铜、铝材料抑菌性能对比——以公交客车空调铜、铝翅片散热器为样本

Comparative Analysis on Antibacterial Capability of copper and aluminum fin on the evaporator of bus air-conditioning system QIAN Hai-lei, SHEN Chun-lin, YU Ying, JIN Qi-ang, SHI Ye-wen, ZHANG Li-jun, ZHANG Jiang-hua, GUO Chang-yi, XU Hui-hui*Shanghai Municipal Center for Disease Control and Prevention Shanghai 200336 Abstract: Objective To investigate the antibacterial capability of copper fin and aluminum fin on the evaporator ofbus air-conditioning system. Methods Air-samples from the carriage of buses and samples taken from the surface of evaporator were collected for microbiological examination while the air-conditioner was running. Air samples from parking areas were used as a control. Results The total bacterial counts and total fungal counts from the surface of copper fin were significantly lower than those of aluminum fin(ρ<0.05). Conclusion Copper used as a surface material possesses significantly antibacterial capability in comparison with aluminum.
Key words: bus air-conditioning, copper fin, aluminum fin, antibacterial capability

城市公交车已是人们上下班的主要代步工具,
据《上海交通报》报道,上海市民70%是以公交车为主要交通工具,人均每天待在车厢内的时间约为1.5个小时[1]。而广为使用的空调公交客车由于车厢空间狭小且相对密闭，通风排气效果差, 车内空气质量直接影响司机和乘客的身体健康[2]。有研究显示铜离子具有明显的抑菌作用，铜锌合金能抑制水中军团菌的生长[3]。铜离子可通过接触反应破坏微生物细胞膜，影响细胞膜的通透性从而达到抑菌效果[4]。目前已有公交客车公司购置了铜材料制作空调散热器的空调公交客车开展运营业务，但这种新型空调与传统铝翅片相比是否能抑制空调系统产生的微生物污染还不得而知。因此，本研究拟通过公交客车空调铜、铝翅片散热器抑菌性能的比对、
分析，初步探索不同金属材料对公交客车微生物污染的控制效果，验证铜材料应用在空调上的抑菌性能。

1.材料和方法
1.1研究对象
某巴士公司提供的装备铜翅片散热器空调的公交客车15辆，装备铝翅片散热器空调的公交客车10辆。上述25辆公交客车除空调散热器翅片所使用的材料不同外，各辆车的型号、运行路线、运载能力、停泊场所、空调安装的时间均相同。同时设定公交客车采样时停泊的停车场为对照点。

1.2仪器设备
D Y M 3 型空盒气压表、H M 3 4 型数字温湿度计、Model5000激光粉尘仪、Quicktake30六级微生物采样器。

1.3 研究方法
1.3.1采样频率和指标：在2010年5、7、9三个月每月连续5天对受试的25辆公交客车进行采样。采样指标为公交客车车厢空气的温度、湿度、气压、PM10、细菌总数、真菌总数，空调散热器翅片表面的细菌总数、真菌总数及溶血性链球菌。对照点空气的温度、湿度、气压、细菌总数、真菌总数。

1.3.2采样方法：
在空调运行稳定工况下（乘客离开后继续运转空调15分钟），于车厢中、后部各设置1个空气检测点，进行车厢空气温度、相对湿度、PM10、细菌总数、真菌总数指标的平行采样检测； 在车厢空气各项指标检测完毕后，关闭车辆空调系统，在进风口翅片表面进行2次空调散热器片表面细菌总数、真菌总数、溶血性链球菌的样本采集，每次的采样面积为25 cm2。对照点的采样方法与车厢空气的采样方法保持一致。

1.3.3统计方法：使用均值、中位数及上下四分位数对数据进行统计描述。运用方差检验、非参数检验的及Mann-Whitney U检验（两组独立样本比较）及Kruskal-Wallis H检验（多组独立样本比较）等统计检验方法比较不同材质空调散热器翅片条件下观察指标之间的差异。数据汇总及统计分析分别借助Excel 2007及SPSS 12.0软件完成。

2.结果
2.1 温度、湿度、可吸入颗粒物（PM10）由表1可见，无论何时，室外气温均显著高于车厢内气温。不同材质散热器公交车车厢内气温则无明显差异。7、9两月，室外湿度均显著低于车厢内湿度。不同材质散热器公交车车厢内湿度则无明显差异。25辆空调公交客车车厢空气中所测得的PM10浓度范围在0.001 mg/m3-0.130 mg/m3,均小于《公共交通工具卫生标准》（GB9673-1996）中0.25 mg/m3的限值。铜、铝散热器空调车之间PM10无明显差异。

2.2 铜、铝材料对车厢内空气中微生物浓度的影响由表2可见，随着时间的流逝，无论散热器翅片为何种材质，车厢空气中微生物的浓度均有显著上升的趋势，并有统计学意义（ρ<0.05）。5、7月份时，铜、铝翅片散热器空调公交客车之间车厢空气中微生物浓度并无明显差异，上升幅度也基本一致。9月份时，铜、铝翅片空调车车厢空气内细菌总数的差异虽无统计学意义（ρ＝0.056），但铜翅片空调车车厢空气内细菌总数上升幅度低于铝翅片空调车。而两者的真菌总数则没有统计学差异。

2.3 铜、铝材料对散热器翅片表面微生物浓度的影响
表3显示，随着时间的流逝，无论散热器翅片为何种材质，散热器翅片表面的真菌总数均有显著上升的趋势，并有统计学意义（ρ<0.05）。但铜翅片表面的细菌总数在经历5月至7月的上升后于9月呈现下降趋势，而铝翅片表面的细菌总数始终呈上升趋势，且趋势明显。5、7、9月份，铜材质的散热器翅片表面的微生物浓度均显著低于铝材质的散热器翅片，其差异有非常显著的统计学意义(ρ<0.05)。两种材质散热器翅片表面均未检测到溶血性链球菌。

3.讨论
随着公交客车的全面空调化，改善空调车厢内的空气质量成为当务之急。目前对空调公交客车卫生微生物学的研究较少，江思力等人[5]曾采用撞击式采样法对公交客车车厢空气中的细菌污染进行了调查，结果发现在微小气候基本相同及开启空调通风系统的条件下, 空调公共汽车内空气中菌落总数在不同乘客人数段差异有统计学意义(ρ<0.05) , 随着乘客人数的增加, 菌落总数平均浓度也增高,部分车辆的空气菌落总数超标。本研究的结果显示，开启空调后，无论铜、铝材质的空调，均能显著降低车厢空气的温度，达到空调致冷的效果，这表明空调运行正常。本次研究发现，空调车内空气中PM10的浓度很低，远小于《公共交通工具卫生标准》（GB9673-1996）中0.25mg/m3的限值，且铜、铝散热器空调车之间没有明显差异。铜、铝空调车之间的温度和湿度也没有明显差异。上述情况排除了车厢内微小气候条件本身对微生物污染水平的影响，使铜、铝之间的比较更为客观。

通过对车厢空气中微生物的浓度进行监测后发现，无论是研究早期（5月）、中期（7月）还是晚期（9月），室外空气中微生物浓度均显著高于空调车。随着空调车运营时间的积累，铜、铝翅片散热器空调车车厢空气中的微生物浓度均有明显上升的趋势。5月和7月铜翅片散热器空调车车厢空气中细菌总数和真菌总数水平与铝翅片散热器空调车相比均没有显著差异。而9月的监测结果显示，铜翅片散热器空调车车厢空气中细菌总数低于铝翅片散热器空调车，虽然差异仍无统计学意义（ρ＝0.056），但可发现铜翅片空调车车厢空气内细菌总数的上升幅度开始低于铝翅片空调车，真菌总数的变化趋势则没有差异。由于新车辆车厢使用时间不长，车厢空气中PM10的浓度低等情况表明微生物缺少合适的生长条件，可能导致铜、铝之间差异不明显。在本研究中，不同材质散热器翅片表面的微生物水平是值得关注的重点。铜需要和微生物接触才能发挥抑菌性能，因此铜、铝散热器翅片表面的微生物水平能直观地反映不同材质的抑菌效果。通过三个时间段的监测发现，随着空调运行时间的积累，铝翅片表面的微生物浓度显著上升，而铜翅片表面的细菌总数和真菌总数在5月至7月有较为明显上升后，9月时达到一个相对稳定，甚至细菌总数还略有下降的状态。从空调使用的早期阶段（5月）开始，铜翅片表面的微生物浓度就显著低于铝翅片，随着时间的流逝，铝翅片表面的细菌总数和真菌总数数量越来越大。而铜翅片表面的细菌总数、真菌总数增加的数量均显著低于铝翅片，差距不断增加。另外，7月至9月，铜翅片表面的细菌总数呈现出下降的趋势。上述结果表明，与铝相比，铜与微生物接触后能发挥明显的抑菌作用，显著抑制微生物在其表面的生存和繁殖。

有文献指出，新、旧空调车车厢空气质量有很大差异[1]。本次研究的空调车均为新车，空调安装后运行的累计时间不长，建议进一步的研究可以在车辆折旧一段时间后继续观察铜、铝散热器空调对车厢空气质量的影响。在一定条件下还可以尝试在公交车运营状态下进行研究。

参考文献：
[1]刘佩红，李攻科，吴宏海. 公交车厢内的空气污染及控制[J]. 环境监测管理与技术，2006，18（2）：42-43.
[2]江思力，朱继蕤，杨轶戬. 广州市公共汽车车厢内空气有机物污染状况调查[J]. 热带医学杂志，2006，6（11）：1189-1191.
[3]郭常义，阮素云，许慧慧，等. 高纯度铜锌合金颗粒抑制军团菌生长研究[J]. 中国公共卫生，2007，23（2）：214-216.
[4]沈成灵，李原芳，祁文静，等. 氧化亚铜纳米颗粒与金黄色葡萄球菌的相互作用[J]. 中国科学 B辑：化学，2008，38（12）：1100-1104.
[5]江思力，杨轶戬，周自严，等. 广州市空调公共汽车空气中细菌污染的调查[J]. 预防医学情报杂志，2009，25（7）：548-550.