會影響ED對鹽分的濃縮效果遙淵3冤ED對有機物有一定的濃縮作用袁基本為TDS濃縮倍數(shù)的一半曰對硅呈現(xiàn)野反向冶富集

35、特征遙因此袁ED在濃縮鹽分的過程中袁具有較好的抗污染能力遙將4策在本中試試驗中克ED脫鹽電耗為0.2610.34kg屯膜對鹽遷移量為430崔590g俅m窯i窸參考文獻童莉素郭森痣周學(xué)雙援煤化工廢水零掉放的制約性問題申J西茂化工環(huán)保曩2010盤30湄5策院371-375根司2皆崔粲粲素梁善京羅柔直等技現(xiàn)代煤化工含鹽廢水處理技術(shù)進展及對策建議即醇潔樣煤技術(shù)素2016散2淵6魅95T00費咱3暫徐升.焦化廢水濃鹽水減量蒸發(fā)技術(shù)的研究帽J哲.冶金動力袁2021淵1冤院54-58.用4杉王妍妍真吳英真楊洋真等核煤化工濃鹽水處理工程設(shè)計用J?接工業(yè)用水與廢水直2019更50農(nóng)僦74-76揍咱5哲張志東袁張

36、文博.煤制天然氣碎煤氣化高濃廢水零排放及分鹽結(jié)晶技術(shù)探索咱J哲.煤化工袁2019袁4?淵4冤院6-11.啟6碧金云巧關(guān)煤化工濃鹽水及結(jié)晶鹽處理技術(shù)探討國J瓣煤化工袁2016克44淵4皴18-21枝m王可輝童徐志潔素王飛克等長燃煤山廠脫硫廢水全膜法處理零排放中試試驗們齦掙水技術(shù)索2017直36漏簸86-90接時8曾吳愛華援管網(wǎng)式反滲透膜淵STRO籠在零排放項目中的設(shè)計與應(yīng)用響惜援凈水技術(shù)表2017R36淵2簸88-91技腕劉皓費正滲透膜技術(shù)處理高濃鹽水實驗特性研究電D吾艮呼和浩特位內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)袁2018技國10暫張軍農(nóng)郭有智極正滲透濃縮濃鹽水影響因素研究初探0惜版水處理技術(shù)袁2016素42制1

37、12-17枝別律尹婷婷頁侯紅娟長膜蒸飼處理焦化R0濃鹽水試驗研究審島長寶鋼技術(shù)立2016湄5瞬22-26松甫12西程方琳或劉宇堅克胡永健豆等類膜蒸捕技術(shù)處理R0濃水的研咒現(xiàn)狀與進展咀J醐廣東化工素2016酗3淞1就104T06搓舊13售田乘暉袁劉芷源袁李昱含.基丁野趨零排放冶的高鹽廢水電滲忻濃縮技術(shù)研究進阪咱J哲.環(huán)境工程學(xué)報袁2020袁14淵9冤院2394-2405.咀14暫陳玉姿袁項軍袁程鵬高袁等.脫硫廢水深度處理-電滲析濃縮規(guī)律研究咱J暫.膜科學(xué)與技術(shù)真2020袁仙淵5冤院85-91.電15留胡棟梁玄方亞平溫會濤屯等長電滲析和反滲透耦合深度處理制革高鹽廢水的研究們酵水處理技術(shù)直2017剖

38、3淵11般107-11康國16暫張影素馬學(xué)虎直蘭忠直等接電滲析濃縮模擬濃鹽水工藝的實驗研究用J皆履高校化學(xué)工程學(xué)報哀201，諺28洲5買辰951-956援啟17哲國家環(huán)境保護總局撥水和廢水監(jiān)測分析方法百悟搓4版茂北京院中國環(huán)境科學(xué)出版社直2002006-10注咱18暫李福勤袁朱故袁張引弓袁等.單價選擇性電漆析對高鹽廢水一/二價陰離子的分離咱J哲.工業(yè)水處理袁2021袁41淵9冤院56-59.昱要咱作者簡介暫黃海波閥1982要冤袁碩士袁工程師食注冊級建造師遙電話£tE&naig260513542!昭收稿日期暫2021-06-22淵修改稿冤源上接第8頁冤0

39、54盲DAIManman虬】1luananNANYanftetal.LongtermsurvivalofsalmonlatiachedSARSoV-2al4益asapoiemialsourceofwan!smissioninseafoodniarketsJ§.Bi<iRxiv2020KDOW.1011012020.09.06.281695.«55gFOLADOR!P更CUTRUPIFtSEGATAN知al.SARS-CoV-2fromfaecestowastewatertreatmentP.Whatdoweknow?/revieuJ?.Sci?enceoftheTot

40、alEnvironment京2020衰743打40444.的56暫楊書慧我吳頤杭袁屈雅靜袁等.病毒在無生命物體表面存活時間及其影響因素分析ifi揩按環(huán)境科學(xué)研究袁2020袁33都鼬1618T623.部57目BAYARRIBiiCRUZlALCALDEA京LOPEZKV1NENTNrcial.CanoxoneinactivateSARS-CoV-2?Areviewofmechanismsandper?fonnanceonviruses*眼JournalofHazardousMaterial$2021415R125658.«58gTIZAOU1C.OzoneEApotentialoxid

41、antforCOVID-19virusftSARS-CoV-2姚席Ozon成Science&Engineeringi2020E42潮歡378-38E用5通CRISCUOLOEMIOTTIRA吏FERRARESERgetal掠FastinactivaHtionofSARS-CoV-2byUV-Candozoneexposureondifferentma0terialstiJdEmergingMicrobes&Infections$202lfilOMlIR2062101«60SFERN/NDEZ5CUADROSMEMl.BAl.ADEJOJFLORINMJrPEINALO

42、RADiietal撒）zone*（成andSARS-CoV2院Physiologicalba野sesandtheirtherapeuticpossibilitiesaccordingtoCOVID-19evo5:uiionarySNComprehensiveClinicalMedicine克2020直2洲8鼎1094-1102技，度旻旻旻要府作者簡介g英豪棟2989要星*博士Elma響:haodongOpkueduc展通訊作者筑劉文豆博士素研究員京博士生導(dǎo)師苴ESmailJtwen.liui咱收稿日期哲2021-05-27淵修改稿冤更有效堯反應(yīng)時間更短且微生物再生率低遙此是病毒的遺傳物質(zhì)袁而其

43、結(jié)構(gòu)蛋白包括囊膜蛋白淵E冤堯膜蛋白淵冤堯核衣殼蛋白淵N冤和刺突蛋白淋冤4種組分袁起到保護病毒核酸和與宿主細(xì)胞結(jié)合的作用也網(wǎng)頁遙目前袁有研究表明新冠病毒的刺突蛋白會首先與人體細(xì)胞中的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2淵ACE2冤結(jié)合進而達到攻擊人體細(xì)胞的目的蝦潮i頁袁其中刺突蛋白1淵S1冤與ACE2結(jié)合的能力是SARS病毒淵SARS-CoV袁同屬冠狀病毒袁導(dǎo)致2003年SARS疫情冤的1（廣20倍袁這也是SARS-CoV-2相比于SARS-CoV傳染性高和致病性強的內(nèi)在原因也敏遙因此基于新冠病毒的結(jié)構(gòu)組成和致病原理袁阻斷其傳播致病的途徑主要有院淵1冤抑制和干擾SARS-CoV-2的刺突蛋白與人體細(xì)胞的結(jié)合路徑曰

44、淵2冤直接破壞SARS-CoV-2的刺突蛋白結(jié)構(gòu)袁使病毒無法與宿主細(xì)胞結(jié)合從而失去感染性曰淵3冤破壞SARS-CoV-2的核衣殼蛋白結(jié)構(gòu)袁進而使RNA失去保護而解體曰淵4冤破壞SARS-CoV-2的RNA鏈袁使病毒喪失繁殖能力遙目前而言袁切斷病毒在介質(zhì)中傳播的主要手段仍以氯制劑消毒堯紫外消毒和臭氧技術(shù)等傳統(tǒng)消毒為主遙其中傳統(tǒng)的氯制劑袁如廣泛使用的84消毒液袁主要是依旅次氯酸的氧化作用實現(xiàn)物體表面和環(huán)境的消毒遙雖然次氯酸能穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁袁破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)袁使細(xì)菌死亡袁但是對無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒的殺滅效果差袁因而存在消毒效率低和持續(xù)性差等缺點卵何:遙紫外消毒是通過破壞微生物的脫氧核糖核酸淵DNA冤和

45、核糖核酸淵R'A冤袁干擾其復(fù)制和轉(zhuǎn)錄袁從而達到滅活的日的袁該方法具有效率高堯不產(chǎn)生二次污染堯廣譜性的優(yōu)勢袁但是由于需額外提供紫外光源袁因而會受到能耗堯光利用率堯運行成本和維護成本的限制遙臭氧淵Q冤作為一種高反應(yīng)活性分子袁其氧化電位為2.07V昨克高于過氧化氫務(wù)二氧化氯為筑氣和高鎰酸根等氧化劑袁臭氧分子本身即具有強的氧化能力遙此外袁臭氧在水中也能轉(zhuǎn)化形成活性更高的活性氧物種淵R0S冤袁如羥基自由基雌DH袁氧化電位2.8V翳"演進而進行間接氧化作用it臭氧的直接和間接氧化不僅可以降解水中污染物也傾袁還可以消毒殺菌袁如臭氧及其衍化產(chǎn)生的自由基能夠滅活各種病原體袁如細(xì)菌堯原生動物堯真

46、菌和病毒等也嗣遙因而袁臭氧氧化及其協(xié)同技術(shù)在阻斷新冠病毒傳播和滅殺方面具有很好的應(yīng)用前景遙臭氧用作消毒劑袁相比于氯制劑外袁臭氧技術(shù)還可以提高下游工段的效率袁如能減較短的時間內(nèi)分解為氧氣袁因而次生環(huán)境問題相比于氯消毒技術(shù)來說大大降低遙但是當(dāng)前的臭氧技術(shù)也面臨多種多樣的問題袁如為了達到有效消毒常投加高臭氧劑量袁過量的臭氧雖然可以同時去除有機微污染物袁但也會腐蝕管道設(shè)備袁且與溶解的有機微污染物發(fā)生不完全氧化反應(yīng)會產(chǎn)生有毒有害的消毒副產(chǎn)物袁這一過程不僅增加了能耗袁還會帶來一定的環(huán)境健康風(fēng)險遙因而針對實際應(yīng)用袁優(yōu)化臭氧消毒技術(shù)及臭氧耦合消毒工藝的開發(fā)也成為了未來的重要發(fā)展方向遙筆者通過綜述臭氧及臭氧協(xié)同

47、技術(shù)在原生動物堯細(xì)菌和病毒等病原微生物滅活中的應(yīng)用袁并結(jié)合最新關(guān)于臭氧技術(shù)用于滅活新冠病毒SARS-CoV-2的研究袁深入探究臭氧對新冠病毒的滅活行為及機理袁提出此類技術(shù)的適用性及未來發(fā)展方向袁由此可為臭氧氧化技術(shù)應(yīng)用于新冠病毒滅活及其在不同媒介中的次生傳播阻斷提供參考遙1臭氧對不同病原體的滅活臭氧及其生成的二次氧化劑具有與多種細(xì)胞成分淵如細(xì)胞壁冤反應(yīng)的能力袁并能破壞DNA和RNA結(jié)構(gòu)袁從而臭氧消毒具有高效性遙近年來袁隨著化學(xué)法堯電解法和紫外法等臭氧發(fā)生方法的工業(yè)化進程的推進袁尤其是高壓電暈法的規(guī)模化成熟袁為臭氧的大規(guī)模合成及在消毒方面的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)造從1886年法國工程師B.A.DE.ME

48、RITENS首次將臭氧用于水中的殺菌開始袁到現(xiàn)在袁臭氧己廣泛應(yīng)用于飲用水堯空氣和物體表面的消毒遙此外袁針對作用介質(zhì)的不同袁不僅臭氧氣體可用于消毒殺菌袁臭氧水也可用于消毒岫頁遙臭氧作為消毒劑可以廣泛殺滅各種病原體和致病微生物袁包括細(xì)菌淵如大腸桿菌堯金黃色匍萄球菌等冤堯各類細(xì)胞芽如堯真菌以及病毒淵如肝炎病毒堯流感病毒堯諾如病毒和冠狀病毒等冤心頁遙臭氧消毒的作用機制包含了化學(xué)堯物理及生物多方面的共同作用袁其作用機理如圖1所示遙臭氧擴散到微生物膜或者蛋白外殼表面與病原體快速反應(yīng)袁從而氧化降解膜及外殼結(jié)構(gòu)袁導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)和殼內(nèi)基質(zhì)的流失遙另外袁穿透膜和外殼的臭氧及其生成的活性氧物種能進一步攻擊遺傳物質(zhì)DNA

49、或RNA物25貝遙總結(jié)臭氧及產(chǎn)生的ROS滅活機理院第M體M體DNAf£RAMl失活RK/ROSKM/Rosm埃攻擊D、A或RNA圖1臭氧法滅活機理Fig.1Inactivationmechanismofozone一袁直接作用于細(xì)胞膜袁致使細(xì)胞膜的通透性增加袁細(xì)胞質(zhì)反向滲透外流袁從而使細(xì)胞失活曰第二袁作用于某些微生物淵如細(xì)菌冤的酶袁主要機制在于能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部箭萄糖氧化酶袁使酶失活袁阻礙細(xì)菌的代謝曰第三袁攻擊遺傳物質(zhì)袁如I)NA或RNA袁使其失去遺傳轉(zhuǎn)錄功能遙在不同環(huán)境介質(zhì)中袁因為臭氧分解產(chǎn)生活性氧物種的差異袁主要作用物種有所差異袁如使用臭氧氣體在氣相中作用時袁以臭氧分子直接攻擊為主

50、袁而臭氧水作用于固相表面或液相中時袁臭氧分子和活性氧物種協(xié)同攻擊病原體遙臭氧殺滅細(xì)菌堯真菌等具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物或病原體袁是通過作用于細(xì)胞膜使細(xì)胞膜受損袁從而抑制其生長遙而殺滅無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒則是通過破壞外部結(jié)構(gòu)蛋白或者直接破壞其遺傳物質(zhì)來達到目的的遙用于評價臭氧等消毒劑消毒滅殺方法的常用指標(biāo)為CT值貌也叫濃時積克mg伽in/垮克其計算公式院CT=HCr袁其中T為消毒劑與病原體的接觸時間淵min冤袁源為消毒劑殘余質(zhì)量濃度淵mg/L冤遙CT值是一個廣泛用于評價消毒劑消毒效率的判斷指標(biāo)袁可用于檢查病原體或微生物對某種反應(yīng)物失活的敏感性遙CT值越小袁消毒劑的消毒能力就越強袁也即同樣條件下袁能達到一定

51、火菌率所需的時間越短遙臭氧用于水處理工藝中的消毒殺菌己經(jīng)有超過-個世紀(jì)的歷史袁其對各種病原體和微生物具有廣譜滅活的效果遙表1基于CT值或滅活率對比了臭氧對不同病原體的滅活效果遙表1臭氧對不同病原體的滅活效率對比Table1Comparisononinactivationefficiency況variouspalhogensbyozone病原體種屬CT值或滅活率實驗條件大腸桿蝴EscherichiacoliW細(xì)菌4.dpi0*mSnin/L641Xg/L金黃色葡萄球ftJflStaphylococcusaureus冤也”*細(xì)陶lOmin滅活率92%0.92mg/L大腸桿菌#Escherichia

52、co誠劍細(xì)菌10min滅活率95%0.92mg/L白色念珠菌Candidaalbicans?y7：細(xì)菌10min滅活率80%0.92mg/L結(jié)核桿幽淵Tuberclebacillus冤岫1細(xì)南10min滅活率94%0.92mg/L藍氏賈第鞭毛蟲HGiaidialainblia'原生動物0.65m函nin/L1102.52mg,，成22益鼠賈第鞭毛蟲IGiardiamurisX*®*原生動物0.24m航h】in/L0.62F.82mg/L$22益地子蟲Cryptosporidiumparvumj-*原生動物3.08m的nin/L0.362.2mg/U25益艾柯病毒KEchovi

53、rus8®1病毒1.9(?10'ni癰】lin/L4.106.66瀝nol,，'l鬼2益腺病莓|AdenovirusS1®病毒4.1P10'min/L4.10'6.66i&niol/L$22益柯薩奇病毒HCoxsackievir誠頌'病毒8.0P1Omnin/L4.L0'6.66&nol/Li22益冠狀病毒淵SARS-CoV冤也城冠狀病毒4min滅活率100%27.73mg/L袁19益支氣管炎病毒淵IBY冤6冠狀病毒40min滅活率100%20.3mg/n?總體上看袁臭氧滅活細(xì)菌和病毒比滅活原生動物有更好的效果

54、袁主要是由于細(xì)菌和病毒對臭氧的敏感性要高于原生動物遙臭氧及其分解產(chǎn)生的活性氧物種對不同病原體的滅活主要是通過前述的3種方式袁臭氧的首要目標(biāo)是破壞病原體的表面袁臭氧與細(xì)胞包膜中不飽和脂的雙鍵反應(yīng)導(dǎo)致微生物裂解袁進而使細(xì)胞成分和遺傳物質(zhì)泄漏袁原生動物堯細(xì)萌和病毒結(jié)構(gòu)的差異造成了三者對臭氧敏感性的差異畛跛袁尤其是原生動物體表有一層連續(xù)的界膜袁也即原生質(zhì)膜淵表膜冤袁是造成其對臭氧敏感性低的主要原因遙相比于對臭氧的敏感性袁病原體與臭氧的反應(yīng)動力學(xué)速率也決定了其被臭氧滅活的效率置N.K.HUNT等口"報道了大腸桿菌弟Escherichiacoli氛與臭氧反應(yīng)的動力學(xué)常數(shù)是抱子蟲Cryptospo

55、ridiumparvuml的幾千倍袁因而袁他們認(rèn)為在飲用水殺菌系統(tǒng)中抱子蟲更應(yīng)該被關(guān)注遙李洪敏等阪研究對比了臭氧對4種不同細(xì)菌的殺滅效果竟當(dāng)臭氧質(zhì)量濃度在0.92nig/L時克臭氧對培養(yǎng)基上的金黃色葡萄球菌湖Staphylococcusaureus疑大腸桿菌湖Escherichiacol凝白色念珠菌德ndidaalbicans冤堯結(jié)核桿菌浦Tuberclebacillus冤的滅活率分別達到了92%堯95%堯80%堯94%曰而以同樣的臭氧質(zhì)量濃度袁對空氣中的上述4種細(xì)菌經(jīng)過20min熏蒸袁滅活率分別達到93%堯93%堯90%96%袁證明臭氧滅活法對空氣中和物體表面的細(xì)菌均有很好的殺滅效果遙除對細(xì)

56、菌和原生動物能有效滅活外袁臭氧也能有效地滅殺病毒苣C.WOLF等挪研究了臭氧對艾柯病毒浦Echovirus贛腺病毒AdonovirusI和柯薩奇病毒;CoxsackicviruI的滅活動力學(xué)素對這3種病毒的滅活CT值分別達到了1.9肌0：彩.啊0翔.0舛（Tm箱iiin/U!2臭氧協(xié)同技術(shù)對病原體的滅活目前袁基于臭氧氧化技術(shù)的協(xié)同消毒方法主要集中于以下4個方面院紫外協(xié)同臭氧淵UV+O：傀堯過氧化氫協(xié)同臭氧淵H0+O,冤堯超聲協(xié)同臭氧及非均相催化協(xié)同臭氧技術(shù)遙單純的臭貌消毒會產(chǎn)生有害的消毒副產(chǎn)物混酸鹽袁因而會影響對病原體的滅殺效果袁A.DRIEDGER等跖通過控制反應(yīng)pH和臭氧濃度來抑制副產(chǎn)物的

57、產(chǎn)生遙此外袁單純臭氧法的殺菌消毒效率低而相對昂貴袁經(jīng)濟效益比低遙因此袁合理的臭氧輔助協(xié)同消毒系統(tǒng)日益受到關(guān)注遙表2對比了不同臭氧協(xié)同技術(shù)對典型病原體的滅活效果遙表2不同臭氧協(xié)同技術(shù)對病原體的滅活效果對比Table2Comparisononinactivationefficiencyofvariouspathogensbydifferentozonefessistedtechnology方法病原體種屬滅活效果實驗條件UV+臭氧g大腸桿菌Escherichiacolit細(xì)菌120s滅活率100%UV20W/戳臭氧0.46g/戳pH-71LO2+臭氧S鼠賈第鞭毛蟲IGiardiamurisS等細(xì)菌史

58、病毒*原生易物滅活效果8.01孵苑CT值5.4m而nin/L臭氧1.04.0mg/LW2O20'1.2nig/L超聲+臭組*大腸桿菌il般cherichiacol謖循脊隨炎病毒iWHO心肌炎病毒*細(xì)菌堯病毒火活率100%二級出水袁152.4enr'/h臭氧袁150W超聲功率EncephaloinyocarditisSP25TiO.負(fù)載Ag淵Cu堯宜如臭釵小黑曲霉菌*A.niger夏真菌k=0.4750.966h'1107ml.壤5m&'l.0吏2ingcm催化劑P25TiO>+UV+只沁”大腸桿菌由Escherichiacol說細(xì)菌k=0.507hg活率100%2.96mgcm2催化劑彩4WrO,5.80mg/hP25TQ+UVLED+臭氧灑大腸桿菌訐Escherichiacol源細(xì)菌堯滅活率100%10WUVLED親60mLmmO；1抗性基因淵ARGs冤抗性基因-11-1P25Ti0+Uy或太陽光+臭氧邱大腸桿菌拒scherichiacol凝細(xì)菌達到100$滅活率的時呷軸蹄¥膈200ml.Bcoliil59mLSalmon