维普资讯 http://www.cqvip.com ・２２・ 洁净与空调技术ＣＣ＆ＡＣ ２００６年第３期 高效杀灭空调冷却塔中军团菌的方法一铜银离子法 山东建筑大学热能学院 张春阳 摘 要 介绍一种近几年来在欧美国家大量应用的高效杀灭空调冷却塔水中军团茵的方法一铜银离子法。介绍该法的 杀菌机理，国外的研究应用情况，给出了该方法在工程中的应用方法和在国内的应用前景。 关键词 铜银离子 冷却水 军团茵 空调 Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ Ｋｉｌｌ Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌｏｓｉｓ ｉｎ Ａｉｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｔｏｗｅｒｓ：Ｃｏｐｐｅｒ—Ｓ¨Ｖｅｒ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｂｙ ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎｙａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ－ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓ ａｎ ｈｉｇｈ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｋｉｌｌ Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌｏｓｉｓ ｉｎ ａｉｒ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ＵＳＡ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ Ｅｕｒｏｐｅａｎ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ｉｎ ｒｅｓｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｓｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｏｖｅｒｓｅａｓ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ－ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｗａｓ ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｃｏｐｐｅｒ・－ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌｏｓｉｓ Ａｉｒ・－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｈｅａｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉｎａｎ，Ｃｈｉｎａ 军团病是由嗜肺军团菌引起的一种感染性疾病。它的 症状类似于肺炎，表现为发冷、不适、肌痛、头晕、头痛， 并有烦躁、呼吸困难、胸痛。９０％以上的患者体温迅速上 针对军团菌的灭活越来越受到国内的重视。 目前，国内已建成并运行的工程中，基本还没有实施 针对空调冷却塔循环水中军团菌的消毒技术。下面介绍一 种在欧美国家广泛使用的杀灭冷却塔中军团菌的方法一铜 银离子法，该法在欧美国家已被用在冷却塔、游泳池以及 医院、办公楼的冷热水系统的水处理消毒中。 升，咳嗽并伴有粘痰。重症病人可发生肝功能变化及肾衰 竭。自１９７６年美国首次发现军团病以来，世界上许多国家 和地区都相继有该病的散发及爆发，其中多次爆发与空调 系统冷却塔有关。１９７６年在美国的第一次爆发致使１６２人 患病，其中７７人死亡；第二次大规模爆发发生于１９９９年 的荷兰花展上，造成１００多人染上病菌；第三次爆发出现 在墨尔本，２Ｏ００年５月，由于墨尔本水族馆管理上出现漏 洞，空调冷却塔未作卫生检查，导致澳大利亚爆发了该国 历史上最严重的一次军团病，患者达１０ｏ多人，其中死亡３ 人。１９９８年，我国首次报道了北京某写字楼因中央空调系 统军团菌污染导致军团病发生的事件【１１。 １ 铜银离子法消毒原理 １．１铜银离子法水消毒杀茵机理 铜银离子法水消毒就是根据铜离子和银离子的杀菌功 能，利用电解的方法，产生释放定量的铜离子和银离子来达 到杀菌的目的。铜银离子无色、无味、化学稳定性强、几 乎不受温度和时间的影响，在合适的ＰＨ值下可提供长时间 稳定的残留浓度来维持消毒效果，而且不产生有毒副产物。 铜银离子用于水的消毒在我国具有悠久的历史，例如 我国牧民地区，有用银碗盛奶的传统，在银碗内放置的奶 空调系统冷却塔的淤泥和藻类物，为军团菌的繁殖提 供了生存场所，而冷却水的循环及在冷却塔中的蒸发又为 军团菌的传播提供了途径。２０世纪８０年代，英国和日本就 曾对空调系统冷却塔中军团菌的污染做过调查，在英国军 团菌的污染率为５２．０％，日本为４４．１％阁。我国广州市在 ２ｏｏ３年对大型公共场所、地铁、医院等的空调冷却塔中军 不会变坏。２０世纪６ｏ年代末，美国宇航局的科学家首次研 制出了电解银离子发生器，用于阿波罗载人飞船宇航员饮 水和废水的消毒册。之后美英等国的工业界利用并发展了 团菌的污染调查显示，空调用冷却塔中军团菌的检出率在 ３５．７１％－５７．１４％之间，平均阳性率为４２．８６％四，这一结果， 与北京、上海等地的情况接近 。一旦冷却塔中军团菌达 到一定浓度，极易引起人群感染乃至爆发，引发严重的公 ☆张春阳，女，１９６６年生，实验师 ２５０ｏ１４济南市和平路４７号 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｃｙ＠ｓｄｊｚｕ．ｅｄｕ．ｃａ 收稿日期：２０ａｌ６－４—２１ 共卫生事件，因此，对于空调冷却水的消毒处理，特别是 维普资讯 http://www.cqvip.com 洁净与空调技术ＣＣ＆ＡＣ ２００６年第３期 ・２３・ 这一技术；制造了电解银离子发生器、铜离子发生器以及 铜银结合的铜银离子发生器。 国外研究者对铜银离子法的杀菌机理作了大量研究， 现在一般认为ＩＯｑ铜、银离子的杀菌功能是由于带正电的 铜、银离子和带负电的细菌细胞相结合，并穿透细胞壁与 细胞内特定部位的ＤＮＡ及ＲＮＡ结合，破坏了细菌细胞的 蛋白酶和呼吸酶，造成细菌细胞的溶解和死亡。 １．２铜银离子法杀灭冷却塔中军团茵的研究 英美等国的科学家对铜银离子法水处理技术杀灭冷热 水系统中的军团菌做了大量研究。有研究小组Ｉ 卅在实验 室和医院的热水系统中做＿『研究，在实验室，研究人员１８］ 分别研究了在单独的铜离子、银离子条件下及铜银离子相 结合的条件下对军团菌的灭活效果，结果显示，单独的铜 离子和银离子对军团菌都有灭活效果，单独使用时，铜离 子优于银离子，两者结合在一起具有明显的协同作用。研 究人员还在一所医院的热水系统做了研究，在两幢都检出 军团菌的建筑上，一幢安装电解铜银离子发生器，一幢仍 用常规水处理方法，试验发现当铜离子浓度大于０．４ｍｇ／Ｌ， 银离子浓度大于０．０４ｍｇ／Ｌ时，发生很强的灭活效果，而对 照建筑没有变化。试验证实电解产生０．４ｍｇ／Ｌ Ｃｕ“、 ０．０１ｍｇ／Ｌ Ａ 可有效杀灭军团菌。 美国亚利桑那大学Ｇｅｒｂａ教授等ＩＩＯｌ在电解铜银离子加 低氯的试验条件下，对军团菌、大肠杆菌、脊髓灰质炎病 毒的灭活效果做了试验研究，结果表明：在０．４ｍｇ／Ｌ Ｃｕ 、 ０．０４ｍｇ／Ｌ Ａ 加０．１—０．４ｍｇ／Ｌ自由氯的情况下，对３种病源 微生物都有很强的灭活效果，而单独自由氯在０．４ｍｇ／Ｌ的 条件下基本不起作用。 ２铜银离子法水处理技术在国外的应 用现状 英国卫生与安全执行委员会（ＨＳＥ）根据研究结果， 在大量实际数据的支持下，在１９９８年公布的ＨＳＧ（７ｏ）一 ＭＩＳ１５０《控制冷水和热水系统中军团菌》【ｌｌ】的技术指导性 文件中允许铜银离子法作为一种单独方法控制冷热水系统 的军团菌，并在２ｏ０１年１月４日颁布的《控制水系统中的 军团菌》㈣文件中对这一方法加以正式明确的肯定。 美国供热、制冷和空调协会（ＡＳＨＲＡＥ）在２０ｏ０年出 版的技术指导文件《降低建筑物水系统军团菌危害》㈣中， 也将铜银离子法水处理技术作为控制建筑物水系统中军团 菌的一种主要方法。 目前，英、美国家铜银离子法水处理技术在冷却循环 水、游泳池、喷泉、热水浴池、桑拿以及医院、宾馆、办公 楼、公寓的冷热水系统等公共用水系统中已得到广泛使用。 铜银离子发生器安装简单，可连接在冷却水循环管道 上，投加点可设在循环水泵的进口或出口。投加量一般为保 持水中的铜离子浓度≥０．４ｍｓ／Ｌ、银离子浓度≥０．０ｌｍｇ／Ｌ， 由于在水的循环过程中铜银离子的损耗较小且不分解（而其 它的化学消毒剂则不同，如氯，臭氧等化学性质不稳定，易 分解），因此在长期运行中只需向水中补充较少的量就可保 持足够的离子浓度，从而节省药剂费用。另外铜离子具有 较强的抑制藻类生长作用，可有效防止冷却塔中滋生藻类。 铜银离子发生器设在机房内，体积较小，不占空间， 投加简单，不需要引射水泵。设计人员只需按冷却水的用 量选择铜银离子发生器的铜银离子产量即可。 ３结论 由上可以看出，铜银离子法水消毒技术，可高效杀灭 水中的军团菌，且在水循环的过程中铜银离子不分解，在 长期运行中只需添加较少的量就可维持足够的浓度，该方 法特别适合于循环水特别是空调冷却循环水的杀菌处理。 目前我国的空调冷却循环水只采取了防腐及防垢的水处理 措施，大多未进行消毒处理，因此，存在着传染疾病的卫 生安全隐患，铜银离子发生器在国内已有生产厂家开发生 产，该消毒技术将在国内该领域发挥作用。 参考文献 １彭晓更，王小梅，黎新宇．北京市大饭店空调冷却 塔军团菌污染状况及消毒效果评价［Ｊ】．中国卫生检验杂志， ２００４，１４（２）：２３ １－２３２． ２吕永刚，贾晓滢．国内中央空调系统卫生现状分析 及其清洁与消毒技术［Ｊ】．制冷，２００５，２４（ｚ１）：４５－４８． ３冯文如，马林等．广州市公共场所空调冷却塔水中军 团菌污染状况调查［Ｊ】．华南预防医学，２００５，３１（３）：６０－６１． ４朱佩云，陈悦，沈健民等，上海部分地铁站空调冷 却塔水军团菌污染状况调查［Ｊ］．环境与职业医学，２００２， １９（５）：３ １３－３ １４． ５ Ａｌｂｒｉｇｈｔ Ｃ Ｆ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｌｌ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｓｔｅｒｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ａｐｏｌｌｏ ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｍ］．Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ：Ｍａｎｎｅｄ Ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｐａｃｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（ＮＡＳＡ）， １９６７，６７—２１５８． ６ Ｔｈｕｒｍａｎ Ｒ Ｂ．Ｇｅｒｂａ Ｃ Ｐ．１１１ｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎ ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ ａｎｄ Ｖｉｒｕｓｅｓ． ＣＲＣ Ｃｒｉｉｔｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｉｎ Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ】．１９８９，１８（４）： ２９５—３ １５． ７ Ｌｉｕ Ｚ．Ｓｔｏｕｔ Ｊ Ｅ，ＴｅｄｅＳＣＯ Ｌ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｒａｄｉｃａｔｉｎｇ ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｆｒｏｍ ａ ｈｏｓｐｉｔａｌ ｗａｔｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．Ｊ．Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．， １９９４，１６９（４）：９１９－９２２． ８ Ｌ．ｍ Ｙ Ｓ．Ｖｉｄｉｃ Ｒ Ｄ，Ｓｔ０ｕｔ Ｊ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｓ ｏｎ ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｐｈｉｌａ［Ｊ】．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，１９９６，３０（８）： １９０５—１９１３． ９ Ｌｉｕ Ｚ，Ｓｔｏｕｔ Ｊ Ｅ，Ｂｏｌｄｉｎ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｕｓｅ ｏｆ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・２４・ 洁净与空调技术ＣＣ＆ＡＣ ２００６年第３期 一Ｎ吕、星 ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ（ＨＳＥ）．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｅｇｉｏｎｅｌｌｏｓｉｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｌｅｇｉｏｎｎａｉｒｅｓ’ｄｉｓｅａｓｅ［Ｓ］． １２ Ｃ００２－２００１．Ｈｅａｌｔｈ＆ｓａｆｅｔｙ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｂａｃｔｅｒｉａ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ａｐｐｒｏｖｅｄ ｃｏｄｅ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ－ｓｉｌｖｅｒ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ：ａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｐｔｉｏｎ ｉｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ｈｏｕｓｉｎｇ ｌｏｗ ｒｉｓｋ ｎｉｄｉｖｉｄｕａｌｓ［Ｊ］．Ｃｌｉｎ Ｉｎｆｅｃｔ Ｄｉｓ，１９９８，２６（１）：１３８—１４０． １０ Ｋｕｔｚ Ｓ Ｍ，Ｇｅｒｂａ Ｃ Ｐ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ； ｓｉｌｖｅｒ ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔｓ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒａｃｔｉｃｅ＆ｇｕｉｄａｎｃｅ［Ｓ］． １３ ＡＳＨＲＡＥ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ １２－２０００，Ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｒｉｓｋ ｏｆ ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ＩＶ［Ｍ】．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ ａｔ Ｂｉｎｇｈａｍｔｏｎ．１９８８．３５ｌ一３６８． ｌｅｇｉｏｎｅｌｌｏｓｉｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｈｔ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｓ］． 口 １ｌ ＨＳ（Ｇ）７０－－ＭＩＳｌ５０—１９９８．Ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ￣－－４－－－－４－ （上接第２１页） 材料。 删 佥 犍 ｊ｛卜 匡 ／／ ４．３．２电致变色玻璃 电致变色玻璃是指通过外界电信号的变化连续可逆地 调节其光学性质，动态地调节太阳能的输入或输出，灵活 调节透光量，形成调光智能窗户。 槲 ● ● ／ ／ 艟 ：卦 ７ 电致变色玻璃由复合的多个镀覆层构成，其光学性能 可从高透过率连续地变化至低透过率，且只需很小的电压 差，即可触发其发生变化。产生电压差的时间越长，越多 的电致变色玻璃被转换，一直转换到最大或最小为止。电 致变色可与建筑能源管理系统相结合，使窗户玻璃透光情 况为预先设置的适用于不同情况的算法系统所控制。由此 看来，电致变色与光致变色、热致变色相比用于节能窗以 及提高用户的舒适性方面有更大的可能性。 不同类型的镀膜玻璃 图８镀膜玻璃窗一耗冷量 ４其他节能技术措施 ４．１采用玻璃贴膜 给玻璃贴膜也可有效地减少太阳辐射热、提高外窗遮 阳能力。优质的玻璃贴膜在夏天能阻隔约８０％的太阳能量， ５结论 经分析模拟结果可知，尽量将窗户布置成南北朝向； 选用传热系数低的窗户如尽量使用双玻窗和双层窗，建议 利用塑钢窗代替传统的钢窗；减少窗户的面积、合理控制 窗墙比；设置遮阳设施、选用镀膜玻璃都有利于节能。 还有一些其它的节能措施，如提高窗户的气密性、采 用玻璃贴膜等。开发新型节能玻璃也是一种改善窗户节能 的好措施。综合考虑窗户的各种节能技术措施定能取得良 好的节能效果。 参考文献 冬天能有助于保持屋内热量不散发，提高室内舒适度。不 过，玻璃贴膜的成本也较高，依其性能，每平方米玻璃面 积需１０ｏ元至２０ｏ余元不等。 ４．２提高窗户的气密性 有资料表明，房间换气次数由０．８ｈ 降到０．５ｈ一。建筑 物的耗冷可降低８％左右，因此设计中应采用密闭性良好的 门窗。通过改进门窗产品结构（如加装密封条），提高门窗 气密性。防止空气对流传热。加设密闭条是提高门窗气密 性的重要手段之一。 ４．３采用新型节能玻璃 １付祥钊．夏热冬冷地区建筑节能技术［Ｍ】．中国建筑 工业出版社，２００２． ４．３．１光致变色玻璃 光致变色玻璃是一种光致变色的非晶体材料，其特点 是经过可见光照射后，玻璃产生光的吸收，使颜色或透光 性发生变化，太阳光照强度越大，透过玻璃的阳光越少； ２钱以明．高层建筑空调与节能［Ｍ］．上海：同济大学 出版社，１９９０，４３６—４３７． ３北京建筑设计研究院．建筑设备专业设计技术措施 而当光照停止后，又能自动恢复到原始透明状态。在夏季 可起到很好的遮阳作用。目前这种玻璃已作为太阳眼睛使 用了多年，但由于技术上和经济上的一些原因，尚未在建 筑上应用。一旦这些问题得到解决，将是一种很好的节能 【Ｍ】．北京：中国建筑出版社，１９９８，９－１０． ４彦启森，赵庆珠．建筑热过程［Ｍ】．北京：中国建筑 出版社。１９８６，３０－３６． ５ Ｄｅｓｔ ２．０使用手册［ｚ】． 口