Pourquoi avons-nous besoin de désinfecter notre air ambiant ?

L’épidémie de SRAS dans le monde en mars 2003 a augmenté le nombre de personnes sensiblent à la transmission des maladies respiratoires en milieu intérieur. Les preuves montrent que le SRAS pourrait survivre sur les gouttelettes respiratoires pendant plusieurs jours et que les personnes respirant de l’air contenant ces gouttelettes courront un risque élevé de contracter les maladies. Par conséquent, il existe un besoin d’une méthode de désinfection de l’air fiable et efficace pour décontaminer ces zones à haut risque.

Ozone pour désinfecter l'air ambiant

Technologies de désinfection de l’air

La méthode de désinfection de l’air la plus courante utilise le rayonnement ultraviolet (UV). Le rayonnement UV (UV-C) tue les bactéries et les virus en endommageant l’ADN / ARN des cellules des micro-organismes. Cependant, le rayonnement UV ne peut désinfecter que l’air à proximité des lampes car la lumière UV a une capacité de pénétration limitée. Dans le cas d’une pièce contaminée par le SRAS, la désinfection UV seule ne suffit pas pour nous fournir un environnement sans virus. Une autre méthode de nettoyage de l’air bien connue consiste à utiliser un filtre à air particulaire à haute efficacité (HEPA). Le filtre HEPA peut capturer des particules de taille inférieure à 0,3 microns, et ainsi des bactéries d’une taille supérieure à 0,3 microns pourraient être piégées dans le filtre. Bien que les filtres HEPA soient efficaces pour réduire les bactéries en suspension dans l’air, ils ne sont pas efficaces pour éliminer les virus, qui sont de taille nanométrique (10-9 m). De plus, l’air doit passer à travers le filtre pour qu’il soit nettoyé. Par conséquent, les filtres HEPA ne peuvent nettoyer que l’air situé à une courte distance de l’unité HEPA. Ces inconvénients font des filtres HEPA un candidat insatisfaisant pour la désinfection des zones contaminées par le SRAS. Des désinfectants chimiques peuvent également être utilisés pour la désinfection de l’air, généralement par moyens de vaporisation ou de pulvérisation.

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Cependant, ces désinfectants chimiques sont généralement difficiles à décomposer, laissant des résidus chimiques toxiques dangereux pour la santé humaine. L’ozone est un oxydant puissant bien connu qui pourrait tuer efficacement les micro-organismes. Les applications de l’ozone dans le traitement de l’eau et des eaux usées sont bien documentées et largement utilisées par la plupart des villes modernes. Bien que les études sur l’utilisation de l’ozone pour désinfecter l’air soient relativement limitées, les résultats expérimentaux indiquent que l’ozone pourrait également être un désinfectant efficace de l’air comme dans l’eau. Par exemple, Kowalski et al ont étudié les effets bactéricides des concentrations élevées d’ozone sur E. coli et S. aureus et ont conclu qu’un taux de mortalité de plus de 99,99% était atteint pour les deux espèces après l’ozonation. Outre le fort pouvoir oxydant de l’ozone, les propriétés de l’ozone en font également un désinfectant aérien idéal. Contrairement au rayonnement UV et au filtre HEPA, l’ozone est un gaz qui pourrait pénétrer dans tous les coins de la pièce et ainsi désinfecter efficacement toute la pièce. Comme l’ozone est instable, il est facilement reconverti en oxygène, ne laissant aucun ozone résiduel nocif après la désinfection. Bien que l’ozone soit un succès en tant que désinfectant aérien dans les expériences de laboratoire, son efficacité en situation réelle doit être étudiée plus avant. Dans cet article, l’efficacité de l’ozone dans la désinfection d’une salle de conférence sera évaluée et discutée.

Capacité de désinfection de l’ozone

L’ozone (O3) est un gaz instable comprenant trois atomes d’oxygène. Il est instable car le gaz se dégrade facilement pour retrouver son état stable, oxygène diatomique (O2) avec formation d’atomes d’oxygène libres ou de radicaux libres. Les atomes ou radicaux libres d’oxygène sont hautement réactifs et ils oxyderont presque tout (y compris les virus, les bactéries, les composés organiques et inorganiques) dans les contacts, faisant de l’ozone un désinfectant et un oxydant extrêmement puissant. En fait, l’ozone est un oxydant beaucoup plus puissant que les autres désinfectants courants tels que le chlore et l’hypochlorite. L’utilisation de chlore ou d’hypochlorite dans de nombreux pays a été considérablement réduite en raison de la possibilité de formation de sous-produits cancérigènes tels que les trihalométhanes (THM) pendant le processus de désinfection. En revanche, la désinfection de l’air à l’ozone ne produit aucun résidu nocif et tout l’ozone résiduel sera reconverti en oxygène en peu de temps. L’ozone est donc considéré comme un désinfectant respectueux de l’environnement. Compte tenu de sa résistance et de son efficacité supérieures en tant qu’oxydant et biocide, l’ozone devient l’une des technologies de traitement de l’eau dominantes en Europe et en Amérique. Mais son application dans la désinfection de l’air n’est pas aussi populaire que l’eau en raison des préoccupations concernant la toxicité de l’ozone. Ozone avec une concentration supérieure à 1 ppm a des effets néfastes sur la santé humaine et l’utilisation de l’ozone pour la désinfection de l’air n’est généralement pas recommandée en présence de personnes. Par conséquent, la désinfection de l’air à l’ozone doit être limitée aux pièces inoccupées uniquement.

Procédure de désinfection de l’air à l’ozone

Afin de tester l’efficacité de l’ozone pour réduire les bactéries en suspension dans l’air, une salle de conférence d’une superficie d’environ 12 m2 a été choisie pour les tests. Comme un niveau élevé d’ozone est nécessaire pour tuer les virus, les bactéries et les spores, le processus de désinfection a été effectué lorsque les humains, les animaux et les plantes ont été évacués. En fonction de la taille de la pièce, un générateur d’ozone (PIE Ozonation) avec une sortie de 2 g / h a été choisi. La capacité du générateur d’ozone choisi a la capacité de maintenir une concentration élevée d’ozone (0,5 – 5 ppm) à l’intérieur. Un ventilateur de circulation a été placé dans la pièce pour assurer une bonne répartition de l’ozone. Après avoir fermé toutes les fenêtres et portes, le générateur d’ozone a été mis en marche par un dispositif distant situé à l’extérieur pour commencer le processus d’ozonation. La concentration d’ozone a été surveillée à l’aide d’un capteur numérique d’ozone (Ecosensor). Différents niveaux d’ozone (0,5, 2,5 et 5 ppm) ont été testés pour déterminer la valeur optimale pour tuer autant de micro-organismes que possible. Après avoir éteint le générateur d’ozone, le niveau d’ozone a commencé à baisser car il subissait une auto-décomposition en oxygène. Pour des raisons de sécurité, personne ne doit entrer dans la pièce tant que le niveau d’ozone résiduel n’est pas inférieur à 0,02 ppm. En général, la concentration d’ozone tombe en dessous de 0,02 ppm en une heure après l’ozonation, par conséquent, les gens doivent attendre au moins une heure (après avoir éteint le générateur) avant d’entrer dans la pièce «ozonée».

Efficacité de l’ozone sur la réduction des bactéries en suspension dans l’air

Le nombre total de bactéries en suspension dans la salle de conférence a été mesuré avant et après chaque ozonation. La mesure a été réalisée en utilisant un échantillonneur à une étape Andersen N-6 avec de la Tryptone Soya Agar (Oxoid) dans une boîte de Pétri. 283 L d’air ont été prélevés pour chaque prélèvement. La boîte de Pétri a été incubée à 35 ° C pendant 48 heures avant le comptage.

Les résultats montrent que l’ozone est efficace pour réduire les bactéries en suspension dans l’air. À un niveau d’ozone plus élevé, l’effet désinfectant a augmenté. Plus de 90% des bactéries en suspension dans l’air pourraient être réduites à une concentration de 2,5 ppm. Une augmentation supplémentaire de la concentration d’ozone à 5 ppm n’est pas bénéfique pour le pourcentage de réduction des bactéries. Contrairement aux expériences de laboratoire menées par Kowalski et al qui pourraient éliminer 99,99% des bactéries en suspension dans l’air après ozonation, le meilleur pourcentage de réduction dans notre cas était d’environ 93% seulement. Un pourcentage d’élimination élevé n’a pas pu être atteint car la salle de conférence n’était pas étanche à 100%. Les portes doivent être ouvertes brièvement lors de chaque prélèvement d’air (pour placer une nouvelle boîte de gélose sur l’échantillonneur) et l’échange d’air de l’extérieur est inévitable.

Pour des raisons de sécurité, une concentration excessive d’ozone doit être évitée et la concentration d’ozone la plus faible susceptible de tuer la plupart des micro-organismes doit être choisie comme optimale. Dépend du niveau de contamination, un niveau d’ozone de 0,5 à 2,5 ppm est adéquat pour la désinfection de l’air.

Conclusion

Un environnement sain sans virus et sans poussière

Les données expérimentales montrent que l’ozone est efficace pour réduire les bactéries en suspension dans l’air des pièces inoccupées. Plus de 90% des bactéries en suspension dans l’air pourraient être réduites après l’ozonation. Comme les virus sont généralement plus sensibles à l’ozone que les bactéries, on pourrait supposer que tous les virus sont tués si un grand pourcentage de bactéries en suspension dans l’air est éliminé. L’ozone est un gaz qui a une bonne capacité de pénétration et un puissant pouvoir oxydant, donc son efficacité de désinfection est supérieure au rayonnement UV et au filtre HEPA. La désinfection à l’ozone étant effectuée uniquement dans une pièce inoccupée et tout l’ozone résiduel sera décomposé après le traitement, la toxicité de l’ozone pour l’homme n’est donc pas préoccupante. Compte tenu des avantages d’un fort pouvoir oxydant, d’une bonne capacité de pénétration et de l’absence de résidus nocifs après le traitement, il est recommandé d’utiliser l’ozone pour la désinfection des environnements contaminés par le SRAS.

Références

1. Gérard V. Sunnen, SARS and Ozone Therapy: Theoretical Considerations,
2. W. J. Kowalski, W. P. Bahnfleth, and T. S. Whittam, Ozone Sci. & Eng., 20, 205-221 (1998).
3. T. Masaoka; Y. Kubota, S. Namiuchi, T. Takubo, T. Ueda, H. Shibata, H. Nakamura, J. Yoshitake, T. Yamayoshi, H. Doi, T. Kamiki, Appl. & Environ. Microb., 43, 509-513 (1982).

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