客舱环境生态改善初探

灭菌技术、空气净化技术以及标准化建设空气品质评价体系等是列车室内空气品质友好性控制重要手段。致力于空气品质改善、客室空气舒适性提升的技术很多，总结、提炼这些技术是对轨道交通列车环境友好学理论的充实、完善。空气净化是指从空气中去除一种或多种污染物，实现这种功能的设备称为空气净化装置，或叫空气净化器。使用空气净化装置，是改善车厢内空气质量、提高车厢内空气品质的一种十分有效的方法。地铁车厢空气净化技术主要有负离子空气净化技术、高压静电吸附技术、光催化技术、紫外线消毒技术、光等离子空气净化技术、低温等离子技术等。

1.除毒灭菌技术及其应用

支撑灭菌技术的理论很多，其中等离子理论衍生出多种方法，是较为先进的热点技术。高能等离子技术灭菌净化装置中的等离子是电感和电容相耦合的技术。通过高压交变振荡模块，电子从原子中剥离出来分别形成正电荷和负电子，进入空气变成正负氧离子。

等离子是主动出击的空气净化方式（体外净化），扩散到空气里的等离子直接杀菌、除异味、除有机污染物，降低PM2.5，360°不留死角。依靠活性自由基杀菌，等离子能破坏病毒与细菌中的核酸、蛋白质，使其不能正常代谢生物合成而死亡；依靠化学键打开除异味、除TVOC等有机污染物；依靠沉降、不可吸入性降低PM2.5。等离子使空气当中的PM2.5颗粒物荷电，变成PM10，质量变大而沉降。另外，颗粒物变成PM10之后，人的鼻毛可以阻挡，可吸入颗粒物变成不可吸入颗粒物了。

2.负离子空气净化技术

负离子空气净化技术被医学界确认为具有杀灭病毒、细菌及净化空气的有效手段，具有灭菌、除尘的功能。

原理：负离子与空气中的细菌结合使细菌产生结构的改变或能量的转移，导致细菌死亡并沉降于地面，同时负离子可与空气中的颗粒物灰尘结合沉淀，达到除尘目的，从而起到杀菌和消除异味的作用。

特点：对空气净化效果较好，可以同时达到除尘、除菌的目的。在一些灰尘较多的场合，可以通过负离子空气净化技术除尘、除菌，以减少疾病传播感染。但是负离子空气净化技术会产生二次扬尘，造成二次污染，动态净化空气效果差。因此，其在空调系统中作用效果有限。

3.高压静电吸附技术

高压静电吸附技术是利用高压静电场吸附空气中的带电颗粒并将其电离的净化技术。

原理：被电离的空气离子在向电极快速移动的过程中撞击空气中的颗粒物尘埃粒子及菌体，使尘埃、菌体向电极移动，最终吸附在电极上，达到除尘、除菌的目的。静电技术产生的正离子或负离子是存在于大气中的一种自然物质，可用在有人的场合对空气进行动态连续的净化消毒。

特点：具有光谱的杀菌作用，其杀菌效果不受微生物种类影响，而是以菌尘粒径的大小作为杀菌效果的条件，最小能捕获到粒径为0.01μm的粒子。在除尘的同时能够达到除菌的目的，但不能直接杀死病毒和细菌。静电除菌和净化尘埃颗粒是一种被动的作用，对器物表面的细菌和微尘无能为力，其净化空气的效率有限。另外，还需定期清理，可用来进行动态消毒。

4.光催化技术

光催化技术利用具有光催化活性的半导体材料在光照下激发出的电子和空穴参与光化学反应，完成对有机气体和有害微生物的降解。

原理：由价带电子和导带构成的半导体TiO2光催化剂在紫外光的照射下，会在表面形成光致电子和空穴；电子和空穴会移到固体表面分别与其表面的溶解氧和水发生作用，生成具有高活性的活性羟基和超氧离子，活性羟基、超氧离子能够破坏细菌、病毒颗粒的RNA，达到杀灭细菌的目的；同时TiO2的光催化剂还可降解细菌释放出的有毒复合物，从而彻底杀灭细菌。(www.xing528.com)

特点：采用纳米技术，可提高其效率，但会产生甲醛、乙醛、丙酮等有机副产物；容易受到灰尘的影响，在没有灰尘去除系统的保护下将影响其实际功效，其杀菌效力的持久性、稳定性需经验证达到标准后方可使用。

5.紫外线消毒技术

紫外线空气消毒通常是利用波长为254nm的紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，达到杀菌消毒的效果。

原理：利用紫外线光子的能量破坏各种病毒、细菌以及其他致病体的DNA结构，从而使各种病毒、细菌以及其他病原体丧失复制繁殖能力或死亡，达到灭菌效果。

特点：实现条件较严格，既要辐射能量足够破坏微生物其化学键，又需确保微生物能吸收到足够的光能辐射；紫外线穿透力较差，并且在使用紫外线杀菌之前需要对紫外线灯管进行预热处理，更大的弊端是紫外线照射空气会产生臭氧对人体造成危害。

6.光等离子空气净化技术

光等离子空气净化技术利用具有高压电场电离空气，不同极性的离子破坏有害微生物细胞核，从而杀死微生物而对空气净化、消毒。

原理：宽频光子波发生管发出特定波段能量均衡的光（波长为100～300nm）；在特定的高分子材料制作的光催化媒介的催化下生成羟基自由基、气态过氧化氢、低浓度氧离子及大量的负离子。

特点：高效杀菌、快速氧化物质、降解微粒及各种有机物、分解各类有害有毒气体和各种异味，最终还原成水和二氧化碳。杀菌效果快速、无有害物残留，可在有人场合实现持续动态消毒净化。

7.低温等离子技术

低温等离子技术是通过低温等离子分解空气有害成分，除烟、脱臭、消毒、灭菌，实现清新空气。

原理：一些特殊的化学元素通过阻挡放电能形成一个宏观温度并不高，但电子温度可达到摄氏几万度的低温等离子体。

特点：低能耗，精准自控技术，人机共存模式；模块使用寿命50 000h以上；高温高湿环境正常使用；一体化封装设计，无高压泄露，无大电流电火花；净化全面、高效、环保，无二次污染，主动快速，杀菌彻底；无需维护保养。