JP2008022764A - 環境評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】空間中に浮遊する微生物の評価を、より高精度に実施することのできる環境評価方法を提供する。
【解決手段】隔離壁２により外部空間と隔離された評価室１内に、微生物を供給し、微生物を殺菌除去するための除去粒子を供給した後に、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法において、微生物の自然消滅を防ぐために、微生物として芽胞状態の芽胞形成菌、例えば古草菌を使用することを特徴とする環境評価方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、空間中の微生物に対する評価を行うための環境評価方法に関する。

近年、大気汚染問題や、様々な病原菌やウイルスの発生、アレルギー症患者の増大等により、空気環境改善への関心が日々高まっている。室内環境を快適にしたいという要望に応えるために、大気中に存在する微小物質、例えば、細菌、真菌、ウイルス等の微生物や有害化学物質等の微小物質を除去する技術および評価方法が提案されている。

従来、空気環境の改善方法としては、フィルターを使用した様々な空気中の粒子の除去方法が一般的であった。空気中の微小物質を物理的に捕集、除去することにより、空気浄化を行うものである。

また、近年はラジカルやイオンに代表される様々な空気浄化技術が注目されている。空気中に浮遊する微小物質を、変性や分解等の作用により、その有害性をなくす方法である。例えば、電離したイオン等の粒子を微生物に照射して殺菌処理する方法として、特許文献１には、空気清浄のための正負イオン発生技術および該技術の適用による大気中浮遊細菌の殺菌方法が示されている。

このような技術を用いた家電製品の開発においては、該製品の性能評価を正確に行うことにより、要求される空気浄化機能と低エネルギー化等を両立させた設計が可能になることから、空気環境の測定技術は商品開発において非常に重要なものとなっている。

たとえば、環境中にどの程度の有害物質が存在するかを検知、定量する方法として、特許文献２には、大気中の浮遊微小物質の測定装置および測定システムについての技術が示されている。

また、特許文献３においては、微生物の除去評価方法および装置を利用して、閉じられた空間において、浮遊物質に何らかの作用を施すことによる除去効果試験の定量的評価を効果的に行えることを提案している。
特開２００２−０９５７３１号公報 特開平１１−１４５１１号公報 特開２００４−１５９５０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、電離したイオン等の粒子による殺菌方法を示したもので、微小物質量の変化についての効果的な試験方法は具体的に示されていない。

また、特許文献２に記載の評価装置は、空間に浮遊する微小物質を捕集、検出する特徴はあるが、安定的に空間に浮遊可能な微小物質の種類については考慮していない。

また、特許文献３に記載の技術は、浮遊物質の除去評価を目的としているが、安定的に空間に浮遊可能な微生物の種類については考慮しておらず、さらに正確な評価が可能な評価装置が求められている。

そこで、本発明は上記に鑑み、空間中に浮遊する微小物質の除去評価をより高精度に行うことのできる環境評価方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給した後、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法であって、微生物の自然消滅を防ぐために、微生物に、芽胞状態の芽胞形成菌を使用することを特徴とする環境評価方法である。発明者らの検討の結果、芽胞形成菌の一般的な活動状態（栄養状態）や、大腸菌等のその他の微生物は、湿度の影響によって生菌浮遊数が大きく変化する。

そこで、芽胞形成菌に特殊な処理を施して芽胞状態とすることで、空気中に散布した場合の生菌浮遊数が湿度の影響を受けにくく、幅広い湿度で、長時間生きたまま浮遊させることができる。したがって、微生物の自然消滅（減衰）による影響を少なくすることができるため、より高精度な評価を行うことができる。

また、隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給し、微生物を除去するための除去粒子を供給した後に、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法において、微生物の自然消滅を防ぐために、微生物に、芽胞状態の芽胞形成菌を使用することを特徴とする環境評価方法とすることができる。この方法によると、評価室の内部空間において除去粒子を照射した後に微生物を採取してその測定を行うので、除去粒子を照射することによる微生物の除去能力を評価することができ、除去粒子を照射する各種の条件を定量的に評価することが可能である。

なお、芽胞形成菌としては、特に限定されるものではないが、枯草菌が好ましい。枯草菌は、人体に対する害が少なく、安全に試験を実施することができるという特徴がある。このため、例えば、空気清浄機による空中浮遊菌除去試験を６畳以上の室内の広い空間において、実施する場合においても、試験者が微生物にさらされる危険が無く安全に試験を行うことができる。更に、湿度の影響を受けにくいため、湿度制御を行うことなく、容易に再現性の優れた試験を実施することができる。

また、微生物の自然消滅を防ぐ別の手段として、評価室内の湿度を制御する方法がある。具体的には、隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給した後、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法であって、微生物の自然消滅を防ぐために、評価室内の湿度を制御することを特徴とする環境評価方法である。空気中の微生物量は湿度の影響を受けやすく、湿度を微生物に適した湿度に制御することで、長時間生きた状態で浮遊させることができる。したがって、微生物の自然消滅（減衰）による影響を少なくすることができるため、より高精度な評価を行うことができる。

さらにまた、隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給し、微生物を除去するための除去粒子を供給した後に、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法において、微生物の自然消滅を防ぐために、評価室内の湿度を制御することを特徴とする環境評価方法とすることができる。この方法によると、評価室の内部空間において除去粒子を照射した後に微生物を採取してその測定を行うので、除去粒子を照射することによる微生物の除去能力を評価することができ、除去粒子を照射する各種の条件を定量的に評価することが可能である。

湿度制御下で使用する微生物としては、特に限定されるものではないが、大腸菌を使用することができる。大腸菌は、比較的人体に与える害が少ないため、浮遊菌変化を評価する微生物として適している。しかし、試験時のバラツキが大きく、再現性の確保が大きな課題となっていた。発明者らが鋭意検討した結果、試験環境の湿度の影響で生菌数が大きく変化することが明らかになった。大腸菌は湿度が低い環境では、浮遊生菌の減少が速くなり、例えば空気清浄機で浮遊菌の除去能力を調べる場合、除去能力を評価するための空中浮遊時間を確保できないという問題があったが、湿度が高くなるように制御することで、空中浮遊時間を長くすることができ、除去能力を調べる時間が長くとれるという利点が得られる。また、湿度を制御することでバラツキが小さく再現性の優れた試験を行うことができる。

また、試験環境における相対湿度を４５％以上にするのが好ましい。図８に発明者らが、相対湿度と大腸菌の浮遊量の相関を調べた結果で、湿度を変化させて０〜６０分後の浮遊生菌数を調べた結果である。本図から明らかなように、相対湿度を４５％以上にすることで、大腸菌の浮遊量を多く保つことができる。

試験環境における湿度の調整を超音波式加湿器を使って調整することができる。加湿器は、一般的に水の加熱による蒸発によるものと、超音波で水にエネルギーを与え空気中に飛散させる方法、あるいは、両者を組み合わせたハイブリッド法がある。このうち、水を加熱する方式では、発明者らの検討の結果、菌の浮遊時間を長く保てないという欠点があることが分かった。

この水を加熱する方式では、高温になった水蒸気が空気中の微生物を殺菌する作用があるため、微生物量の減衰が速くなるものと推定される。一方、超音波による加湿方式においては、浮遊菌の減少が遅くなるため、微生物の浮遊試験に適している。超音波による加湿方式においては、高温の蒸気が発生することが無いため、微生物を殆ど殺菌することなく浮遊状態を保つことができると推定される。

なお、本発明において、微生物とは、細菌、真菌（カビを含む）、ウイルス及びアレルゲン物質（ダニを含む）等を含む概念で用いるものとする。また、微生物としては、人間にとって有害な物に限定されるものではなく有用なものも含む。また、除去処理の対象とする微生物を上記の群から選ばれた一または二以上の組み合わせとすることができる。これにより、各種の微生物について本発明による除去評価の対象とすることができる。

また、評価室の内部空間に微生物を供給するにあたり、微生物を分散させた溶液をミスト状にして噴霧して行うことができる。これにより、評価室内への微生物の供給が容易であり、微生物の除去処理を行い易い。そして、かかる微生物をミスト状にして噴霧した場合について、本発明による評価の対象にできる。

また、評価室の内部の空間に微生物を供給するに際して、評価室内に供給された微生物に対する下方から評価室の内部の空間を攪拌して行うことができる。これにより、評価室内に微生物を供給するにあたり、微生物の自重による自然沈降を防いで、除去粒子を照射することによる除去処理を有効に行うことができる。

また、微生物を除去するための除去粒子としては、空気中における放電、空気中における放射光照射、およびレナード効果のいずれかにより生成されるガスを用いることができる。さらに、除去粒子として、放射光、Ｘ線、ガンマ線、あるいは電磁波を用いることができる。さらに、また、除去粒子として正および／または負のイオンを用いることができる。

特に、微生物を殺菌処理するための特異な除去粒子として、正および負のイオンを用いたときの微生物を殺菌処理できる理由を、以下に述べる。

即ち、放電等の電離現象を大気中で起こして正イオンおよび負イオンを発生させると、正イオンとしてはＨ^＋（Ｈ_２Ｏ）ｎが、負イオンとしてはＯ_２ ⁻（Ｈ_２Ｏ）ｎが最も安定に生成する。

これらのイオンが生成されると、化学反応によって活性種である過酸化水素Ｈ_２Ｏ_２又はラジカル・ＯＨが生成される。このＨ_２Ｏ_２又はラジカル・ＯＨは極めて強力な活性を示すため、これにより空気中の浮遊微生物を殺菌処理し除去することができる。

また、微生物を殺菌処理するための粒子として正または負のイオンのどちらかが主体であるガスを用いることもできる。その場合、例えば、前記イオンの有する電荷による、微生物への電気作用が、微生物の細胞破壊あるいは表面蛋白質の破壊を行うことにより、殺菌作用を生じさせるという効果が生じ得る。

また、微生物を殺菌処理するための粒子として、オゾンまたはラジカルを用いることもできる。オゾンまたはラジカルは微生物に対する殺菌処理能力に優れており、微生物を有効に除去することができる。これらは、殺菌処理能力を発揮した後、オゾンは無害な酸素になり、残存することがなく、また、ラジカルは、浮遊微生物若しくは空気中の諸分子と結合し、不活性な物質に変化するため、時間経過とともに無害化され残存することがない。そして、かかるオゾンまたはラジカルにより微生物を殺菌処理する能力を評価することが可能になる。

また、微生物を殺菌処理するにあたり薬剤を用い、薬剤の粒子を照射して殺菌処理することもできる。薬剤を用いて殺菌処理すると、前記イオンやオゾンによる場合に比べ、その粒子の供給を簡易な装置で行うことができる。そして、かかる薬剤による微生物の除去能力を評価することが可能になる。

なお、特に、除去粒子として、荷電粒子、ラジカルまたは殺菌能力を有する粒子を用いた試験方法に好適に用いることができる。空気中に荷電粒子、ラジカルまたは殺菌能力を有する粒子を放出し、その効果を検証する試験においては、一般家庭用途を想定し、人体に害の無い範囲でこれらの粒子を空気中に放出し試験を行う試験が一般的である。従って、空気中の微生物のこれらの粒子による除去効果を調べるためには、比較的長時間での浮遊菌除去効果を調べる必要がある。この際に、長時間安定して微生物を浮遊させる必要があるため、上記方法が特に顕著に有効となり、空気中の荷電粒子、ラジカルまたは殺菌能力を有する粒子の評価に適している。

微生物の測定については、微生物の濃度測定が挙げられる。また、微生物の測定は、微生物の濃度測定、細胞感染率の測定、若しくはアレルギー反応の測定であり、これにより、微生物の除去評価を行うことができる。

また、採取された微生物を測定するにあたり、さらにその粒子の照射時間による経時変化を測定することもできる。これにより、微生物を殺菌処理する能力の時間の経過に対する定量的評価を行うことができる。

また、採取された微生物を測定するにあたり、除去粒子の濃度依存性を測定することもできる。これにより、微生物を殺菌処理する能力の、粒子濃度依存性に対する定量的評価を行うことができる。

また、前記評価方法にあたり、微生物による細胞培養、微生物による赤血球凝集反応、または微生物によるアレルギー反応を用いることができる。これにより、微生物の活性度あるいは濃度を評価することができる。

本発明によると、微生物の自然消滅を防ぎ、安定して浮遊させることが可能であり、除菌や脱臭等の環境評価試験を安定して行うことが可能になる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する

＜第１の実施形態＞
本環境評価装置は、評価室内を陰圧にして、評価室内に評価対象となる微生物を噴霧・撹拌して均一に浮遊させ、浮遊状態の微生物に除去粒子による処理をしたのちに、サンプリングして分析・評価する一連の機構を有するものである。

また、本環境評価方法は、微生物の自然消滅を防ぐために、微生物として芽胞状態の芽胞形成菌（枯草菌）を用いたことを特徴とするものである。

以下、さらに具体的な実施の形態を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。また、矢印は空気の流れを示すものである。

図１は第１の実施形態の環境評価装置の概略構成図、図２は第１の実施形態の環境評価装置の空気の流れを示す図である。図１及び図２に示すように、本環境評価装置は、隔離壁２により外部空間と隔離された評価室１と、評価室１内に微生物を供給する微小物質供給手段３と、評価室１内に微生物を殺菌除去するための除去粒子を供給する微小物質除去手段しての空気清浄装置４と、評価室１内の微生物を採取する微小物質採取手段５とを有し、微小物質採取手段に５より採取された微生物を測定して評価するものである。また、微小物質採取手段５の評価室１内への出し入れをするための出し入れ機構６を有する。

評価室１は、その四方が隔離壁２により外部空間と隔離され、後述の空気供給孔２１以外の部分は気密性の高いクリーンルームとなっている。評価室１の空間サイズは、約２０ｍ^３（図面寸法は内壁１０面）とされるが、サイズは限定されるものではない。また、一部に、使用者の出入り用の二重扉１ａが設けられる。また、評価室１の下方に撹拌ファン７が設けられている。撹拌ファン７は、その周囲に気流を形成して空間を撹拌することができ、微生物の自重による下方への自然沈降を防ぎ、空気清浄装置４より発生された除去粒子が有効に存在する領域に微生物をより浮遊させることができる。したがって、除去粒子による殺菌処理を有効に行うことができる。また、評価室１内には湿度を調整する第１の空気調和部として、超音波式の加湿器８が設置されている。また、殺菌灯９を装備し、室内の除菌が可能である。この殺菌灯９は、おもに、評価試験開始前における評価室１内の殺菌に用いられる。

隔離壁２は、内壁１０と外壁１１と、内壁１０及び外壁１１の間に形成された空気流通路１２とから構成されている。内壁１０及び外壁１１には、標準的な評価室１の壁面材料である焼付鋼板が採用される。なお、内壁１０のうち床面には塩ビ系床材料が使用される。室内は弱陰圧設計により、菌の外部への漏洩を防ぐ構造としており、生物試験としてレベル２の基準に合わせている。

外壁１１には、外部空間からの空気流通路１２へ空気を取り入れる空気取入口１３が設けられる。また、評価試験前後に換気を行うための換気口として、空気取入用換気口１４と、空気排出用換気口１５とが設けられる。この空気取入用換気口１４及び空気排出用換気口１５は、閉塞可能であり、評価試験中には閉じられている。

空気取入口１３及び空気取入用換気口１４には、ＨＥＰＡ/活性炭フィルターが設けられ、清浄化された空気を導入することができる。また、空気排出用換気口１５にもＨＥＰＡ/活性炭フィルターが設けられ、空気を清浄化した後に外部空間に排気することができる。なお、空気取入口１３及び空気排出口２２に設けられるフィルタはＨＥＰＡ/活性炭フィルタに限定されるものではなく、他の種類のフィルタを用いてもよい。

空気取入口１３には、空気供給管１６が接続される。空気供給管１６には、管内を開閉する弁１７と、流入量計測部１８と、温度を調整する第２の空気調和部としてのヒーター１９とが設けられる。流入量計測部１８は流量計であって、空気供給管１６を通過する空気量、すなわち流入量を制御部２０へ検知する。

ヒーター１９は、空気供給管１６を通る空気を適当な温度に調節する。調節された空気は、空気流通路１２を通って後述の各々の空気供給孔２１から評価室１内へ導入される。一般に、本実施形態のように浮遊させる物質が、菌を含む溶液粒子等の液体の場合、空気供給孔２１から導入する空気の温度を高温にするほど結露に起因する壁面への溶液粒子の付着を防止することができる。また、本実施形態では内壁１０自体を加熱できる構成としてもよい。

内壁１０には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、その床面を除くほぼ全面に多数の空気供給孔２１が設けられている。空気取入口１３から空気流通路１２を経た外部空間の空気が、これらの空気供給孔２１から評価室１内に流入できるようになっている。空気供給孔２１は、直径略０．１〜２ｃｍの細孔であり、かつ、隣接する孔間Ｗが孔の直径の略１〜３倍に設定される。このような構成とすることにより、評価室１内に向って通気される空気によって壁面全体が覆われ、また、各々の空気供給孔２１から通気される空気の一部は、最近傍の他の空気供給孔２１から通気される空気の一部と交差するようになる。本実施形態においては、孔の直径が略０．２ｍｍ、孔の間隔が０．４ｍｍに設定されている。

また、内壁１０には、評価室１内の空気を排出する空気排出口２２が設けられる。空気排出口２２には、排気管２３が接続され、排気管２３は、空気流通路１２及び外壁１１を貫通して、外部空間に開口する。排気管２３には、管内を開閉する弁２４と、排気量計測部２５と、評価室１内の空気を吸引し、内部を陰圧に保つための吸引手段としてのポンプ装置２６と、排気中微小物質採取手段としてのインピンジャー２７とが設けられる。

空気排出口１７から排出される排気はインピンジャー２７を経由し、フィルター等により清浄化されたのち外部空間に放出される構成となっている。各々の空気供給孔２１からの単位時間あたりの空気導入総量は、評価室１の容量に対して充分小さくなるように設計されているため、排気口１７からの排気風量も小さく、評価室１内の撹拌による気流に与える影響は極めて小さい。しかし、より高精度の試験条件を求められる場合においては、排気口１７からの排気量とインピンジャー２７に回収された菌数による補正が行われる。なお、インピンジャ−２７を省略してもよい。

排気量計測部２５は流量計であって、排気管２３を通過する空気量、すなわち評価室１から排出される排気量を把握し、これを制御部２０へ検知する。制御部２０は、検知される排気量に基づき、排気量が一定になるようにポンプ装置２６を制御する。

ここで、排気量は、微生物の評価試験において重要な要素となる。評価室１内からの空気の排気量が多いほど、それと共に排出される微生物の量も大きくなるためである。排気量の変動により、母体となる微生物の量が比較試験間で異なれば、正確な評価を行うことができない。そこで、排気量を一定とすれば、同一条件において評価できるため、より評価の精度を高めることができる。この方法によれば、微生物の減衰が差し引かれた値となるため、空気清浄装置４そのものの性能を測定することができる。

なお、上記実施形態において、制御部２０は、排気量が常時一定になるように制御する構成としたが、微生物除去を行わない場合の排気量の経時的な変化と、微生物除去を行う場合の排気量の経時的な変化とが同一になるように制御するようにしてもよい。両評価試験において同一の条件の下で行うことができる。

また、制御部２０は、排気量計測部２５からの排気量と、流入量計測部１８からの流入量との差から、評価室１における空気の流通が正常か否かを判定部において判定する。例えば、排気量が流入量よりも小さく、その差が所定値よりも大きい場合には、評価室１からの空気の漏れの発生が推測される。このような場合は、報知部２８により警告する。報知部２８は、モニター等の表示部への表示、音や光による報知が挙げられる。

微小物質供給手段として、微生物溶液を噴霧可能なネブライザー３（オムロン社製ＮＥ−Ｃ１６）を用いる。ネブライザー３は、エアーポンプ３ａを有し、エアーポンプ３ａによる圧縮空気により、ノズルから水溶液がおおよそ１〜１０μｍの粒子に変換され空間へ放出される。なお、充填可能な菌濃度およびその溶液量は任意に調節可能であり、微生物を含む溶液を充填溶液溜に充填することにより菌を液体状の微粒子として空間に放出することができる。

なおここで使用した微生物について説明する。

使用した微生物は、芽胞状態のバチルス属に属する枯草菌（こそうきん）である。枯草菌は、一般の自然界に存在する細菌であり、好気性のグラム陽性桿菌で、条件により芽胞（がほう）を形成する。

芽胞（がほう、spore）は、熱や薬品等への高い耐久性を示す細胞の構造である。通常の増殖する状態では、芽胞形成菌は栄養状態として芽胞は形成しないが、栄養状態の乏しい状態に置かれることにより、芽胞を形成し、極めて保存に適した状態に変化する。

枯草菌は一般的に、ヒトに対しては病原性は有しない。

次に、使用した枯草菌（芽胞）の作成方法について述べる。今回、元株となる枯草菌をＳＣＤ寒天培地上に塗布し、３７℃で約１週間培養する。このように長時間の培養により、寒天培地上の栄養分が枯渇し、枯草菌は芽胞に変化し、ゲル状態の膜となる。

この膜をヘラで剥がし、リン酸バッファ溶液を入れた試験管内で攪拌および遠心分離し、さらに９５℃の温度で５分の熱処理を行い、枯草菌芽胞のみを含む溶液を作成する。

また、微小物質除去手段としての空気清浄装置４は、空気中での放電を利用したイオンを用いる方式であって、正および負のイオンを放出し、イオンのエネルギーによる酸化能力により殺菌あるいは脱臭効果を実現するものである。

なお、本実施形態における放電電極では、正イオンとしてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍ、負イオンとしてＯ^2-（Ｈ₂Ｏ）ｎ（ｍ、ｎは自然数）を主たる成分として含むイオンを発生する。ただし、一般に放電電極から放出されるイオンは、放電条件として例えば放電電圧と電極構造を調整すること等により様々なイオンが放出されることが可能であることから、イオン種としてＨ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍだけでなく、たとえばＨ₂Ｏ⁺、Ｈ₃Ｏ⁺、Ｎ₂ ⁺、Ｏ₂ ⁺、ＣＯ₂ ⁺などを含んでもよい。また同様に上記イオンＯ^2-（Ｈ₂Ｏ）ｎだけでなく、たとえばＯＨ^-、Ｈ₂Ｏ^-、Ｏ₃ ^-、Ｏ₂ ^-、Ｎ₂ ^-、ＮＯ₂ ^-、ＮＯ₃ ^-、ＣＯ₂ ^-、ＣＯ₃ ^-などを含んでも、本試験技術に用いることができる。

浮遊菌を回収する微小物質採取手段としては、エアーサンプラー５（メルク社製ＭＡＳ−１００）を用いる。このエアーサンプラー５はアンダーセン方式と呼ばれる方式であり、図４の原理図に示すように、吸引した空気中の菌（あるいは粒子）を孔５ａに通過させ、培地５ｂ上へ叩きつけることにより、１μｍ以上の粒子であればほぼ１００％の回収を行うことができる。なお、培地５ｂ上に付着した菌は適度な温度環境（例えば３０℃）で保存することにより増殖し、おおよそ１日程でコロニーとして観測できる。

なお、観測された係数値は、１個の孔で複数の菌が通過し１個のコロニーとしてカウントされている場合があるため、予め作成された換算表によって補正される。
また、図５に示すように、エアーサンプラー５の評価室１内への出し入れ機構６が設けられる。出し入れ機構６は、直方体状のパスボックス２９と、パスボックス２９内と評価室１内の所定位置との間でエアサンプラー５を移動可能な移動手段３０とから構成される。

パスボックス２９は、隔離壁２を貫通して固定され、一方が評価室内に開口し、他方が外部空間に開口可能な容器体である。評価室側の開口３１及び外部空間側の開口３２には、開閉自在に閉塞する扉３１ａ、３２ａが設けられる。また、外部空間側の扉３２ａ及び評価室側の扉３１ａのうち、少なくとも評価室側の扉３１ａは、図示しないシリンダー等によって流体圧を制御することで自動的に開閉可能であり、その開閉が遠隔操作で行われる。

移動手段３０は、パスボックス２９と評価室１内の所定位置との間に設けられた誘導路としてのレール３３と、エアーサンプラ−５を載置し、レール３３に沿って移動する移動体３４とから構成される。

レール３３は、パスボックス２９の底面から評価室１の所定位置にまで達するように設けられ、評価室１の床面に複数本の脚３３ａで固定される。

移動体３４は、エアーサンプラー５の載置面となる載置台３５と、載置台３５の底面に設けられた車輪３６とからなる。車輪３６は、レール３３に嵌合され、レール３３に沿って移動可能である。また、載置台３５は、車輪３６を駆動する駆動部（図示せず）と、遠隔操作可能な受信部（図示せず）とを有し、車輪３６の駆動が遠隔制御される。遠隔操作により、エアーサンプラー５を載せた移動体３４をレール３３に沿って自由に前後移動させることができる。

なお、上記において、誘導路をレール３３としたが、レールの代わりにベルトコンベヤとしてもよい。ベルトコンベヤの場合、移動体３４には、車輪３６及び受信部を設ける必要はなく、ベルトコンベヤの回転駆動を制御することにより、移動体３４を移動可能とすることができる。

以上のような構成の環境評価装置を用いた試験手順としては、以下に説明する。

（１）試験準備
試験開始の前に、空気取入用換気口１４及び空気排出用換気口１５は動作させておき、室内に塵の少ない清浄な空気が満たされるようにしておく。

また、紫外線を発生する殺菌灯９により評価室１内部の壁面等をあらかじめ一定時間照射して消毒しておき、さらに、評価室１内に設けられた超音波式の加湿器８により、評価室１内の空気の湿度を調整しておくことが望ましい。

評価室１内の消毒が終了した後に、空気取入用換気口１４及び空気排出用換気口１５の運転と、殺菌灯９の運転を停止する。

（２）菌の噴霧
次に、ネブライザー３より評価室１内へ菌溶液を噴霧する。このとき、撹拌ファン７により、噴霧された菌が空間に拡散するように送風を行うものとする。また、噴霧時間は例えば１０分程度行う方法が選択できる。

この際、排気管２３の弁２４と空気供給管１６の弁１７とを開け、ポンプ装置２６により評価室１内の常時、ほぼ一定量の空気を吸引して排気することにより、ヒーター１９で温度調節された空気を空気取入口１３から取り入れる。空気取入口１３から取り入れられた空気は、空気流通路１２を通って内壁１０の空気供給孔２１から評価室１内へ流入し、内壁１０面の近傍に空気流を形成される。この空気流により、噴霧された菌が評価室１の内壁１０面に付着するのを防止できる。

このとき、評価室１への空気の流入及び排出は微量に設定される。具体的には、空気排出量を１０ｍ^３／時間に設定し、これを評価試験の間継続する。この制御は、制御部２０が、排気量計測部２５から検知される排気量信号に基づき、ポンプ装置２６を制御することにより行われる。また、制御部２０は、気圧計４０からの気圧データに基づき、評価室１内が室外よりも約１／１００００気圧分、若干の減圧となるように、空気供給管１６に設けられた弁１７を制御する。この方法により、評価室１内が弱陰圧に保たれるため、外部空間への浮遊菌の漏洩を防止できる。

また、制御部２０は、排気量計測部２５からの排気量と、流入量計測部１８からの流入量との差から、評価室１における空気の流通が正常か否かを判定部において判定し、異常である場合には報知部２８より警告する。具体的には、排気量が流入量よりも小さく、その差が所定値よりも大きい場合には、評価室１からの空気の漏れの発生が推測されるため、報知部２８により警告する。

（３）菌の回収
エアーサンプラー５を評価室１内へ移動させ、室内の浮遊菌を回収する。なお、浮遊菌の回収は１０分毎に１回行い、６０分間で合計７回行う。これにより、浮遊菌濃度の経時変化を測定するようにする。

回収方法について具体的には、パスボックス２９の外部空間側の扉３２ａを開けて、寒天培地５ｂを装着したエアーサンプラー５を移動体３４に載置し、外部空間側の扉３２ａを閉める。

そして、遠隔操作により評価室側の扉３１ａを開け、移動体３４を評価室１の所定位置にまで移動させる。評価室側の扉３１ａを閉める。次に、タイマー機能やリモコン操作により、エアーサンプラー５を稼動させ、評価室１内の浮遊菌を採取する。

また、エアーサンプラー５を取り出すには、遠隔操作により評価室側の扉３１ａを開け、移動体３４をパスボックス２９内まで移動させた後、評価室側の扉３１ａを閉める。そして、外部空間側の扉３２ａを開ければ、浮遊菌を回収したエアーサンプラー５を取り出すことができる。

（４）空気清浄装置４の駆動
空気清浄装置４を動作させる。これは、例えば菌の回収を最初に行う時間に空気清浄装置４の動作を開始する方法が選択可能である。空気清浄装置４から放出されるイオンは、菌と衝突・反応して除菌を行い、室内の浮遊菌を減少させることが可能である。

（５）終了
浮遊菌の回収が終わったら、空気清浄装置４を停止し、室内に清浄空気を入れ、浮遊菌を含む空気を外部へ排出するようにする。

以上のような構成によると、評価室１内に浮遊させた菌あるいは溶液粒子は、評価室１の壁との衝突付着が大幅に抑制され、浮遊させる濃度によらず、複数回試験によっても回収結果の統計的バラツキが小さい安定した試験を行うことが可能となる。

また、排気量を一定の維持しているので、排気による浮遊菌の減衰量のばらつきが無くなり、安定した試験データの取得が可能である。また、評価室１内を陰圧に設定することにより、室外への浮遊菌の漏洩を防止できる。さらにまた、空気の流入量を検知することにより、評価室１からの空気の漏れを判断することができ、より安全な環境評価装置とすることができる。

さらにまた、浮遊菌の回収については、出し入れ機構６を設けることにより、エアーサンプラ−５の交換のための人の出入りが不要となるので、安全性が高まるとともに、外部空間からの浮遊菌の侵入を防ぐことができるため、より評価の精度を高めることができる。

次に、本試験設備により得られた試験結果例を以下に示す。

［除去効果試験］
図６は枯草菌を浮遊させた２０ｍ^３評価室１の浮遊菌濃度を縦軸に選び、時間変化を示したものである。本試験結果では、イオン（除去粒子）を放出しない場合に比較して、イオンを放出した場合には、６０分後に約８３％の浮遊菌が除去されているが、同条件で複数回の試験によってもプロットの近似曲線の傾きにおいて、１０％以下のバラツキレベルに制御された安定した試験を行えることが確認されている。

［枯草菌の安定性試験］
枯草菌の芽胞状態のものと、栄養状態ものとを使用し、相対湿度を３２％に設定し、イオン（除去粒子）を放出しない状態での菌数変化を評価した。その評価結果を図７に示す。

図７においては、枯草菌（栄養状態）は、６０分後における減衰が約１００分の１以下であり、大きな減衰が見られている。一方、枯草菌（芽胞状態）においては、６０分後における減衰は１０分の１で、大きな減少は見られていない。枯草菌の芽胞は乾燥に強いため、相対湿度約３０％の低い湿度環境においても菌が死滅しにくく、このため生きた状態で長時間浮遊させることができているものと推定される。

このように、本発明による環境評価装置においては、枯草菌の芽胞を使用することにより、長時間菌を生きた状態で浮遊させることができる。したがって、湿度の影響によるバラツキを受けることなく、高精度な試験を実施することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、除菌方法としてイオンを用いているが、オゾン、プラズマ、ラジカルなど、様々な化学的物質も試験対象として選択することができる。また、微小物質として枯草菌を用いているが、その他の芽胞形成菌を用いて、評価することは可能である。

また、上記実施形態においては、評価室１の隔離壁２を、内壁７、外壁８及び空気流通路９から構成し、内壁７に複数の空気供給孔１０を設けた構成としたが、空気供給孔１０を設けない構成、すなわち、内壁７及び空気流通路９を省略し、単に外壁８のみからなる構成としてもよい。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態においては、微生物の自然消滅を防ぐために、微生物に芽胞状態の芽胞形成菌を用いたが、本実施形態においては、微生物の自然消滅を防ぐために、評価室１内の湿度を４５％以上に制御したことを特徴としたことを特徴とし、その他の基本的な構成は上記第１の実施形態と同様である。なお、微生物として大腸菌を使用している。

具体的には、評価室１内に設けられた超音波式の加湿器８を用いて、評価室１内の相対湿度を４５％以上となるように制御する。

図８は、相対湿度と大腸菌の浮遊量の相関を調べた結果であって、評価室１内の相対湿度を変化させ、０、１０、３０及び６０分後の浮遊生菌数を調べた結果である。なお、ＣＦＵとは、ｃｏｌｏｎｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔの略である。

図８から明らかなように、相対湿度を４５％以上にすることで、大腸菌の浮遊量をより多く保つことができる。

このように、本発明による浮遊微生物試験方法においては、湿度制御下で、大腸菌を散布し試験するため、長時間菌を生きた状態で浮遊させることができる。

なお、上記実施形態では、微生物として大腸菌を用いているが、その他の微生物を使用して評価することは可能である。

第１の実施形態の環境評価装置の概略構成図である。 第１の実施形態の環境評価装置の空気の流れを示す図である。 第１の実施形態の環境評価装置の評価室の隔離壁の構造を示した（ａ）断面図および（ｂ）内壁側から見た正面図である。 エアーサンプラー（メルク社製ＭＡＳ−１００）の原理図 第１の実施形態の環境評価装置のエアーサンプラーの出し入れ機構６の概略構成図である。 除去効果試験結果を示した図である。 枯草菌の安定性試験結果を示した図である。 湿度試験結果を示した図である。

符号の説明

１ 評価室
１ａ 二重扉
２ 隔離壁
３ ネブライザー
４ 空気清浄装置
５ エアーサンプラー
６ 出し入れ機構
８ 加湿器
１０ 内壁
１１ 外壁
１２ 空気流通路
１３ 空気取入口
１６ 空気供給管
１８ 流入量計測部
１９ ヒーター
２０ 制御部
２１ 空気供給孔
２２ 空気排出口
２３ 排気管
２５ 排気量計測部
２６ ポンプ装置
２７ インピンジャー
２８ 報知部
２９ パスボックス
３０ 移動手段
３３ レール
３４ 移動体

Claims (9)

1. 隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給した後、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法であって、前記微生物の自然消滅を防ぐために、前記微生物に、芽胞状態の芽胞形成菌を使用することを特徴とする環境評価方法。
2. 隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給し、微生物を除去するための除去粒子を供給した後に、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法であって、前記微生物の自然消滅を防ぐために、前記微生物に、芽胞形成菌を芽胞状態としたものを使用することを特徴とする環境評価方法。
3. 前記芽胞形成菌が枯草菌であることを特徴とする請求項１又は２記載の浮遊菌量の試験方法。
4. 隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給した後、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法であって、前記微生物の自然消滅を防ぐために、前記評価室内の湿度を制御することを特徴とする環境評価方法。
5. 隔離壁により外部空間と隔離された評価室内に、微生物を供給し、微生物を除去するための除去粒子を供給した後に、微生物を採取し、採取された微生物の測定を行う環境評価方法において、前記微生物の自然消滅を防ぐために、評価室内の湿度を制御することを特徴とする環境評価方法。
6. 前記微生物として、大腸菌を使用することを特徴とする請求項４又は５記載の環境評価方法。
7. 前記評価室内における相対湿度を４５％以上にしたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の環境評価方法。
8. 超音波式加湿器を用いて、前記評価室の湿度を調整することを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の環境評価方法。
9. 前記除去粒子として、荷電粒子、ラジカルまたは殺菌能力を有する粒子を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の環境評価方法。

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