为什么消毒剂只能杀死99.9%的细菌？背后的科学原理
墨尔本：您是否曾经好奇过，为什么大多数消毒剂表明它们可以杀死99.9%或99.99%的细菌，但从未承诺能彻底消灭所有细菌？也许您在清洁厨房或浴室时曾有过这样的疑问。
在当今这个科学能够完成各种惊人成就的世界里，难道没有人发明一种100%有效的消毒剂吗？
要解答这个谜题，我们需要了解一些微生物学和数学的基础知识。
什么是消毒剂？
消毒剂是一种用于杀灭或使物体表面的细菌、病毒和其他微生物失活的物质。
在我们的家庭环境中，物体表面存在数以百万计的微生物。虽然大多数微生物无害（有些甚至对我们有益），但一小部分可能会让我们生病。尽管消毒可以通过物理手段如热处理或紫外线照射来实现，但通常我们所说的消毒剂是指使用化学物质来杀灭物体表面或物品上的微生物。化学消毒剂通常含有酒精、氯化合物和过氧化氢等活性成分，这些成分可以靶向不同微生物的关键组成部分，从而将其杀死。
微生物消除的数学原理
近年来，我们都熟悉了指数增长的概念，特别是在讨论COVID病例传播时。指数增长意味着数量以越来越快的速度增加，这可能导致某物的数量迅速爆炸式增长。例如，一个初始数量为100个的细菌群落每小时翻一番，24小时后细菌的数量将超过15亿。
相反，微生物的杀灭或失活动遵循对数衰减模式，这是指数增长的反面。在这种模式下，虽然微生物的数量随时间减少，但随着微生物数量变少，死亡率会逐渐变慢。例如，如果某种消毒剂每分钟杀死90%的细菌，那么一分钟后，只有10%的原始细菌会存活。再过一分钟，剩下的10%中又有10%（即原始数量的1%）会存活，依此类推。
由于这种对数衰减模式，无法声称能够100%杀死任何微生物种群。科学上只能表示能够将微生物负荷减少到初始数量的某个比例。这就是为什么大多数家用消毒剂声称它们能杀死99.9%的细菌。
洗手液和消毒湿巾等产品同样遵循这一原理，通常也声称能杀死99.9%的细菌。
实际应用中的复杂性
现实世界中的情况往往比实验室中更复杂。评估消毒剂去除表面微生物的效果时，还需要考虑其他因素。
其中一个因素是初始微生物种群的大小。也就是说，表面越脏，消毒剂需要付出的努力就越大。例如，如果一个表面或物品上最初只有100个微生物，并且使用消毒剂去除了99.9%，可以很有信心地说已经有效地清除了所有微生物（称为灭菌）。然而，如果初始微生物数量达到数百万或数十亿，即使减少了99.9%，仍然可能有数百万个微生物残留在表面上。
时间是一个决定微生物被有效杀死程度的关键因素。因此，让高污染表面接触消毒剂较长时间是确保更多微生物被杀死的方法之一。这也是为什么仔细查看许多常用家用消毒剂的标签时，通常会建议先涂抹产品，然后等待特定时间再擦拭干净。因此，使用产品时务必参考标签说明。
其他因素如温度、湿度和表面类型也会在实验室外影响消毒剂的效果。同样，现实世界中的微生物可能对消毒剂比实验室测试中的微生物更敏感或更不敏感。
消毒剂是感染控制的一部分
合理使用消毒剂在日常生活中起着重要作用，可以减少我们接触到病原体（导致疾病的微生物），从而降低患病的风险。
从科学角度来看，消毒剂不能证明100%有效，并不影响其在感染控制中的重要性。但是，使用消毒剂应始终与其他感染控制措施（如洗手）相结合，以降低感染风险。
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