簡易空氣加熱消毒方法來了！（王樂宇）

為何要用加熱消毒？

新型冠狀病毒肺炎已經成為當下全球最大的公共健康危機。其病毒有傳染性強（15秒無防護接觸即可傳染，眼睛可以傳染，平均一個患者傳染三到五人），傳染方式多樣（空氣，氣溶膠，糞口），潛伏期長（14日，個別可達24日），病程初期症狀多樣但無特異性症狀（幹咳，腹瀉，低熱，疲乏，或者無症狀），診斷困難（試劑和CT都無法單次檢驗確診），潛伏期患者有傳染性，危重病人致死率高，無特效藥等特性。令人防不勝防，談虎色變。一旦新型冠狀病毒肺炎在一個地區流行性爆發，公共衛生資源往往無法及時收納所有患者和感染者。居家隔離和集中隔離雖然可以抑製疫情向區域外擴散但隔離範圍內無法徹底區分健康人和患者，健康人感染風險任然很大。

在隔離範圍內口罩作為基本防護是有用的但是也有其不足。其一，醫用防護服，N95口罩和護目鏡可以做到阻斷傳染，但是由於成本的原因不可能配備所以隔離人員24小時使用。一般民眾也不具備正確使用這些防護器材的知識。不正確使用一樣會感染。其二，普通醫用口罩在隔離密閉空間中效果有限，患者會不斷通過呼吸釋放病毒，環境中的病毒濃度會不斷上升。新型冠狀病毒在體外存活時間又較長。在如此高濃度的病毒環境中，普通口罩很難保證過濾效果。在穿脫口罩和就餐過程中高濃度的病毒也會造成感染。這就是為什麽經常新型冠狀病毒經常一感染就是一家人的原因，不是他們沒有帶口罩防護，而是在密閉空間內普通外科口罩防護效果有限。

補足口罩的不足關鍵問題是如何降低密閉空間內的病毒濃度。方法有三種：

1.HEPA13級以上空氣淨化器。冠狀病病毒直徑約為0.12微米，剛好在HEPA 13級設計的0.1微米範圍內。但是中國國內主流空氣淨化器是過濾PM 2.5（2.5微米）的，無法過濾新型冠狀病毒。美國主流空氣淨化器是HEPA級的是過濾花粉和細菌的，也無法過濾新型冠狀病毒。如果在密閉空間內使用這種低等級淨化器反而會造成病毒的均勻擴散，加大被感染機會。HEPA 13級空氣淨化器的濾芯就像一個大的N95口罩，也是要定時更換的。N95四小時換一個。如果針對過濾新型冠狀病毒，空氣淨化器多長時間換濾芯還不好說，兩個月一換是針對普通使用情況的不是針對病毒的。換濾芯時也必須全部防護否則會造成病毒的二次擴散。如果濾芯沒有更換或者濾芯質量有問題，使用空氣淨化器反而會加大被感染的概率。

2. 紫外光。紫外光燈可以破壞病毒的遺傳物質 造成病毒失去生物活性。需要注意的是：必須選擇 UVC波段（~265納米）的紫外燈，別的波段殺菌效果不好。UVC波段紫外燈不能直接或間接照射皮膚或眼睛，否則會致癌。UVC波段的紫外燈會電離空氣產生臭氧，臭氧是一種室內空氣汙染物，會刺激呼吸係統所以必須通風。紫外燈必須持續照射十分鍾以上才能滅活細菌病毒，對於SARS 病毒要60分鍾1。總的來說這種方式不大適用。

3. 加熱：市麵上以這種原理殺滅細菌病毒的淨化器有但是較少。細菌病毒都可以通過加熱滅活，一般研究的都是較低溫度下長時間的活性，大概的意思是研究70攝氏度到120攝氏度範圍內病毒存活時間。其中較耐熱的小兒麻痹poliovirus 病毒120攝氏度下可以存活20秒.在飛沫中的H1N1病毒在110攝氏度可存活1秒.

為了避免討論新型冠狀病毒的滅活溫度。我們設定病毒滅活的最低溫度在200攝氏度，理想狀態下250攝氏度，筆者假設在這個溫度新型冠狀病毒可以瞬時滅活。如果溫度還需提高，從原理上這個裝置也沒問題。

簡易空氣加熱消毒方法

我們利用家庭爐灶作為熱源，將一截黃銅管子盤好放在爐灶上（銅管外徑6.35 毫米, 長度609毫米）。銅管的一端接一個魚缸用氣泵（流量每分鍾60升，壓力0.02 兆帕）往裏吹氣。用溫度計測量銅管出口氣體溫度可以持續達到200-250攝氏度。氣泵的進氣口接塑料管子（9.525 mm 內徑，3米長）通到傳染病人口鼻附近。理想情況下，病人呼出的空氣中的病毒經過200-250攝氏度的高溫就不能傳染別人了。圖中氣泵和爐灶開啟時溫度計探針處的氣體溫度可以持續達到 217攝氏度。

 

實際使用中，銅管子上麵要放一口加了水的鍋。 用處有三：

1.水100攝氏度蒸發，可以避免銅管子過熱。

2.鍋底和銅管之間可以形成一個半閉合的區域，有利於加熱。

3.水麵有白色的水汽時，銅管子出口就達到200攝氏度了，沒有溫度計時可以作為指示。要把銅管盤成兩層，進氣口接上層，出氣口在下層。因為下層直接接爐子，溫度較高。上層溫度低， 要先讓冷空氣在上層加熱，加熱後再到下層繼續加熱，這樣出口氣體溫度高。

氣泵進氣口的塑料管子接一個塑料漏鬥。放到患者口鼻附近。患者呼出的汙染的空氣經漏鬥，塑料管被抽到泵中再經過在銅管中200攝氏度的加熱其中病毒可以滅活。這個裝置的進氣口也可以連接正規的醫用氧氣麵罩作為患者呼出廢氣的處理裝置。筆者正在設計連接機構但還未完成。從開動爐子到銅管出口處排出的200攝氏度的熱空氣大概需要五分鍾。

實驗中出口空氣溫度最高可超過 250攝氏度。盡管理論上其中的病毒已經滅活，但為了保險起見，建議這個廢氣通管子排放到室外。如果沒有條件，也可以把管子通到一個裝了84消毒水的盆裏。讓消毒液再處理一遍空氣。或者直接把管子通到放在管子上的鍋裏已經沸騰的水中。讓濕熱的水蒸氣再殺滅病毒一次。也可以把銅管出口通到一個空的暖水瓶底端。讓處理過的高溫空氣盡量保溫一段時間再排到空氣中。實際使用中可以使用更大的氣泵或更長的管道來增加空氣處理效率。計算表明家用爐灶的功率是足夠的。使用中最好配合溫度計以便保證排氣溫度大於200 攝氏度。

這個銅管子大概15美元，氣泵40美元，溫度計大約28美元，塑料管子6美元，漏洞1美元。鍋和爐子誰家都有。這是一種應急情況下簡易空氣處理消毒手段。設計的初衷是作為口罩防護的補充而不是替代。所以請配合口罩使用。本文隻提供一個原理模型供有興趣的人參考，筆者並未臨床使用過這套設備，使用者必須自己判斷這個方案的可行性和對自己的安全和健康負責。筆者不對使用這套設備的有效性和安全性付任何責任。筆者也呼籲有條件的實驗室利用類似原理開展受新型冠狀病毒汙染空氣的巴氏消毒法的研究。

筆者感謝王大壯先生對我的啟發和協助。他的建議對實驗成功起到了關鍵性的作用。

王樂宇

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閻老師：我是George Mason大學, College of Scinece, Center for Collision Safety and Anlaysis 的王樂宇。請問短時高溫（200 攝氏度）可以殺滅冠狀病毒嗎？病毒滅活如果要瞬時，需要多少溫度？如果隻能達到200攝氏度，需要多少時間? 我設計了一個簡易空氣消毒裝置，請您提提意見。把一截銅管放在家用爐子上加熱，用一個氣泵（流量950Gallon/hour）往裏吹氣。用溫度計測量銅管出口氣體溫度可以持續達到200-220攝氏度。氣泵的進氣口接管子通道傳染病人口鼻附近。理想情況下，病人呼出的帶病毒空氣經過200攝氏度的高溫就不能傳染別人了。這個銅管子大概15美元，氣泵40美元，爐子誰家都有。這是一種緊急情況下低成本的空氣處理消毒手段。家用空氣淨化器濾芯（HEPA）到不了過濾病毒的程度。如果您覺得原理還可行，我準備放到網上供需要人士參考。就當為防疫做點貢獻了。

潤濤閻：這溫度殺死冠狀病毒無懸念。

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