醫用空氣淨化器：空氣（qì）淨化技術現（xiàn）狀與發展

一．我國（guó）醫院空氣淨化技術和空氣淨化器的現狀                                    

    為防止空氣生物性、物理性和化學性汙染（rǎn）可能造成的院內感染和健康問題，不同空氣（qì）淨化原理和方法的多樣（yàng）性的空氣淨化技（jì）術，越來越多地被應用到醫（yī）院環境的空氣衛生控（kòng）製。區別於工業領（lǐng）域的空氣淨（jìng）化（huà）概念和室內空氣品（pǐn）質的通用概念，醫（yī）院空氣淨（jìng）化的核（hé）心概念是消毒（dú）殺菌，嚴格控製微生物汙染。2002年我國頒發了二（èr）個關聯（lián）醫院空氣淨化（huà）的（de）標準：1）國標《潔淨手術（shù）部建築技術規範》[1]；2）部標《消毒（dú）技（jì）術規範（fàn）》[2]。由於（yú）國標的強製性行政影（yǐng）響力，三甲醫院評（píng）審對層流淨（jìng）化手術（shù）室硬件的規定，導致（zhì）這10年來，我國醫院室空氣淨化技術的應用趨勢實際（jì）上是工業空氣（qì）淨（jìng）化技術占了上風，醫用消毒（dú）殺菌空氣淨（jìng）化技術處於弱勢。一個典型的實例是醫院原本（běn）普遍熟悉的按空氣細菌數劃分的國標一類環境（jìng）、二類環（huán）境的空氣衛生指標和（hé）消毒（dú）殺菌衛生概念被潛移默化地改變（biàn）成了以灰塵數目劃分的百級、千（qiān）級和（hé）萬（wàn）級的指標和（hé）工業淨化概念。搞了淨化為什麽還要消毒殺菌？空氣細菌數達標，塵粒數也必須達標嗎？成為醫院院感部門困惑和（hé）爭論（lùn）的話題。錯誤（wù）的基（jī）本概（gài）念將導致標準和（hé）技術係統的係（xì）列錯誤，將給國家的醫院建設投資和預防感染帶來難以估計的巨（jù）大損失。  

    17.C-起草官网在選擇不同的醫用空氣淨化技（jì）術前，首（shǒu）先需要弄清楚究竟是空（kōng）氣中的微生物還（hái）是塵粒或化學汙染引發了疾病和感染，弄清楚引起疾病和感染的微生物的繁殖（zhí）和傳播特性，危害程度，有針對性地選擇恰（qià）當的空氣消毒殺菌淨化（huà）技術。2012年衛生部頒發（fā）了《醫院空氣淨化管理規範（fàn）》[3]，提出了多（duō）樣性空氣消毒殺菌淨化技術，不同醫院部門的不同空氣淨化方法和（hé）空氣淨化（huà）消毒主要指標，並把淨化消毒技術作為《醫院空氣淨化管理規範》的最（zuì）主要的無菌淨化技術，三級過濾的潔淨技術退為其次，明確了（le）醫院空（kōng）氣淨化的目的，糾正了醫院空氣淨化技術就是高（gāo）效過濾淨化（huà）技術的錯誤理念，改變了隻過（guò）濾不消毒殺菌的（de）單一工業空氣（qì）淨化模式，為我國醫院空氣淨化技術的科學發展奠定了標準基礎。

    源自於以控製塵埃為目的的電子工業的三（sān）級過濾潔淨技術是實現醫院（yuàn）空氣無菌衛生多樣性空氣淨化技術的其中一（yī）項（xiàng）空氣淨化技術，由於該（gāi）技術沒有包含醫用空氣淨化技術（shù）所包含的消毒殺菌技術，其缺點和問題在這十年中越來越多（duō）地暴（bào）露出來。三級過濾（lǜ）潔淨技術也是最昂貴的（de）空氣淨化（huà）技術。十年來我國手術部單一采用空氣（qì）潔淨技術的實踐證明：它的建設的高投入，設備的大空間（jiān），管理的（de）高能耗和效果的不確定，使得我（wǒ）國大多數醫療機（jī）構建不了（建築層高和（hé）空間限製），建不起（投資大），用不（bú）起（運行成本高）和用不好（防止感染（rǎn）效果差）。2008年和2011年德國和新西蘭的大樣本醫學統計研究[4，5]發（fā）現越是高級別層流淨化，手（shǒu）術感染率越高，引起了世界醫學界和淨化界的深刻反（fǎn）思和質（zhì）疑淨化的效（xiào）果。2009年德國政府主（zhǔ）管部門就此發表4點公告[6] ，否定了層流淨化對預防手術感染的效果。  


    單純采用（yòng）工（gōng）業淨化標準和技術（shù）的製藥領域存在（zài）與醫院相同的淨化目的和概念究竟是（shì）為什麽的問題，10年來（lái）走了相同的彎路。許多製藥企業（yè），盡管（guǎn）已經采用（yòng）A級空（kōng）氣淨化（100級），但仍然無法（fǎ）解決無菌生產線合格率低的（de）問（wèn）題（tí），不（bú）得不引進消（xiāo）毒係（xì）統，對各級淨（jìng）化區天天數小時消毒殺菌。


    由於三級過濾空氣潔淨技術對建築空間的特殊要求，昂貴造價，我國（guó）90多萬個醫療機構的絕大多數病房、診所、治療室和手術室幾乎沒有可能采用這（zhè）一技術來實現空氣衛生品質，甚至有的醫院對已經建成的淨化手術室和ICU，取消了空氣三級過濾淨化，重新開窗，安（ān）裝空（kōng）氣消（xiāo）毒機和分體空調。醫療機構（gòu）對空氣（qì）淨化市場的需求是巨大的，客觀存在（zài）的（de），結果近10年來（lái）世界上湧現出的以消毒殺菌技術為核心的新的多樣（yàng）性醫用空（kōng）氣衛生淨化技術，包括2002年（nián）《消毒技術規範》推薦的紫外燈照射、循環風紫外線和靜電吸附淨化技術，以及近（jìn）幾（jǐ）年出（chū）現的光催化殺菌淨化技術，複合淨化技術（shù）和低溫等離子殺菌淨化技術與均已被廣泛地應用到我國醫療機構的空氣衛生控製。這些淨化技術被商家衍生（shēng）出五花（huā）八門的空氣淨化產品和（hé）工程（chéng）裝置，另人眼花繚亂，由於缺乏產品標準（zhǔn）和衛生工程（chéng）標（biāo）準監管（guǎn），目（mù）前處於無序發展狀態，醫院使用部門難以適當選配。

    有的省級醫院的新建病房大樓，在所有的病房均設置靜電吸（xī）附空（kōng）氣淨化器，如河南省人民醫院。有的（de）醫（yī）院（yuàn）在重點科室（shì）全部采用（yòng）紫（zǐ）外線循環風殺菌裝置，如南（nán）京八一醫院肝移植病區。但是（shì）非（fēi）三級過濾空氣淨化技術產品的空氣（qì）淨化性能不同廠（chǎng）家差別很大，甚至有的空氣淨化器幾乎（hū）完全無效，並（bìng）危害健康。有的存在安全隱患和氣體（tǐ）汙染，已有報（bào）道因室內空氣淨化器失火引起病人（rén）死（sǐ）亡。國家目前（qián）還（hái）沒有可有效指導（dǎo）市場走向的空氣淨化產品設計、製造和應（yīng）用的規（guī）範與指南。

    淨化是手段，衛生是目的。三級過濾空氣潔淨技術隻是空氣衛生淨化技術的一項技術，以衛生為目的的適合不（bú）同醫（yī）療環境的多樣（yàng）性的（de）空氣衛生（shēng）技術才是我（wǒ）國醫療保健機構空氣淨化技術的（de）正確發展（zhǎn）方向。本（běn）文依（yī）據筆者和（hé）國外的研究，特別是美國環保署的《家用空氣淨化器指（zhǐ）南》[7，8]，就我國目前市場上的各種淨化技術和產品的基（jī）本原（yuán）理，效果和適用場所做一個資料性介紹與探討（tǎo），希望有助於正確（què）設計和選擇醫院空氣淨化工程係統和產品。

二．減少醫院（yuàn）空氣汙染的三種方法


減少室（shì）內空氣汙染濃度的三種基本方法是（shì）汙染源控製、通風和淨化空氣。


汙染源控製


指消除個別汙染物的源頭，或減（jiǎn）少其排放。這通常是減少（shǎo）汙染物（wù）最有效最經濟的方法。引起醫院院內感染和呼吸道疾病擴（kuò）散的空氣微生物汙染源，通常可以在源頭被控製。例如，手術（shù）室的空氣微生（shēng）物汙（wū）染源主要是手術（shù）組人員散發的微生物，可以通過使用隔離微生物擴散的（de）隔離手術服和局部（bù）動態空氣殺菌淨化裝置有效控製（圖1和圖（tú）2）。傳染病房的來自（zì）病人（rén）自身的呼吸道和接觸性傳染微生物，可以通過病房無菌環（huán）境建築隔離（lí）、氣流組織通風設計和動態消毒係統（tǒng）使（shǐ）微生物傳染源被控製在床位和（hé）房間局部範圍內。

通風

   通（tōng）常應對（duì）生物和化學汙染風（fēng）險的最佳方式是控製、消滅汙染（rǎn）源，並引入室外清潔空氣（qì），保持通風。但天氣條件、或室外空氣受汙染，可能會限（xiàn）製通風。

   通過滲透、自然通風、或機械通（tōng）風的方式（shì）（圖3），將室外空氣帶入（rù）室內（nèi），使整（zhěng）個建築換氣，並將受汙染的空氣排出室外。盡管會受限於天氣（qì）狀況，但這種方法可以（yǐ）有效去（qù）除或稀釋室內氣載汙染物（wù），從而降低汙染水平，改善室（shì）內空氣衛生質量（IAHQ）。在2003年SARS期間，最有效的預防SARS擴散的方法就是通風。廣東地區的醫院建築風格注重自然通風，結果SARS傳染病的控製效（xiào）果（guǒ）比采用密閉中央空調的香港醫院和注（zhù）重密閉保溫（wēn）的北（běi）京醫院好得多（duō），沒有發生SARS傳染（rǎn）病在醫院大規模（mó）爆發，甚至廣（guǎng）州的一些收治SARS病人的（de）醫院的醫護（hù）人員感染率為“零”。

    反到是鍾南山教授所在的廣州醫學院第一附屬醫院的（de）新建萬級淨化ICU，收治了SARS病人，由於密閉循環通風和高效過濾器對直徑隻有（yǒu）0.1微米的SARS病毒濾除效果有限，結果幾乎全部醫護人員均被（bèi）感染（rǎn）。而（ér）廣東省（shěng）人民醫院的傳染科病房，也收治了許多SARS病人，但采用開窗自然通風和（hé）負壓氣（qì）流控製，無一例感染。SARS傳（chuán）染病爆發過後（hòu），鍾南山教授總結治療，提出17.C-起草官网應（yīng）該反思這種淨化模式。

   對用於通（tōng）風的（de）室外空氣應給予衛生評估。這些室外空氣的質量應在可以接受的範圍內，且包含的汙染物和濃度不（bú）得超過在室內條件下（xià）被認為不可接（jiē）受或有害的水平。如果室外存在汙染源或存在氣候問題，使用通風減少室內（nèi）的汙染物時，應進行細致的評估。

空氣淨化

       在通風方法（fǎ）無法（fǎ）充分處理室內（nèi）空氣汙染時，空氣淨化裝置就有了用武（wǔ）之地。空氣過濾（lǜ）器和其它空氣（qì）淨化裝置就是用於清除室內空氣中的汙染物的。這些（xiē）裝置有些（xiē）可裝於醫院（yuàn）中央暖通空調（HVAC）係統的管（guǎn）道中或送回風末端，清（qīng）潔整（zhěng）所房子的空氣。壁掛式和（hé）便攜式房間空氣淨化器可（kě）用於清潔一（yī）間房間的局部區域，但不能（néng）有效地淨化整個房間的（de）空氣。此外（wài），這類房間空（kōng）氣淨化器受到風機噪聲的限製，淨化空氣輸出率有限。


2012年衛生部頒發的《醫院空氣淨化管理規範》提出了六種非自然通風醫院環境空氣淨化方法：


1）集中空調通風係統（含淨化消毒（dú）裝置）；


2）空氣潔淨技術；


3）循環風紫外線消毒器；


4）靜電吸附式空氣消毒（dú）器；


5）紫外燈照射消毒；


6）能使消毒後空氣中的細菌總數（shù）≤4/15 CFU /5min.直徑9cm平（píng）皿)其他空氣消毒產品;


     《醫院空氣淨化管理規範》的頒發（fā），是我國醫院空氣淨化技術發展的重要裏程碑，將規範和指導我國醫療保健市場空氣（qì）衛生技（jì）術的科學發（fā）展。目前，淨化界的大多數工程技術人員，還（hái）不太了解除三級過濾空氣潔淨技（jì）術外的其它5項醫院（yuàn）常用的多樣性的（de）以消毒殺菌為核心的空氣（qì）衛（wèi）生淨化技術。暖通（tōng）和淨化界需要（yào）學習《醫院空氣淨化管理規範》，了解和掌握以消毒殺菌為核心的空氣（qì）衛生工程淨化技（jì）術。淨化是手段，衛（wèi）生（shēng）是目的（de）。將多樣性空氣消毒殺菌技術轉變為（wéi）與建築工程結合的衛生工程技術，是我國醫療保健機構建設發（fā）展的時代需要。


三．空氣淨化技術和空氣淨（jìng）化器信息


    空氣淨（jìng）化裝（zhuāng）置可按其設計用於清除的（de）汙染物的種類（顆粒、氣態汙（wū）染物）分類。    


    按所（suǒ）需控製空氣（qì）汙染物的種類，可將空氣淨化器分類為（wéi）：


1）空氣（qì）顆（kē）粒淨化器；


2）空氣化學和氣味淨化器；


3）空氣生物淨化器（qì）。


   按空氣淨化裝置（zhì）的淨化原理可將空氣淨化器分為二類：


1）稀釋法（fǎ）空氣淨化器，即通過空（kōng）氣淨化器輸出一定量的淨化空氣，稀釋房間汙染空氣（qì），達到一定空氣淨化效果。高流量的空氣（qì）淨化器對應高潔淨的室內空氣環境。如層流技術是最（zuì）高標準的稀釋法淨化技術，通過幾百次換氣（qì）和定向氣流流動稀釋空氣汙染，達到稀釋法最高的空氣淨化效果（guǒ）。


2）濃度法空氣淨化（huà）器，即使所控製環境空氣中具（jù）有淨化空（kōng）氣效果的（de）物（wù）理或化（huà）學因子達到一定（dìng）濃度（dù），以實現空（kōng）氣淨（jìng）化。如（rú）臭氧空氣淨化器（qì）和離子（zǐ）空氣淨（jìng）化器。濃度法空氣（qì）淨化（huà）器的淨化效果（guǒ）與空氣淨化因子的濃度有關（guān），與流量關聯小，高濃度的室（shì）內空氣淨（jìng）化因子（zǐ）對應高淨化（huà）的房間空氣。如高（gāo）濃度的負離子空氣環境，對應（yīng）高度無菌和清新的室內空氣環境。顯然，采用空氣淨（jìng）化（huà）濃度法比稀釋法可以顯著減少（shǎo）運行能耗和（hé）建設投（tóu）資，並且對目標環境（jìng）的建築空間（層高，機房）幾乎沒有要求。


有兩種空氣淨化裝置可以清除空氣（qì）中的（de）顆粒（lì）：機械空氣過濾器和電子空氣淨化器。


機械空氣過濾器


    如高效微粒空氣過濾器（HEPA），其過濾材料可以（yǐ）捕獲顆粒，從而（ér）將之從空氣中（zhōng）清（qīng）除。大多數機械（xiè）空氣（qì）過濾器長（zhǎng）於捕獲尺寸較（jiào）大的氣載顆粒，如灰塵（chén）、花粉、某些（xiē）黴菌孢子、動物毛屑，以及含有塵蟎、蟑螂過敏原的顆粒。但是因為這些顆粒沉積速度較快，機械空氣過濾器並不能很好地將它們從室內完全清除（chú）出去。對於可能引起醫院（yuàn）呼吸（xī）道傳染病爆發的病（bìng）毒微（wēi）粒，由於其尺寸微小（0.003~0.06微米），高效過濾器（≥0.3um,99.997%過濾效率）難以有效地濾除病毒氣溶膠。國標《潔淨室級相關受控環境》（ISO14644國際標準）[9]（表1）給出的5級潔淨空氣環境（100級）的≥0.3微米顆粒（lì）的允許數目為≤3500個（gè）/m3;但對於0.1微米顆粒的允許數量高達≤100000個/m3。對應1000級，≤0.1微米的允許（xǔ）顆粒數為1000000個/m3。由此（cǐ）可見（jiàn）,對於比（bǐ）0.1微米（mǐ）尺寸更小的病毒,高效過濾（lǜ）器的濾除效（xiào）率非（fēi）常有限,需要（yào）采取（qǔ）消毒殺（shā）菌淨化技術才能有效控製。

    美國（guó）已經開發出（chū）數種標準方法用於測量安裝在暖通空調（diào）係統內的不（bú）同類型（xíng）的空（kōng）氣過濾器的過濾效率。應用這些方法可以比（bǐ）較不同公司（sī）生產的空氣過濾的性（xìng）能。美（měi）國采（cǎi）暖製冷與空調工程師協會（ASHRAE）與美國環境科學和技術（shù）學會（IEST）已經發布了數項空氣過濾器評級推薦性（xìng）標準。


   評（píng）估顆粒去除效率有4種標準（zhǔn）方法（fǎ）：計重法、大氣塵比色效（xiào）率法、鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）穿透率法、和（hé）粒度過濾效率（PSE）法


計重法（定義見ASHRAE標準52.1-1992）[10]，


   一般用於評估過濾最大、最重顆粒的低效過濾器。這些過濾器通常用於風道和空調係統（tǒng）中，保（bǎo）護（hù）受控環境內的裝置，或用作上遊過濾器保護效率更高（gāo）的過濾器。運用該方法時，將人造塵埃送入空氣淨化器中，按過濾器（qì）濾掉（“阻擋”）的塵埃重量計算比例。計重法在評估對較小的可吸入（rù）顆粒物的過濾效率時作用有限，因為測試所用的顆粒一般大於可被（bèi）吸入肺部深處的顆粒，如PM2.5。


大氣塵比色效（xiào）率法（定義亦（yì）見ASHRAE標（biāo）準52.1-1992）[11]


   一般（bān）用（yòng）於評測中（zhōng）效過濾器過濾能玷汙牆壁及其它室內表麵的細（xì）微氣載塵埃顆粒的（de）效率。將自然產生的大（dà）氣塵埃送入空氣淨化（huà）器中，檢（jiǎn）測其降低幹淨的目標紙受（shòu）玷（diàn）汙（wū）情況的能力，以此確定淨化器過濾空氣中顆粒的能力。


DOP滲透（tòu）率法[12]


   見IEST-RP CC001.4檢測方法，用於評估真正的高效微粒空氣過濾器。由均（jun1）一直徑0.3pm的顆粒形成的DOP氣溶膠送入過濾器。通過檢測過濾器的上流和下流測得的濃（nóng）度決定過濾器的效率，或者說是檢測由過濾器濾掉的顆粒的百分比。


PSE法[13]


   見ASHRAE標準52.2-2007，是通過逐步加大人造（zào）塵埃的量，檢查（chá）過濾器過濾特（tè）定粒度的顆粒的綜合最小效率。PSE法並不排除使用DOP滲透率法和計重法。初效過濾器之類極低效的空氣過濾（lǜ）器（qì）仍必須按計重法檢測。綜（zōng）合（hé）最小效率值的平均值用於確定空（kōng）氣淨化（huà）器的（de）最低效率報告值（MERV）。MERV值最低為1,最高為20。 


   ASHRAE標準52.1.1992《全麵通風中過濾顆粒物的空氣淨化裝置檢測方法中的重量與比色分析程序》已（yǐ）於2009年撤銷。該標（biāo）準的內容現已並入ANSI/ASHRAE標準52.2《全麵通風用空氣淨化（huà）裝置過濾效率粒度檢測法》附（fù）錄B中。該 附錄規定計算過濾器的計重效率時，應使用最低效率報告（gào）值（MERV）1-4，計算過濾器的大（dà）氣塵比色效率時，使用MERV值為（wéi）5-16。表2為美國（guó）環保署《》ASHRAE標準的（de）過濾器最低效率報告值（MERV）和應用範圍。工（gōng）程界選擇過濾（lǜ）器，應根據使用目的和能（néng）效比選擇不（bú）同效率（lǜ）的過濾器。


   例如，使（shǐ）用目的是（shì）控製微生物，所選擇的終過（guò）濾器（qì）可以是（shì）MERV14-MERV16，既中效到高中效過濾器。

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