低温等离子体可高效灭活生物气溶胶

本报讯 由北京大学环境科学与工程学院研究员要茂盛和该校工学院副教授张珏领导的合作小组在利用低温等离子体灭活生物气溶胶的研究上取得突破，相关成果日前在线发表于国际期刊《环境科学与技术》。
 
据介绍，生物气溶胶包括空气中的病毒、细菌、真菌等，它们的肆虐严重威胁着人类健康，例如2003年的SARS、2009年的H1N1流感等。此外, 国际上局部区域动荡不安，高致病微生物通过空气媒介作为大规模杀伤性武器的可能性日益升高。科学界一直致力于开发高效的生物气溶胶灭活技术，其中包括传统过滤膜、紫外线、热气流、微波辐射等方法，但在灭活效率上仍存在极大的挑战。
 
来自北京大学的研究人员利用自行设计的一种介质阻挡放电系统产生温度接近室温的低温等离子体（也称为第四态物质，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质），在数毫秒内实现了对空气中细菌、真菌的高效灭活（对某些细菌的杀菌效率高达七个数量级），在灭活时间上比其他技术低一个数量级，为保障空气的生物安全提供了技术支撑。
 
要茂盛等人发现，当含有不同种类细菌的空气通过低温等离子体发生系统时，绝大部分细菌被击成碎片，其中存活力很强的炭疽杆菌替代物枯草芽孢杆菌在数毫秒内也被灭活98%。生物气溶胶在低温等离子体中的暴露不但造成了活性的丧失，也致使其细胞壁和内部DNA的损伤。
 
此外，研究还表明，低温等离子体对化学污染物也具有很好的去除效率。这表明其在防范生物恐怖袭击、净化机动车尾气以及车站、医院等公共场所的灭菌消毒等方面有着很大的应用前景。
 
（宗华）