本文最初发布于 The Conversation。
你是否曾想过，为什么大多数消毒剂都标明能杀死99.9%或99.99%的细菌，却从未承诺能彻底清除所有细菌？也许在你打扫厨房或浴室时，这个想法曾闪过脑海。
当然，在这个科学能够创造出各种奇迹的世界里，难道就没有人发明出一种100%有效的消毒剂吗？
要解答这个谜团，需要了解一些微生物学和一些数学知识。
什么是消毒剂？
消毒剂是一种用于杀死或灭活物体表面细菌、病毒和其他微生物的物质。
在我们的居家环境中，物体表面存在着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），但一小部分可能导致人生病。
虽然消毒可以包括物理方法，如热处理或使用紫外线，但通常我们谈论消毒剂时，指的是使用化学物质在表面或物体上杀死微生物。
化学消毒剂通常含有活性成分，如酒精、氯化物和过氧化氢，它们可以攻击微生物的关键组成部分来杀死它们。
微生物清除的数学原理
在过去的几年里，我们都熟悉了COVID病例传播背景下的指数增长概念。
这是指数字以不断加速的速度增长，可以导致某个事物的大小迅速爆发性增长。例如，如果一个100个细菌的菌落每小时翻倍，24小时后细菌的数量将超过15亿。
相反，微生物的杀灭或灭活遵循对数衰减模式，这本质上是指数增长的逆过程。在这种模式下，虽然微生物的数量随时间减少，但随着微生物数量的减少，死亡率也随之变慢。
例如，如果一种特定的消毒剂每分钟杀死90%的细菌，一分钟后，只有原始细菌的10%会存活。下一分钟，剩余10%中的10%（即原始量的1%）将继续存活，依此类推。
由于这种对数衰减模式，我们永远无法声称能够杀死任何微生物群落的100%。科学上，我们只能说能够按比例减少初始数量的微生物负荷。这就是为什么大多数家用消毒剂标明能杀死99.9%的细菌。
其他产品，如洗手液和消毒湿巾，也经常声称能杀死99.9%的细菌，它们遵循相同的原理。
现实世界中的影响
与许多科学一样，现实世界中的情况比实验室里要复杂一些。在评估消毒剂从表面去除微生物的效果时，还有许多其他因素需要考虑。
其中一个因素是你想清除的初始微生物群落的大小。也就是说，表面污染越严重，消毒剂需要越努力才能清除微生物。
例如，如果一个表面或物体上只有100个微生物，并且你用消毒剂去除了其中的99.9%，那么你可以非常有信心地认为你已经有效地从该表面或物体上清除了所有微生物（这被称为灭菌）。
相反，如果一个表面受到数亿甚至数十亿微生物的污染，即使将微生物负荷减少99.9%，仍然可能意味着表面上留有数百万个微生物。
时间是决定微生物杀灭效率的关键因素。因此，让受污染严重的表面长时间接触消毒剂是确保杀死更多微生物群落的一种方式。
这就是为什么如果你仔细查看许多家用消毒剂的标签，它们通常会建议在使用消毒剂后等待一段时间再擦拭干净。所以，请务必查阅你正在使用的产品的标签说明。
其他因素，如温度、湿度和表面类型，也会影响消毒剂在实验室外的工作效果。
同样，现实世界中的微生物可能比实验室测试中使用的微生物对消毒剂的敏感性更高或更低。
消毒剂是感染控制的一部分
明智地使用消毒剂在日常生活中起着重要作用，可以减少我们接触病原体（导致疾病的微生物）的几率。因此，它们可以降低我们生病的几率。
从科学角度来看，消毒剂无法证明100%有效，这丝毫不会减损它们在感染控制中的重要性。但它们的使用应始终与其他感染控制措施相结合，例如洗手，以降低感染风险。
