吴甜甜 蔡扬尧 唐海秀 曾华颖 孙芳芳 师永霞 戴俊 郑夔

吴甜甜 ^1,2 蔡扬尧 ^1,2 唐海秀 ^1,2 曾华颖 ^1,2 孙芳芳 ^1,2 师永霞 ^1,2 戴 俊 ^1,2 郑 夔 ^{1,2 *}

摘 要 严重急性呼吸综合征冠状病毒2（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2，SARS-CoV-2）在不同环境介质表面的稳定性及其对各类消毒剂的敏感性，是阻断接触传播的关键科学问题。本文系统综述了SARS-CoV-2在多种环境介质（包括纸质材料、塑料、金属、玻璃、皮肤及防护装备等）中的存活特性，比较了温度、湿度、pH及初始病毒滴度等因素对其稳定性的影响。同时，总结了乙醇、异丙醇、次氯酸钠、过氧化氢等化学消毒剂，以及紫外线辐射与臭氧等物理方法对病毒的灭活效果，分析了不同变异株在环境稳定性与消毒敏感性方面的差异。本文为理解SARS-CoV-2的环境持留特征及优化多场景防控与消毒策略，以及后续研究新变异株的环境适应性与传播风险评估提供了参考。

关键词 新型冠状病毒；环境介质；灭活策略；研究进展

Research Progress on the Stability of SARS-CoV-2 on Various Environmental Substrates

WU Tian-Tian^1,2 CAI Yang-Yao^1,2 TANG Hai-Xiu^1,2 ZENG Hua-Ying^1,2

SUN Fang-Fang^1,2 SHI Yong-Xia^1,2 DAI Jun^1,2 ZHENG Kui^1,2*

Abstract The stability of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) on various environmental substrates and its susceptibility to disinfectants are critical scientific factors for interrupting contact transmission. This review systematically summarizes current research on the persistence of SARS-CoV-2 in diverse environmental media, including paper products, plastics, metals, glass, human skin, and protective equipment. The effects of temperature, humidity, pH, and initial viral titer on viral stability are compared. Furthermore, the efficacy of chemical disinfectants such as ethanol, isopropanol, sodium hypochlorite, and hydrogen peroxide, as well as physical inactivation methods including ultraviolet irradiation and ozone treatment, are comprehensively reviewed. The environmental stability and disinfection sensitivity of different SARS-CoV-2 variants are also discussed. Overall, this review provides a scientific basis for understanding the environmental persistence of SARS-CoV-2 and optimizing multi-scenario disinfection and prevention strategies, thereby supporting future research on the environmental adaptability and transmission risks of emerging variants.

Keywords SARS-CoV-2; environmental media; inactivation strategies; research progress

基金项目：海关总署科研项目（2022HK072）

第一作者：吴甜甜（1994—），女，汉，重庆人，博士，工程师，主要从事口岸传染病及新突发传染病检测技术研发工作，E-mail: ttw19941101@163.com

通信作者：郑夔（1969—），男，汉，广东湛江人，硕士，主任技师，主要从事口岸传染病及新突发传染病检测技术研发工作，E-mail: sw-zheng@21cn.com

1. 广州海关技术中心 广州 510000

2. 呼吸疾病全国重点实验室，中国广州海关 广州 510000

1. Guangzhou Customs District Technology Center, Guangzhou 510000

2. State Key Laboratory of Respiratory Disease, Guangzhou Customs, Guangzhou 510000

严重急性呼吸综合征冠状病毒2（Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2，SARS-CoV-2）感染引起的新型冠状病毒感染，对全球公共卫生体系构成了严重挑战^[1-2]。截至2025年10月26日，全球累计报告确诊病例约7.79亿例，死亡病例超710万例^[3]。在传播过程中，SARS-CoV-2不断变异和进化，衍生出Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron等多种变异株，并在全球范围内广泛流行^[4]。

SARS-CoV-2主要通过空气传播与接触传播两种途径传播。其中，空气传播效率受温度、相对湿度和太阳紫外线辐射等多种环境因素调控^[5]，接触传播则与病毒在物体表面的环境稳定性密切相关。有研究表明，高温和低pH等条件可显著降低病毒稳定性^[6-7]，但经由被污染表面（尤其是皮肤接触）的间接传播风险仍不容忽视。因此，系统评估SARS-CoV-2在不同材料表面的存活特性及消毒剂的灭活效果，对科学量化接触传播风险、制定精准的感染控制策略具有重要意义^[8]。本文综述了SARS-CoV-2环境稳定性研究的进展及消毒剂效力的证据，旨在为疫情防控提供科学依据，并为未来阻断病毒传播的策略设计提供理论支撑。

1 SARS-CoV-2在环境表面的稳定性

1.1 温度对SARS-CoV-2稳定性的影响

温度、相对湿度、pH和初始病毒滴度共同影响SARS-CoV-2的稳定性^[6,9-16]。其中，温度是最关键因素之一，它通过改变病毒颗粒的结构稳定性与外界环境的理化特征，间接决定病毒的传播效率。研究表明，SARS-CoV-2在低温条件下具有更高稳定性^[11,17]。Wang等^[18]指出Omicron亚变体BA.1和BA.5（初始滴度均为10³ TCID₅₀/mL）在4℃最长可存活7 d；而在25℃仅存活1 d，在37℃下仅存活6 h，表明温度升高加速病毒失活。Chin等^[13]进一步验证了温度对病毒生存的决定性作用，滴度为10^6.8 TCID₅₀/mL的病毒在4℃可维持14 d，而在70℃下仅5 min即完全失活。除单一温度因素外，温度与湿度也存在协同效应。Biryukov等^[19]报道，24℃条件下，病毒半衰期随湿度变化而在6.3～18.6 h之间波动。当升至35℃时，半衰期进一步缩短至1.0～8.9 h，提示温度和湿度共同作用下，SARS-CoV-2的稳定性可发生较大变化，从而影响其在不同环境中的传播风险。Riddell等^[20]则提示低温对病毒稳定性的增强作用更为突出，其研究表明病毒在20℃的非多孔材料表面可存活28 d（其半衰期1.7～2.7 d），但在40℃条件下其存活时间显著缩短至24 h内，半衰期仅为数小时。

1.2 湿度对SARS-CoV-2稳定性的影响

相对湿度（RH）是影响SARS-CoV-2环境稳定性的重要物理因素，其作用机制与气溶胶粒径变化、蒸发速率及病毒包膜水和状态有关。病毒对湿度呈典型“非线性响应”：中等湿度（40%～60%）最不利于其存活，而极高（＞80%）或极低（＜40%）湿度均可增强其稳定性^{[9,14,19,21-22]}。 Biryukov等^[19]证实，在24℃下病毒半衰期随湿度显著变化：20%RH时为18.6 h、40%～60% RH时降至约6 h，而80%RH时又升至约13 h。Haddrell A等^[21]发现，低湿促进气溶胶快速蒸发导致溶质浓缩，有利于维持病毒包膜稳定性。相反，高湿会减缓蒸发，使液滴放大并增强对病毒的物理保护，延缓失活^[22]。中等湿度下的水分子对包膜脂质层及刺突蛋白构象的扰动增强，从而更容易破坏病毒结构，导致其稳定性下降^[14]。

1.3 pH对SARS-CoV-2稳定性的影响

pH是影响SARS-CoV-2环境稳定性的关键化学因素，其作用主要通过调节病毒包膜脂质层的完整性及刺突蛋白（S蛋白）的构象变化来实现^[14,16,23]。作为包膜RNA病毒，过酸或过碱条件会导致包膜脂质层发生离子化和去稳定化，导致膜流动性与通透性被破坏，从而使其丧失感染能力。同时，强酸与强碱环境可诱导S蛋白部分变性或构象重排，显著削弱其与宿主受体 ACE2 的结合能力，使病毒迅速失活。总体而言，病毒在pH 6～8的中性—弱碱环境中保持较高稳定性，而在pH＜3或pH＞10的条件下会迅速失活。这一特性可解释其在不同体液（如唾液、血液、胃液等）及环境介质中的存活差异。实验研究进一步验证了pH对病毒稳定性的影响。Chin等^[13]发现，滴度为10^6.8 CID₅₀/mL的SARS-CoV-2在pH 3～10条件下暴露1 h后仍保持10^5.51～10^5.75 TCID₅₀/mL的活性，而在pH 2.2的酸性盐水中仅处理30 s，病毒滴度降至1.2×10³ FU/mL。上述结果表明，SARS-CoV-2在弱酸至碱范围内具有较高的环境稳定性，但在极端酸碱条件下会因包膜破坏和S蛋白失构而迅速失活。

1.4 初始滴度对SARS-CoV-2稳定性的影响

初始滴度是决定SARS-CoV-2环境稳定性的重要因素。多项研究表明，高滴度病毒样本在物体表面或气溶胶中可维持较长的可检测时间，而低滴度样本更易因粒子间相互作用减弱或外界应激加速失活而快速失活^[10]。这一趋势可能与病毒颗粒间的“集体保护效应”有关，即在高滴度状态下，外层病毒可部分吸收环境损伤，从而延缓内部颗粒失活。Wang等^[18]在4℃、40%～60% RH条件下研究Omicron BA.1和BA.5的环境稳定性：10 TCID₅₀/mL的样本在6 h内完全失活； 10² TCID₅₀/mL可存活1 d；10³ TCID₅₀/mL则可稳定7 d。虽然机制尚未完全阐明，但结果提示，在一定范围内，初始滴度较高的样本可保持较长时间的感染性。

1.5 SARS-CoV-2在无生命材料表面的稳定性

1.5.1 SARS-CoV-2在多孔材料表面的稳定性

SARS-CoV-2在不同纸质材料（如纸板、纸箱等）表面的稳定性存在显著差异。研究表明，病毒在不同纸张表面的半衰期可从数分钟至2 d不等，整体存活时间可达2～5 d。^[10]。具体而言，病毒在纸质笔记表面的半衰期约1 h^[20]，在硬纸板上为5～12 h^[24-25]，在普通打印纸上为2～4  h^[24]。此外，病毒在纸币上的稳定性较低，为2～4 d^[13,26]；在明信片上的半衰期仅约30 min^[13,27-28]。这些差异提示，粗糙、多孔纤维结构（如纸板）更可能延长病毒存活，而涂层纸或表面致密的纸张则有助于加速失活。

纺织类多孔材料同样表现出明显的材质依赖性。研究显示，SARS-CoV-2在不同织物上的半衰期为1～2 d，整体存活时间可达1～5 d^[13]。其中，棉织物表面的半衰期可达约2 d^[20,29]，在普通衣物上约为1 h^[27,30]，而尼龙材料上则不足30 min^[31]。这些结果表明，棉织物由于其较高的吸湿性与多孔结构，可能在一定程度上保护病毒免受环境失活，而尼龙和合成纤维类材料则因表面光滑、疏水性强而导致病毒更易失活。

1.5.2 SARS-CoV-2在非多孔材料表面的稳定性

非多孔材料（如塑料、金属和玻璃）因表面光滑、难以吸附液滴，是评估环境传播风险的重要研究对象。研究表明，病毒在不同塑料表面的半衰期为4 h～4.6 d^[13,32]。SARS-CoV-2在塑料面罩表面的半衰期为2.8 h^[29]，在聚苯乙烯托盘上约为22 h^[28]，在泡沫塑料和灭菌袋表面为4～9 h^[33-35]，而在丙烯酸固体表面上仅约为1 h^[25,36]。这些结果表明，塑料整体具有较高稳定性，尤其在低温条件下可持续数日，提示需警惕包装材料、面屏与医疗器械表面的潜在污染风险。

金属材料在日常环境中使用广泛。研究显示，病毒在不同金属表面的存活时间可达1～14 d^[10]。SARS-CoV-2在不锈钢表面的半衰期约3 h^[33,37]，在镀锌钢板上约4～6 h^[27]；而在银或铜镀层材料上，病毒活性衰减更快，其中镀铜盘和镀银盘的半衰期均小于1 h^[6,22]。这表明，金属表面对病毒具有不同程度的灭活效应，其中铜离子可能通过破坏病毒包膜和基因组结构发挥较强的抗病毒作用，而不锈钢和银表面则能更长时间保持病毒活性。

玻璃作为常见的非多孔材料，广泛应用于公共场所，如医院候诊区、公共交通设施、商场橱窗及电子设备屏幕等。多项研究表明，SARS-CoV-2在玻璃表面的半衰期约为4 h～4 d，整体存活时间可达4～10 d^{[13,20,27,32]}。而在低温（≤5℃）下，其半衰期可延长约4 d，整体存活时间可达约10 d^[25,27]，表明低温环境有助于病毒在玻璃表面长期保持感染活性。因此，高接触玻璃表面（如医院隔离区、公共交通设施）需加强常规消毒管理。

1.5.3 SARS-CoV-2在防护装备表面的稳定性

防护装备是阻断SARS-CoV-2传播的重要屏障，但也可能成为病毒短期存留的载体。研究表明，SARS-CoV-2在口罩、防护手套和一次性防护服等材料上的半衰期为10～32 h，整体存活可达2～21 d^[10]。不同类型防护用品对病毒稳定性的影响存在显著差异。例如，N95口罩表面的病毒半衰期约为9 h^[29-30]，特卫强（Tyvek）口罩为4 h^[27]，化学手套约为10 h^[29]。此外，SARS-CoV-2在口罩外层稳定性明显高于内层，外层的存活时间可达4～7 d，而内层显著缩短^[25,32,38]，反映了外层结构更利于吸附与保护病毒颗粒。在类似环境条件下，一次性防护服上的病毒也可存活7 d以上^[37]。这些结果表明，防护装备表面病毒稳定性受材料结构、表面粗糙度和透气性影响，特别是在低温或高湿条件下，其存活时间可能进一步延长。

1.6 SARS-CoV-2在皮肤表面的稳定性

接触传播，尤其通过皮肤直接接触，是SARS-CoV-2在人群中传播的重要途径之一^[39]。皮肤可作为病毒的“短时载体”，其表面稳定性对传播风险评估与防控策略具有重要意义^[40]。现有研究显示，病毒在皮肤表面的稳定性受初始病毒滴度、温度及湿度等多种因素共同调控。Harbourt等^[30]系统评估了温度对病毒在皮肤表面存活能力的影响。结果显示，当病毒滴度为10^4.5 TCID₅₀/mL且相对湿度为50%时，SARS-CoV-2在猪皮肤上可在4℃、22℃和37℃条件下分别存活≥336 h、≥96 h和≥8 h，提示低温环境显著延长病毒在皮肤表面的稳定性，寒冷季节可能增加接触传播风险。Watanabe等^[41]进一步研究了病毒初始滴度对皮肤表面稳定性的影响。在室温下，病毒在人皮肤表面的总体存活时间约10 h，而当皮肤上残留的病毒滴度分别为10³ TCID₅₀/mL和10² TCID₅₀/mL时，其半衰期分别为0.51 h和0.76 h，这说明，较高的初始载量有助于维持更长时间的感染活性。此外，Hirose等 ^[34]基于人体尸体皮肤建立了更接近真实条件的实验体系。结果显示，包括Omicron在内的多种变异株均能在皮肤上保持超过8 h的感染性^[8]，支持了病毒在皮肤表面具有较高稳定性的结论，并强化了手卫生在疫情防控中的重要性。

1.7 不同SARS-CoV-2变异株环境稳定性差异

随着疫情的全球流行，SARS-CoV-2不断发生突变，各变异株在环境中的存活能力亦表现出显著差异^[42-43]。这些差异可能与刺突蛋白构象、脂质包膜稳定性及其对温湿度变化的耐受性有关。Hirose等^[34]在滴度为10^4.7 TCID₅₀/mL、25℃、45%～55% RH条件下比较了原始株与多个变异株的环境稳定性。结果显示，Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron（BA.1和BA.2）在塑料和皮肤表面的存活时间均约为原始株的2倍，其中Omicron亚型稳定性最强，可在塑料表面存活约200 h。这提示，部分突变可能增强病毒与环境表面的相互作用能力，从而增强其环境适应性。然而，不同研究体系下结果存在差异。Pottage等^[44]研究显示Delta在不锈钢板上减少90%所需时间为31 h，显著长于Omicron（14 h），表明Delta在干燥环境中更为稳定。同样，Onianwa等^[17]也报告Delta在4℃和24℃条件下的存活时间均长于Alpha，表明其对温度的适应范围更广。

与上述研究不同，Bushmaker等^[45]利用贝叶斯回归模型分析滴度为10^5.75～10⁶ TCID₅₀/mL病毒在体外的衰减速率，发现Alpha（6.13 h）和Beta（5.13 h）的半衰期显著长于原始株WA1（3.20 h），Delta（3.12 h）与WA1接近，而Omicron BA.1（2.15 h）稳定性反而更低。该结果显示，不同实验体系和环境变量可能导致各研究间存在一定差异。

此外，Wang等^[18]比较Omicron亚变体的稳定性，发现BA.5的活病毒检出率（56.7%）高于BA.1（39.4%），说明BA.5可能具有更高的环境适应性。

2 SARS-CoV-2的灭活

2.1 SARS-CoV-2的体外表面灭活

不同类型的化学消毒剂对SARS-CoV-2的灭活效果存在显著差异^[43]。Kampf等^[46]首次系统比较了多种常用消毒剂对冠状病毒（包括SARS-CoV-2等）的灭活效果。结果显示，在1 min作用下，62%～71%的乙醇、0.5%的过氧化氢以及0.1%的次氯酸钠可有效灭活冠状病毒；而0.05%～0.2%苯甲氯铵（BAC）或0.02%葡萄糖酸氯己定（CHG）的效果较弱。Hirose等^[8,47]进一步证实，40%至80%的乙醇及70%的异丙醇可在50 s内完全灭活SARS-CoV-2（＞10^4.1 CID₅₀/mL）；然而，当乙醇浓度＜40%时，其灭活效果显著减弱：例如，用20%的乙醇处理1 min，病毒滴度仅降低（0.33±0.14） log₁₀TCID₅₀/mL；该团队后续研究表明，0.2% BAC作用15 s即可使病毒滴度降低约2.96 TCID₅₀/mL，而1%CHG对病毒的灭活效果仍较弱^[47]。此外，Chin等^[13]使用0.04%的扎氯铵和5%的氯酸钠作用5 min可完全灭活SARS-CoV-2。Zhang等^[43]进一步指出，在日常环境中，暴露于乙醇（70%）、异丙醇（70%）、漂白剂（10%）或过氧化氢（1%～3%）15～30 min，可有效灭活SARS-CoV-2变异株。与此同时，1 mg/mL的聚维酮碘作用1 min或0.1 mg/mL的十六烷基吡啶氯化物作用2 min，可在口腔环境中灭活不同的SARS-CoV-2变异株。

2.2 皮肤表面SARS-CoV-2灭活

皮肤作为SARS-CoV-2潜在的“短时载体”，其表面消毒效果直接关系到接触传播的控制。根据世界卫生组织的建议，使用浓度高于52%（w/w）或60%（v/v）的乙醇进行手部消毒，可有效阻断病毒的传播^[48-49]。Hirose等^[8,47]的研究进一步证实，SARS-CoV-2暴露于40%、60%和80%的乙醇及70%的异丙醇时，在5s内完全灭活，表明醇类消毒剂在皮肤灭活中的高效性。与此同时，CHG和BAC对皮肤上病毒的灭活效果随作用时间延长而增强，1.0% CHG作用5 s可使病毒滴度下降超过2.5 TCID₅₀/mL，而延长60 s则超过3.0 TCID₅₀/mL；同样，0.2% BAC作用15 s和60 s时，病毒滴度分别下降超过2.5 TCID₅₀/mL和3.0 TCID₅₀/mL^[47]。这些结果提示，非醇类消毒剂在较长作用时间下仍具有一定灭活效果。

值得注意的是，不同的SARS-CoV-2变异株对乙醇的耐受性差异较大。研究表明，32.5%乙醇可在15 s内完全灭活原始株和Gamma变异株，Alpha、Beta和Delta变异株需35%乙醇，而Omicron BA.1和BA.2突变株则需40%乙醇^[34]。该结果表明，随着病毒变异，其包膜和蛋白结构变化可能影响乙醇的灭活效率。

2.3 用紫外线和臭氧灭活SARS-CoV-2

除了化学消毒剂外，紫外线辐射与臭氧处理等广谱消毒策略亦可有效灭活SARS-CoV-2^[50]。这些方法通过破坏病毒核酸及蛋白质结构，在非接触条件下实现高效环境消毒，具有适用于空气与表面防控的潜力。研究表明，短波紫外线（UVC）对SARS-CoV-2具有显著的剂量依赖性灭活作用。Song等^[51]发现使用222 nm波长的UVC照射30 s（2.5 mJ/cm²）即可使病毒滴度降低超过4.4 log₁₀TCID₅₀，而275 nm波长UVC照射60 s（275 mJ/cm²）可完全灭活病毒，这表明，UVC辐射可在极短时间内实现病毒的快速失活，尤其适合用于密闭空间及空气消毒系统。

Criscuolo等^[52]进一步验证了不同材料表面对UVC辐射灭活效率的影响。254 nm波长UVC辐射15 min（1.8 mJ/cm²）可使玻璃、塑料及纱布表面的病毒滴度降低＞99.9%，而羊毛和木材表面的灭活率较低（分别为90%～94.4%和0%）。该研究表明，UVC对非多孔材料（如玻璃、塑料）效果更佳，而多孔材料（如纺织品、木材）可能因光散射与吸收导致灭活效率下降。同一研究还评估了臭氧在不同浓度下的灭活能力。在低浓度（0.2 ppm，人体可耐受范围）下，臭氧作用2 h仅对羊毛样品表现出完全灭活效果（99.9%），对玻璃和塑料样品的灭活率分别为90%和82.2%。当臭氧浓度提高至4 ppm并暴露90 min后，玻璃与纱布表面的灭活率分别达到98.2%和99.8%。该研究说明臭氧的灭活效率随浓度和暴露时间显著提高，且对多孔性材料作用更为明显。

3 结论

系统理解SARS-CoV-2病毒在不同环境和材料表面的稳定性特征，以及各类化学与物理消毒策略的灭活效果，对于制定精准有效的防控策略具有重要意义。

现有研究主要聚焦于SARS-CoV-2的致病机制与宿主相互作用，而对病毒在真实环境中的污染特征与持留规律关注不足。尤其是关于环境表面病毒载量的动态监测及不同材料间的稳定性差异，尚缺乏系统性研究。此外，当前的实验研究多以早期变异株（如原始株、Omicron BA.1/BA.5）为对象，新出现变异株如（JN.1、KP.3等）可能具有更强的环境适应性与不同的消毒敏感性，其相关特征仍有待深入验证。同时，已有的消毒效果实验多在受控实验室条件下进行，未能充分反映现实环境中的复杂变量，如温湿度的动态变化、紫外线强度、空气流通状况及人口密度等），这些因素可能显著影响病毒的稳定性与灭活效率，从而限制实验结论的外推性与实际指导意义。未来的研究或将弥合这一差距，结合现场监测与多因素模拟，系统评估SARS-CoV-2及其变异株在不同环境中的稳定性与多种消毒手段的协同效应，以构建更具现实意义的防控策略体系。

参考文献

[1] 郑雯媛, 胡建雄, 赵婧, 等.新型冠状病毒感染者死亡影响因素研究进展[J]. 中国公共卫生, 2024, 40(10): 1279-1283.

[2] 中华人民共和国中央人民政府. 关于印发新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）的通知[N/OL].