چرا ضدعفونی‌کننده‌ها ۹۹.۹ درصد میکروب‌ها را می‌کشند، نه ۱۰۰ درصد؟
1
آیا تا به حال هنگام تمیز کردن خانه به این فکر کرده‌اید که چرا ضدعفونی‌کننده‌ها وعده کشتن ۹۹.۹ درصد از میکروب‌ها را می‌دهند، نه ۱۰۰ درصد؟ در دنیایی که علم به دستاوردهای خارق‌العاده‌ای رسیده، چرا هنوز کسی نتوانسته ضدعفونی‌کننده‌ای بسازد که همه میکروب‌ها را از بین ببرد؟
حسن ولی در گزارشی برای The Conservation توضیح می‌دهد که پاسخ این سوال در ترکیب جذاب میکروبیولوژی و ریاضیات نهفته است.
ضدعفونی‌کننده چیست؟
ضدعفونی‌کننده‌ها موادی هستند که برای کشتن یا غیرفعال کردن باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروب‌ها روی سطوح بی‌جان طراحی شده‌اند.
خانه‌های ما پر از میلیون‌ها میکروب است. اگرچه ممکن است این موضوع ترسناک به نظر برسد، اکثر میکروب‌ها بی‌ضرر و حتی مفید هستند. با این حال، درصد کمی از آن‌ها می‌توانند بیماری‌زا باشند، و همین امر ضدعفونی‌کننده‌ها را به ابزاری ضروری برای کاهش خطرات میکروبی تبدیل می‌کند.
مواد شیمیایی موجود در ضدعفونی‌کننده‌ها، مانند الکل، کلر یا پراکسید هیدروژن، با هدف قرار دادن اجزای حیاتی میکروب‌ها آن‌ها را از بین می‌برند یا غیرفعال می‌کنند.
اگرچه روش‌های فیزیکی مانند نور UV یا حرارت نیز می‌توانند ضدعفونی کنند، اما در خانه معمولاً از مواد شیمیایی استفاده می‌شود.
چرا ضدعفونی‌کننده‌ها ۱۰۰ درصد میکروب‌ها را نمی‌کشند؟
برای درک این موضوع باید ریاضیات مرتبط با کاهش میکروبی را بررسی کنیم.
رشد جمعیت میکروبی به صورت تصاعدی است. برای مثال، یک کلونی باکتری که هر ساعت دو برابر می‌شود، می‌تواند از 100 سلول به بیش از 1.5 میلیارد در 24 ساعت برسد.
اما کاهش میکروبی با ضدعفونی‌کننده‌ها بر اساس “کاهش لگاریتمی” عمل می‌کند. در این فرآیند، جمعیت میکروبی به تدریج و مرحله‌به‌مرحله کاهش می‌یابد:
اگر یک ضدعفونی‌کننده 90 درصد از باکتری‌ها را در یک دقیقه بکشد، 10 درصد باقی می‌مانند.
در دقیقه بعد، 90 درصد از آن 10 درصد نیز کشته می‌شوند، که معادل 1 درصد از جمعیت اولیه است.
این الگو ادامه دارد، اما هرگز به صفر مطلق نمی‌رسد.
به همین دلیل، ضدعفونی‌کننده‌ها فقط می‌توانند کاهش میکروب‌ها را تا حد معینی، مثلاً 99.9 درصد، تضمین کنند و نمی‌توانند مدعی نابودی کامل آن‌ها شوند.
ویژگی‌های میکروب‌ها در مقابل ضدعفونی‌کننده‌ها
در شرایط آزمایشگاهی ممکن است کارایی یک ضدعفونی‌کننده اثبات شود، اما شرایط واقعی پیچیدگی‌های خاص خود را دارند. عوامل زیر بر عملکرد ضدعفونی‌کننده‌ها تأثیر می‌گذارند:
تعداد اولیه میکروب‌ها: اگر سطحی تنها 100 میکروب داشته باشد، کاهش 99.9 درصدی می‌تواند تقریباً به عقیم‌سازی کامل منجر شود. اما اگر میلیاردها میکروب وجود داشته باشد، حتی پس از کاهش 99.9 درصدی، ممکن است هنوز میلیون‌ها میکروب باقی بمانند.
مدت زمان تماس: هرچه زمان قرارگیری ضدعفونی‌کننده روی سطح بیشتر باشد، کارایی آن بالاتر می‌رود.
عوامل محیطی: شرایطی مانند دما، رطوبت و نوع سطح نقش مهمی دارند. مثلاً عملکرد ضدعفونی‌کننده‌ها روی سطوح متخلخل با سطوح صاف متفاوت است.
حساسیت میکروبی: در دنیای واقعی، ممکن است برخی میکروب‌ها مقاوم‌تر از نمونه‌هایی باشند که در آزمایشگاه آزمایش شده‌اند.
استراتژی گسترده‌تر برای کنترل عفونت
اگرچه ضدعفونی‌کننده‌ها نمی‌توانند 100 درصد میکروب‌ها را از بین ببرند، اما در کاهش عوامل بیماری‌زا نقش اساسی دارند. استفاده صحیح از آن‌ها همراه با سایر اقدامات بهداشتی، مانند شست‌وشوی مداوم دست‌ها، خطر عفونت را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
برچسب‌های محصول معمولاً شامل دستورالعمل‌های خاصی هستند، مثلاً مدت زمان لازم برای باقی‌ماندن محصول روی سطح. رعایت این دستورالعمل‌ها کارایی ضدعفونی‌کننده‌ها را افزایش می‌دهد.
با این حال، ضدعفونی‌کننده‌ها باید بخشی از یک استراتژی گسترده‌تر برای کنترل عفونت باشند. این مواد در کنار سایر روش‌ها، دفاع چندلایه‌ای در برابر بیماری‌ها ایجاد می‌کنند.
روش‌های جایگزین برای کشتن میکروب‌ها
علاوه بر ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی، روش‌های دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند میکروب‌های مضر را کاهش دهند یا از بین ببرند. این روش‌ها در شرایط خاص یا همراه با ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی مؤثر هستند:
حرارت: جوشاندن آب بیشتر باکتری‌ها، ویروس‌ها و اسپورها را از بین می‌برد. از این روش برای استریل کردن وسایل آشپزخانه و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود.
نور ماورای بنفش: نور UV-C در بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها برای از بین بردن میکروب‌ها استفاده می‌شود.
محلول‌های الکلی: محلول‌های حاوی 70-90 درصد الکل با از بین بردن پروتئین‌ها و غشای میکروب‌ها بسیار مؤثر هستند.
سفیدکننده و پراکسید هیدروژن: این مواد قوی معمولاً در منازل و مراکز درمانی استفاده می‌شوند.
محلول‌های طبیعی: سرکه و جوش‌شیرین برای کاهش میکروب‌ها مفید هستند اما ممکن است در برابر عوامل بیماری‌زا ضعیف باشند.
صابون و آب: شست‌وشوی دست با صابون و آب یکی از مؤثرترین روش‌ها برای حذف میکروب‌هاست.
پاستوریزاسیون با فشار بالا: در صنایع غذایی برای از بین بردن میکروب‌ها بدون تغییر طعم استفاده می‌شود.
سطوح آنتی‌باکتریال: موادی مانند مس و نقره به طور طبیعی رشد میکروب‌ها را مهار می‌کنند.
روغن‌های گیاهی: روغن‌هایی مانند درخت چای و اکالیپتوس خواص ضد میکروبی دارند.
فیلترهای هوا: فیلترهای HEPA پاتوژن‌های موجود در هوا را حذف می‌کنند.
با ترکیب این روش‌ها و رعایت اصول بهداشتی، می‌توان به سطح بالایی از ایمنی در برابر میکروب‌ها دست یافت.
