空氣消毒在預防呼吸道傳染病中的意義及方法探討

陳美戀，高 燕，2

(北京大學人民醫(yī)院 1. 醫(yī)院感染管理辦公室； 2. 感染科， 北京 100044)

呼吸道傳染病防控面臨很大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)和新發(fā)呼吸道傳染病均嚴重危害人類健康，甚至威脅人類生命。每年冬春季節(jié)流行性感冒(簡稱“流感”)高發(fā)，據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)估計，全球每年流感病例可達10億，其中重癥病例300萬～500萬，與流感相關(guān)的呼吸道疾病死亡人數(shù)高達29萬～65萬[1]。近年來，新發(fā)呼吸道傳染病不斷出現(xiàn)，如2003年的嚴重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndromes，SARS)、2009年的甲型H1N1流感(H1N1 influenza)、2012年的中東呼吸綜合征(Middle East respiratory syndrome，MERS)以及2019冠狀病毒病(coronavirus disease 2019，COVID-19)等[2-3]。經(jīng)呼吸道飛沫傳播是呼吸道傳染病的主要傳播途徑，空氣管理和正確消毒對于預防和控制呼吸道傳染病的傳播至關(guān)重要。本文通過梳理防控呼吸道傳染病時空氣消毒的重要性和常用消毒方法，為醫(yī)療機構(gòu)提供參考。

1 空氣消毒對呼吸道傳染病防控的重要性

1.1 呼吸道傳染病的傳播特點 呼吸道傳染病是病原體從患者的咽喉、鼻腔、氣管或支氣管等呼吸道進入體內(nèi)，導致患者出現(xiàn)一系列具有傳染性特點的呼吸道疾病。常見的傳統(tǒng)呼吸道傳染病(如流感[4-5])，以及新發(fā)呼吸道傳染病(如COVID-19、SARS、MERS等[6-8])主要傳播途徑為經(jīng)呼吸道飛沫和接觸傳播，同時還存在氣溶膠傳播的可能，具有傳播途徑復雜、傳播范圍廣泛、人群普遍易感等特點，極易造成暴發(fā)和流行，而且防控難度大。

1.2 空氣在呼吸道傳染病傳播中的作用 空氣以及空氣中的氣溶膠、飛沫顆粒是呼吸道傳染病傳播的重要媒介。國內(nèi)有學者進行了呼吸道傳染病空氣傳播[9]、氣溶膠傳播[10]感染概率模型預測，發(fā)現(xiàn)呼吸道傳染病交叉感染風險與患者呼吸通氣量、患者呼出病原體量、飛沫大小、患者數(shù)量、房間通氣量和換氣次數(shù)、暴露時間、暴露者與患者的距離、相關(guān)人員有無口罩防護等因素有關(guān)。加強通風能夠稀釋患者呼出的飛沫核，移除室內(nèi)空氣污染物使病原體濃度下降，從而降低呼吸道傳染病交叉感染的風險。

呼吸道傳染病患者居住區(qū)域周圍的空氣也可能受到污染而增加疾病交叉?zhèn)鞑サ娘L險，需要引起關(guān)注和重視。含有病原體的較小顆粒的微生物氣溶膠可懸浮在空氣中，呼吸道直接吸入引起感染[11]。中國臺灣學者的一項研究[12]顯示，流感病例的發(fā)生與空氣質(zhì)量密切相關(guān)。英國學者對甲型H1N1流感患者所在區(qū)域進行空氣采樣檢測，發(fā)現(xiàn)有空氣標本流感病毒核酸陽性[13]。吉林大學第一醫(yī)院的一項研究[14]也發(fā)現(xiàn)，在清潔消毒前對COVID-19患者隔離病室進行空氣采樣，19份空氣標本中有1份COVID-19病毒核酸陽性。美國國立衛(wèi)生院研究COVID-19及SARS病毒在氣溶膠和物體表面的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)新冠病毒可在氣溶膠中存活3 h[15]。武漢大學病毒學國家重點實驗室對病區(qū)及廁所、居民小區(qū)和超市等空氣采樣，定量分析COVID-19病毒載量和氣流動力學特征，發(fā)現(xiàn)隔離病區(qū)空氣中氣溶膠沉降顆粒病毒載量較高，可造成環(huán)境的污染[16]。SARS流行期間，有學者研究了定點醫(yī)院小湯山醫(yī)院SARS病房內(nèi)外空氣污染情況，發(fā)現(xiàn)SARS患者病房、內(nèi)走廊、護士站和病房排氣口下風向5 m處病毒核酸檢測呈陽性，但所有空氣標本都未檢測出活的SARS病毒，考慮SARS患者病房的通風和消毒措施能有效降低室內(nèi)污染程度[17]。2003年香港淘大花園小區(qū)的SARS暴發(fā)事件，感染人數(shù)超過300例，研究人員基于流體力學建立了SARS病毒氣溶膠的流動擴散模型，結(jié)果顯示氣溶膠是該小區(qū)SARS傳播的重要途徑，感染患者的空間分布等因素對SARS傳播具有重要影響[18]。

1.3 呼吸道傳染病防控的空氣消毒要求 空氣消毒是切斷呼吸道傳染病傳播途徑的重要手段，是控制呼吸道傳染病傳播的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在醫(yī)療活動過程中采取科學、適宜的動態(tài)空氣消毒方法，能夠有效控制醫(yī)院感染發(fā)生和各種呼吸道傳染病的交叉?zhèn)鞑19]。按照國家相關(guān)規(guī)范和標準的要求[20-22]，有條件的醫(yī)療機構(gòu)應將呼吸道傳染病，尤其是經(jīng)空氣傳播疾病患者隔離于建筑布局、空氣管理等符合要求的負壓病房。但是呼吸道傳染病暴發(fā)流行期間，收治呼吸道傳染病患者的隔離病區(qū)大多不具備嚴格的負壓隔離條件。感染疾病科/發(fā)熱門診、急診、呼吸科門診等也是呼吸道傳染病傳播的高風險區(qū)域，空氣管理和正確消毒的重要性尤為凸顯。流感防控策略[1, 4]、SARS醫(yī)院感染預防與控制技術(shù)指南[23]、COVID-19防控方案[24-25]均明確指出空氣消毒的重要性和要求。

2 呼吸道傳染病防控的常用空氣消毒方法

根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范指南[26-27]的要求，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻研究結(jié)果，將呼吸道傳染病防控的常用空氣消毒方法，包括物理消毒和化學消毒的適用范圍，使用方法及其效果等簡要介紹，醫(yī)療機構(gòu)和相關(guān)區(qū)域可根據(jù)實際情況、環(huán)境條件綜合考慮進行選擇。見表1。

表1 呼吸道傳染病常用空氣消毒方法及應用

2.1 物理消毒

2.1.1 通風 包括自然通風和機械通風。自然通風是指利用建筑物內(nèi)外空氣的密度差異引起的熱壓或風壓，促使空氣流動而進行的通氣交換。研究者通過采用現(xiàn)場測量、數(shù)值模擬及理論計算等方法，研究病房內(nèi)自然通風對呼吸道傳染病傳播的影響，結(jié)果顯示適當?shù)淖匀煌L能夠滿足相關(guān)標準中關(guān)于病房通風量的最低限值，使病房內(nèi)的感染風險維持在與機械通風相當?shù)乃?，可以作為一種防控呼吸道傳染病傳播的有效手段[28]。自然通風被證實是最簡單、有效、可持續(xù)應用的預防和控制病原體傳播的空氣消毒方式，能夠顯著降低流感的傳播[29-30]。在通風條件較好、外界空氣清潔的區(qū)域，可適時進行自然通風。國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的COVID-19防控方案也建議患者隔離病室內(nèi)保持空氣流通，每日通風 2～3 次，每次不少于 30 min。

機械通風是指通過安裝通風設(shè)備，利用風機、排風扇等運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動力使空氣流動。傳染病醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范提出[31]，傳染病醫(yī)院或傳染病區(qū)應設(shè)置機械通風系統(tǒng)，呼吸道傳染病門診、發(fā)熱門診最小換氣次數(shù)應為6次/h，采取“上送下排”的模式，遵循潔污不交叉，不逆流的原則，不同區(qū)域送風、排風分開獨立設(shè)置，清潔區(qū)每個房間送風量大于排風量150 m3/h、污染區(qū)每個房間排風量大于送風量150 m3/h。相比自然通風，機械通風不易受到季節(jié)、室外風力和氣溫等環(huán)境因素的影響，但是存在能耗、管道設(shè)計、風機功率以及機械通風設(shè)備的清潔與消毒等方面的難題。

2.1.2 集中空調(diào)通風系統(tǒng) 空調(diào)通風系統(tǒng)與呼吸道傳染病傳播相關(guān)研究：2003年SARS流行期間，北京某醫(yī)院對SARS病區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)進行過濾網(wǎng)和冷凝水采樣檢測，發(fā)現(xiàn)存在SARS病毒[32]；美國學者對空調(diào)通風系統(tǒng)的過濾網(wǎng)進行常見呼吸道傳染病病毒的檢測，發(fā)現(xiàn)部分過濾網(wǎng)檢測到流感和副流感病毒核酸[33]。目前，尚無明確證據(jù)表明新冠病毒通過空調(diào)傳播，國內(nèi)外學者也存在不同的觀點，但有案例表明未配置良好的過濾系統(tǒng)，機組不斷循環(huán)室內(nèi)空氣不能減少室內(nèi)病毒數(shù)量，反而擾亂室內(nèi)氣流，使得局部產(chǎn)生的病菌擴散到全室，加大傳播風險[34]，因此空調(diào)通風系統(tǒng)啟動之前，必須掌握系統(tǒng)的特點，以防止由于空調(diào)通風系統(tǒng)使用不當而導致疾病，尤其是呼吸道傳染病的交叉?zhèn)鞑ァ?/p>

COVID-19、2003年SARS流行期間，相關(guān)指南均對辦公場所和公共場所空調(diào)通風系統(tǒng)的運行提出了要求[23,35]：(1)全空氣空調(diào)通風系統(tǒng)，應關(guān)閉回風閥，采用全新風方式運行；(2)風機盤管加新風的空調(diào)通風系統(tǒng)應確保新風直接取自室外，禁止從機房、樓道和天棚吊頂內(nèi)取風，保證排風系統(tǒng)正常運行，大進深房間應采取措施保證內(nèi)部區(qū)域的通風換氣，新風系統(tǒng)宜最大新風量運行，預防與控制SARS醫(yī)院感染技術(shù)指南建議新風量不低于30 m3/人·h；(3)無新風的風機盤管系統(tǒng)(類似于家庭分體式空調(diào))的空調(diào)，通風系統(tǒng)應開門或開窗，加強空氣流通?？照{(diào)通風系統(tǒng)的清洗消毒遵循《公共場所集中空調(diào)通風系統(tǒng)清洗消毒規(guī)范》(WS/T 396—2012)的要求，當場所內(nèi)發(fā)現(xiàn)呼吸道傳染病確診或疑似病例應暫停使用。

2.1.3 紫外線消毒 紫外線照射能夠有效殺滅呼吸道傳染病病毒。采用紫外線照射試驗用SARS、MERS、甲型流感、埃博拉和呼吸道合胞病毒的懸液5 min，均能夠使以上病毒失去活性[36]。前期研究顯示，紫外線消毒對于流感傳播有著良好的阻斷作用[37-38]。國外學者使用200～280 nm波長紫外線照射SARS病毒研究滅活效果，發(fā)現(xiàn)1 min后病毒部分滅活，并且1～6 min以內(nèi)，照射時間越長滅活效果越顯著，照射15 min后滅活到檢測限值以下水平[39]。意大利一項關(guān)于紫外線照射對冠狀病毒活性效果的研究也獲得類似的結(jié)果[40]。

空氣凈化管理規(guī)范提出，使用紫外線進行空氣消毒需遵循廠家使用說明，安裝燈管數(shù)量為平均≥1.5 W/m3，紫外線燈采取懸吊式或移動式直接照射，照射時間≥30 min。注意保持紫外線燈管表面清潔，每周用70%～80%乙醇擦拭一次，發(fā)現(xiàn)表面有灰塵、油污時及時擦拭。紫外線消毒時房間內(nèi)要保持清潔干燥，減少塵埃和水霧，溫度<20℃或>40℃、相對濕度>60%時適當延長照射時間；定期監(jiān)測紫外線的輻照強度，紫外線新燈的輻照強度不低于90 μw/cm2，使用中紫外線燈的輻照強度不低于70 μw/cm2，當輻照強度降低到要求值以下及時更換。紫外線消毒操作簡單、方便，對周圍環(huán)境無污染，但消毒效果受到照射時間和距離、環(huán)境溫濕度、燈管是否清潔等因素的影響，而且直接照射人的眼睛可引起電光性眼炎，造成角膜損傷，適用于無人狀態(tài)下室內(nèi)空氣的消毒。

2.2 化學消毒 化學消毒是應用對病原體有殺滅作用的化學消毒劑，運用工具使其懸浮于空氣中，殺滅其中病原體以達到預防和控制傳染病傳播的方法。對呼吸道傳染病病原體有效的常見化學消毒劑包括過氧乙酸、二氧化氯、過氧化氫、臭氧等。意大利學者對SARS和流感病毒的消毒劑抵抗性研究[41]發(fā)現(xiàn)，0.05%次氯酸鈉、0.035%過氧乙酸作用2 min能夠抑制 SARS 病毒的復制，作用30 min完全破壞病毒基因的完整性，而0.1%次氯酸鈉僅作用1 min就可以完全破壞SARS病毒和甲型流感病毒的復制及其基因的完整性。0.5%過氧化氫和0.1%次氯酸鈉作用1 min內(nèi)可有效降低SARS、MERS以及人冠狀病毒的傳染性[42]。在溫度20℃、濕度70%的狀態(tài)下，20.3 mg/m3臭氧作用20 min能夠殺滅空氣中的冠狀病毒[43]。由于化學消毒劑一般具有刺激性和腐蝕性，適用于無人狀態(tài)下的室內(nèi)空氣消毒，在醫(yī)療機構(gòu)多用于患者出院后的終末消毒，醫(yī)院空氣凈化管理規(guī)范推薦使用超低容量噴霧法、熏蒸法進行化學消毒劑的空氣消毒。

2.2.1 超低容量噴霧法 超低容量噴霧法是將消毒液霧化成20 μm以下的微小粒子，在空氣中均勻噴霧，使化學消毒劑與空氣中微生物顆粒充分接觸，以殺滅空氣中的微生物：將配置好的3%過氧化氫、5 000 mg/L過氧乙酸或500 mg/L二氧化氯等消毒劑，按照20～30 mL/m3的用量加入到超低容量噴霧器中。關(guān)好門窗，將室內(nèi)易腐蝕的儀器設(shè)備，如監(jiān)護儀、顯示器等物品蓋好，消毒人員做好個人防護，佩戴防護手套、口罩，必要時戴防毒面罩，穿防護服；接通電源進行消毒，按先上后下、先左后右、由里向外、先表面后空間，循序漸進的順序依次均勻噴霧；噴霧結(jié)束后人員撤離，關(guān)閉門窗，讓消毒劑充分發(fā)揮作用，過氧化氫、二氧化氯作用30～60 min，過氧乙酸作用1 h；消毒作用時間到達后打開門窗徹底通風。

2.2.2 熏蒸法 熏蒸法是利用化學消毒劑具有的揮發(fā)性，在一定空間內(nèi)通過加熱或其他方法使其揮發(fā)達到空氣消毒：關(guān)閉門窗，按照產(chǎn)品的使用說明將適量0.5%～1.0%(5 000～10 000 mg/L)過氧乙酸水溶液(1 g/m3)或二氧化氯10～20 mg/m3盛放到耐腐蝕、大小適宜的容器中，加熱蒸發(fā)或加激活劑，或采用20 mg/m3臭氧熏蒸消毒。作用時間、操作方法和注意事項等遵循產(chǎn)品說明，消毒完畢后打開門窗徹底通風。

2.3 空氣消毒器 空氣消毒器可用于有人狀態(tài)時的室內(nèi)空氣消毒，已被越來越多的醫(yī)療機構(gòu)所應用[44]?？諝庀酒鞯幕驹硎峭ㄟ^其中的消除因子作用于進入空氣消毒器的空氣，有效殺滅其中的微生物、濾除塵埃粒子。目前，空氣消毒器的常見消除因子包括過濾、循環(huán)風紫外線、靜電吸附式、光催化氧化等物理技術(shù)及臭氧等化學技術(shù)[45]。不同消除因子的效果有差異：研究者在室溫下測定銀、銅及其氧化物對SARS病毒殺滅效果，結(jié)果顯示，銀、銅催化氧化分別作用5、20 min SARS病毒即被完全滅活，表明催化氧化是一種通過空氣消毒系統(tǒng)對空氣進行消毒的潛在方法[46]。過濾除菌和靜電吸附效果受過濾材料的結(jié)構(gòu)、特征性能、濾網(wǎng)層次、濾孔大小等因素的影響。紫外線對呼吸道傳染病病原體的作用效果前文已介紹，臭氧等化學試劑的作用將在后文介紹，在此不贅述。但如何確?？諝庀酒鞯南蜃幽軌虺掷m(xù)作用，以達到有效殺滅病原體的目的，以及不同消除因子空氣消毒器對呼吸道傳染病病原體的消毒效果如何，有待進一步研究。并且空氣消毒器應取得衛(wèi)生部門消毒產(chǎn)品的衛(wèi)生許可批件，使用、檢修與維護時遵循消毒產(chǎn)品使用說明。消毒時關(guān)閉門窗，消毒器循環(huán)風量(m3/h)應大于室內(nèi)房間體積的8倍以上，進出風口無物品覆蓋或遮擋，用濕布清潔機器時先切斷電源。

3 總結(jié)

空氣消毒能夠有效預防和控制呼吸道傳染病的傳播，避免交叉感染。呼吸道傳染病流行期間，應保持室內(nèi)通風良好，正確使用集中空調(diào)通風系統(tǒng)，在有人狀態(tài)下可根據(jù)實際采取自然通風、機械通風或使用空氣消毒器進行空氣消毒，在無人狀態(tài)下可用紫外線照射消毒，或選用適當濃度的過氧乙酸、二氧化氯、過氧化氫等化學消毒劑，采用超低容量噴霧法或熏蒸法對空氣進行消毒。