室內(nèi)空氣中致病微生物控制技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

侯立安

全球爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）對(duì)人的生命健康造成了嚴(yán)重影響，已成為一場(chǎng)全球性的公共衛(wèi)生危機(jī)。當(dāng)前我國(guó)新冠疫情防控成效顯著，但境外疫情擴(kuò)散蔓延勢(shì)頭仍未得到有效遏制，國(guó)內(nèi)個(gè)別地區(qū)聚集性疫情仍然存在，疫情防控已經(jīng)進(jìn)入科學(xué)精準(zhǔn)的常態(tài)化防控階段。

新冠病毒的傳播途徑包括呼吸道飛沫傳播、氣溶膠傳播和密切接觸傳播。飛沫傳播和氣溶膠傳播均是以空氣為介質(zhì)發(fā)生傳播。飛沫傳播距離一般在1.5米以內(nèi)，飛沫直徑大于5微米。世衛(wèi)組織建議采取保持一定的安全距離、佩戴口罩等措施防止感染風(fēng)險(xiǎn)?！吨袊?guó)-世界衛(wèi)生組織新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）聯(lián)合考察報(bào)告》中指出：“新冠肺炎在無(wú)防護(hù)下通過飛沫和密切接觸在感染者和被感染者之間發(fā)生傳播，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中或可存在因醫(yī)療操作產(chǎn)生氣溶膠而發(fā)生空氣傳播的可能?！毙鹿诓《靖街跉馊苣z上，可借助空氣傳播。生物氣溶膠（病毒）大小一般在0. 02至0. 3微米，在空氣中存活的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3個(gè)小時(shí)。在戶外的開放空間，新冠病毒氣溶膠由于大氣稀釋作用及自身衰減，不易致病。在疫區(qū)的醫(yī)院、學(xué)校、公共場(chǎng)所等，在沒有良好的室內(nèi)通風(fēng)凈化設(shè)施的環(huán)境下，感染者產(chǎn)生的氣溶膠病毒顆?？赡茉谑覂?nèi)產(chǎn)生聚集，通過空氣傳播加劇交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。因此，要加強(qiáng)室內(nèi)空氣病原微生物凈化消毒體系建設(shè)，有效降低室內(nèi)空氣病毒傳播風(fēng)險(xiǎn)，保障人民群眾生命健康安全。

室內(nèi)空氣凈化消毒技術(shù)現(xiàn)狀

空氣既是人類賴以生存的必要條件，也是傳播疾病的重要媒介；以空氣為傳播媒介的流行病日益頻發(fā)。空氣微生物包括對(duì)人體有害的病毒、細(xì)菌、支原體和真菌或其孢子等，一般以氣溶膠的形式存在。因微生物氣溶膠引起的呼吸道感染率高達(dá)20%，所以諸如SARS、禽流感、甲型H1N1流感、新型冠狀病毒等呼吸道病毒傳染病，已成為公共衛(wèi)生的重大威脅，嚴(yán)重影響了人民群眾身體健康和生命安全。

室內(nèi)空氣凈化技術(shù)可以提高室內(nèi)空氣質(zhì)量、改善居住和辦公條件、增進(jìn)身心健康。室內(nèi)空氣凈化技術(shù)主要分為：1.被動(dòng)吸附過濾式；2.主動(dòng)釋放凈化式；3.雙重凈化式。自然或機(jī)械通風(fēng)是較為簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、有效的凈化空氣的方法。這種方法通過控制換氣次數(shù)、換氣效率等指標(biāo)，來提升空氣質(zhì)量。但在通風(fēng)換氣的過程中，要考慮含病原體空氣的流向，防止病原體在空氣中的傳播。高效過濾技術(shù)是將微生物吸附攔截在濾網(wǎng)上，達(dá)到去除室內(nèi)細(xì)菌、病毒等污染物的目的。H12、H13級(jí)別的HEPA濾網(wǎng)，從理論上來說，對(duì)病毒氣溶膠顆粒有一定的凈化效果。運(yùn)用紫外線消毒、等離子體消毒、光催化消毒等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)病毒微生物的殺滅。要根據(jù)微生物的種類、數(shù)量等選擇適宜的消毒方法。

現(xiàn)有空氣凈化消毒技術(shù)裝備種類繁多，僅通過過濾或者吸附，無(wú)法實(shí)現(xiàn)致病微生物的完全消殺，尤其是在污染比較嚴(yán)重的疫區(qū)，在人員密集的醫(yī)院空氣中，可能存在種類更復(fù)雜、含量更高的病原微生物。這對(duì)空氣凈化系統(tǒng)病毒消殺能力提出了新的挑戰(zhàn)。

全流程空氣凈化消毒整體解決方案

在疫情常態(tài)化防控前提下，為防控新冠病毒氣溶膠傳播風(fēng)險(xiǎn)，本研究集成已成熟應(yīng)用和具有創(chuàng)新性的空氣凈化技術(shù)，開展了試驗(yàn)研究。研究提出了“室內(nèi)空氣病原微生物消殺—新風(fēng)系統(tǒng)保障—生態(tài)環(huán)境功能材料強(qiáng)化滅菌—負(fù)壓排風(fēng)滅活”的全流程空氣凈化集成技術(shù)方案，配套研發(fā)了空氣凈化系統(tǒng)核心裝備材料。試驗(yàn)證明該技術(shù)可有效改善房間空氣質(zhì)量，顯著降低致病微生物的傳播。針對(duì)疫區(qū)防疫實(shí)際需求，提出了不同應(yīng)用場(chǎng)景的空氣質(zhì)量保障解決方案，可實(shí)現(xiàn)空氣中致病微生物的全時(shí)段徹底消殺。

研發(fā)的空氣凈化消毒系統(tǒng)1，包括有新風(fēng)凈化、室內(nèi)凈化、室內(nèi)消毒、環(huán)境功能材料和排風(fēng)處理等五個(gè)凈化單元。根據(jù)防疫凈化需求，可以系統(tǒng)應(yīng)用，每個(gè)凈化單元單獨(dú)使用，也可通過組合部分單元加以應(yīng)用。具體應(yīng)用如下：

（一）負(fù)壓房間的快速改造。僅僅通過安裝部分空氣凈化系統(tǒng)，就可在極短時(shí)間內(nèi)將普通民房、病房、公共建筑改造為兼具負(fù)壓和消毒功能的病房，可有效解決病區(qū)容量不足等問題。

（二）疫區(qū)病房空氣質(zhì)量保障。針對(duì)新建、擴(kuò)建和改建等不同類型醫(yī)院，選擇相應(yīng)的空氣凈化消毒系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院空氣中致病微生物的全時(shí)段消殺。

（三）空氣凈化設(shè)施升級(jí)改造。為保障公共及居住建筑室內(nèi)空氣環(huán)境安全，在不破壞現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上，升級(jí)改造空氣凈化系統(tǒng)，提升室內(nèi)空氣質(zhì)量，阻止新冠病毒傳播。

空氣凈化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

（一）空氣質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)

研發(fā)采集和檢測(cè)空氣中及附著在物體表面病毒的方法和儀器，用以實(shí)現(xiàn)空氣中病毒微生物的快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)。如：生物氣溶膠采樣器、病毒在線自動(dòng)檢測(cè)裝置。將病毒檢測(cè)模塊與其他空氣質(zhì)量檢測(cè)模塊優(yōu)化集成，構(gòu)建室內(nèi)空氣質(zhì)量智能監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，對(duì)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行監(jiān)控，聯(lián)動(dòng)空氣凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)與凈化。

（二）新風(fēng)及排風(fēng)系統(tǒng)

研發(fā)集高效熱回收、溫度控制、濕度調(diào)節(jié)、空氣污染物凈化為一體的新風(fēng)系統(tǒng)，為醫(yī)護(hù)人員提供舒適的工作環(huán)境。結(jié)合建筑形式與內(nèi)部空間布局，推進(jìn)新風(fēng)系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)（分體式設(shè)計(jì)、室外機(jī)實(shí)現(xiàn)空氣凈化）、節(jié)能降耗，以及管道清洗維護(hù)。

采用釋放潔凈空氣發(fā)生和定向輸送技術(shù)，定向輸送至工作區(qū)及病床區(qū)域，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)“清潔區(qū)”“過渡區(qū)”“污染區(qū)”依次定向流動(dòng)，降低交叉感染風(fēng)險(xiǎn)。采用新風(fēng)系統(tǒng)與負(fù)壓系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，使得病房?jī)?nèi)既有新鮮空氣流入，又形成穩(wěn)定的負(fù)壓梯度。病房?jī)?nèi)的空氣經(jīng)高效過濾器濾菌，再經(jīng)消殺后，通過負(fù)壓系統(tǒng)排出，形成病房?jī)?nèi)安全可控的空氣交換流動(dòng)。

（三）室內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)

1.開發(fā)具有殺菌消毒功能的空氣凈化器

空氣凈化器可采用納米石墨烯高效過濾膜、紫外光催化、低溫等離子體等凈化組合技術(shù)；可采用超細(xì)霧化技術(shù)，使之形成霧狀，在水汽中加入消毒液，具有更高的病毒細(xì)菌殺滅效果。

2.開發(fā)具有多重功能的模塊化空氣凈化器

如何對(duì)空氣凈化器進(jìn)行高度集成，節(jié)約室內(nèi)空間，是決定空氣凈化器未來發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)因素之一。通過技術(shù)集成實(shí)現(xiàn)凈化器的模塊化，使之具備多重凈化功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒、VOC等不同目標(biāo)污染物的同時(shí)去除，是凈化器未來發(fā)展趨勢(shì)之一。

3.研發(fā)便攜式的空氣凈化設(shè)備

空氣凈化的環(huán)境復(fù)雜多樣，在某些場(chǎng)所不便于使用大型的空氣凈化器?；谶@類情況，空氣凈化器向小體積、便攜化發(fā)展將成為趨勢(shì)。

4.研發(fā)生態(tài)環(huán)境功能材料

研發(fā)具有空氣污染物凈化作用、抗菌殺毒的生態(tài)環(huán)境材料，可有效提升室內(nèi)空氣質(zhì)量。如納米纖維空氣過濾材料、石墨烯氣凝膠等。采用二氧化鈦、石墨烯量子點(diǎn)納米材料，制備抑菌凈化功能涂層，提高對(duì)病原微生物的消殺率。

（四）智能空氣質(zhì)量保障系統(tǒng)

利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)，在線測(cè)量室內(nèi)外環(huán)境質(zhì)量，控制室內(nèi)凈化、消毒、新風(fēng)等設(shè)施，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院等建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量智能化調(diào)節(jié)，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合。

抗疫期間，更要高度重視醫(yī)院空氣環(huán)境質(zhì)量安全，應(yīng)用全流程的空氣凈化組合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中病毒高效消殺并阻斷其傳播，為打贏抗疫戰(zhàn)役提供堅(jiān)實(shí)的科技支撐。

在“走向生態(tài)文明新時(shí)代，建設(shè)美麗中國(guó)”宏偉愿景下，大力推進(jìn)室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量控制技術(shù)的研發(fā)，不僅具有廣闊發(fā)展前景和重要意義，同時(shí)也是人民群眾對(duì)美好生活的共同追求。