生物凈化應采用綜合控制措施工程

   *以來我們依賴消毒滅菌消除受控空間中微生物危害，我國在上世紀70年代后期已經認識到化學消毒滅菌的局限性，開始借助工業潔凈技術這一物理手段來控制微生物污染，并取得一定效果。但是思路依然是將已經發生的病菌除掉。這是因為過去我們主要涉及工業潔凈室，控制危害工藝的微粒，對于那些沒有生命的微粒我們從來不會顧及微粒沉積在系統或室內（或稱為一次污染），也沒有考慮積塵積水會誘發微生物二次污染。盡管生物潔凈技術控制手段與工業潔凈似乎差不多。但是微生物是活的粒子，種類很多，生存條件各不相同，控制手段也不同。微生物在不利環境中會*的潛伏，一旦條件合適就會大量繁殖。另外生物潔凈室濕負荷常常比較高，系統去濕量大，或者說整個系統中只要存在一次污染就可導致*持續的潛在風險。如果我們控制措施不力，就有可能使得這種潛在風險造成傳染，引起交叉感染，甚至爆發大規模微生物的污染。

目前生物潔凈室凈化所用的空調機大多采用普通空調機組增加空氣過濾器等措施來控制生物污染。大量事實表明，單純的凈化除菌也無法有效地控制生物污染。這是因為在普通空調系統中確實存在微生物定植、繁殖與傳播這一關系鏈，如空調箱和管道內表面、冷卻去濕盤管、冷凝水盤與排水水封、加濕器及其存水容器、空氣過濾器表面等地方均有可能促成致病菌的不斷定植和繁殖，由于引發生物污染的因子是不存在zui小的控制粒徑的，單靠過濾器難以防范。平時我們所說的生物粒子，大多是依附在粒子上而形成不小于1μm的生物粒子，這就是大家熟悉的當量粒徑的概念。按理系統采用亞高效過濾器*可以了。如果微生物在系統中（尤其在過濾器表面）直接繁殖，所產生的生物污染因子直接進入送風氣流，不一定會形成生物粒子，這些直接在過濾器表面繁殖的微生物及其代謝物大多粒徑很小，很有可能穿透過濾器，被空調送風*送到每間房間，形成了空調系統的二次污染。這就是為什么近年來國內外相關標準都提高了末端空氣過濾器的效率的緣由。但事實表明仍然無法確保除掉所有二次污染發生的微生物及其代謝物?？梢婈P鍵的措施在于不讓微生物滋生，而不應隨它發生再采用措施消除它。從這理念出發才能發展合適的綜合控制措施。

如今生物潔凈技術已從傳統空調的提高熱濕交換效率的設計思路轉換到有效凈化除菌上來。我們已經認識到傳統空調系統存在著產生微生物污染的隱患，那么我們控制污染的思路是做減法還是做加法，所謂減法就是更換易污染的空氣處理裝置，直接消除空調系統的污染隱患，而加法則是增加“凈化”措施去消除空調系統所產生的污染。在世紀轉換之際我們已采用了一系列靜態和動態控制措施，用“減法”開發了生物凈化的空調機組。如不使用淋水式空氣處理裝置和水加濕器等，重視空調系統干燥和易清潔。相對來說，消除系統積塵較為簡單。有效防潮防濕思路應是濕度控制優先的觀念。優先考慮將系統中的水分盡快排除，避免水分的產生、飛揚、積存或局部形成高濕度。這些控制要求與措施已被GB50333－2002《醫院潔凈手術部建筑技術規范》和GB/T19569－2004《潔凈手術室用空氣調節機組》所采用。但是生物危害是多因子多途徑、隨時隨地發生的，每一項技術都有適用范圍或特定場所，不可能覆蓋所有領域。如新風過濾器難免會受潮，回風中微生物也有可能進入空調機等等，要控制微生物污染既要有針對性措施又要強調采用綜合技術。因此還要求生物凈化空調機在結構上便于消毒、清洗且停機后便于保持干燥、無積水。在要求更高的場所也可在“減法”的基礎上做“加法”。如采用抗菌過濾器、對盤管與凝水盤噴涂抗菌劑來消除表面微生物滋生問題，等等。但是“加法”應選擇安全、合理、恰當措施，不幸的是仍有許多廠家一味做“加法”，每一項措施總有其局限性與負面影響，多重抗菌措施組合在一起未必一定更安全，有時反而畫蛇添足，還會增加造價與運行費用。

可見應采用綜合措施來實施全新的微生物污染控制概念，應在“減法”的基礎上做些“加法”。將防菌與抗菌措施結合起來，將除菌的物理性能與殺菌的化學性能有機地結合在一起，將宏觀的空氣凈化技術與微觀的材料合成技術結合起來，為生物凈化提供了一種切實可行的保障體系。

2.生物凈化應采用綜合控制措施工程-生物凈化主要控制空氣途徑污染

每種技術措施或系統形式都有它的優點和缺點，有它的作用范圍，只要它存在總有它的合理性。生物潔凈技術主要是控制有害的生物氣溶膠（Bioaerosols），解決空氣途徑的污染，對于消除表面對象微生物目前zui有效的還是用化學藥物消毒殺菌。生物潔凈技術不可能替代消毒法，但可大大降低了消毒頻率、減少了消毒的劑量，有效地保護了室內環境。

一般來說，微生物的毒性是針對某個入侵途徑而言，由于人的呼吸系統的免疫力相對于腸道來說是很差的，或者說空氣途徑可感染性的感染劑量大大低于其他途徑。一般的講，微生物的毒性是針對某個入侵途徑而言。如人食1億個兔熱桿菌才感染，若吸入10~50個就發病。豚鼠對軍團病吸入的呼吸道半數感染劑量僅為腹腔的5%。我們要清醒地認識到大部分致病微生物都可以通過氣溶膠方式造成呼吸道感染。

醫療機構是一個特定環境，一方面匯集了各類病人，空氣中致病菌種類與數量可能高于其他場所，另一方面又存在大量免疫力低下病人或易感人群，易發生院內感染。院內感染是指入院出現的病因與原有疾病無關，而是在醫院內由新的病菌感染形成的。相對來說，空氣是微生物較不利的生存環境。引起院內感染的微生物，如*、綠膿桿菌、軍團病的病原菌等在大氣中幾乎不出現，但是由于人們的活動如疾走、不適當的操作和清掃，通風空調引起的不合適的氣流，將一些附著在表面的致病菌飛揚到空氣中形成浮游菌，有的隨氣流直接接觸患者，有的沉降在與人接觸的物品上，有的附著在他人的頭發和衣服上，再與人接觸或轉運到其他場所。由于疾病、藥物治療或放射性治療等原因，患者的抵抗力都有不同程度的損害，因此在醫院中院內感染幾率會大大增加，也加大控制空氣途徑污染的難度。

從微生物控制來說不外乎控制污染源、切斷傳播途徑、保護易感人群。其中切斷傳播途徑是控制空氣途徑傳播有效手段。我們以SARS疫情為例，建立隔離病房是控制污染源的措施。過去用空氣消毒難以殺滅空氣中所有懸浮菌，有效切斷空氣傳播途徑尤其是氣溶膠的傳播，即使門窗密閉也難以進行有效隔離。不解決這些問題，隔離病房流于形式，更無從談起保護易感人群。特別要注意隔離病房與無菌病房*不相同的。從切斷空氣途徑污染來說，兩者控制目標、通風空調設施與系統也不一樣（見表1）。.如兩者混淆后果不堪設想。

目前zui重要或zui有效的一個措施是生物潔凈技術。從表1可見它用過濾技術有效解決了消毒法中難以解決的空氣除菌問題，用氣流技術使患者發菌盡快就地排走，靠壓差控制技術切斷空氣途徑傳播，保護了環境與易感人群。

一種致病菌的毒力越強，引發病癥所需的侵入數量就越少。絕大多數病菌來說并不是一顆病菌侵入機體就會引起相應的癥狀，而是致病菌在入侵途徑上的數量累積到一定程度時，或者說必須達到足夠的侵入數量，才會引起危害或感染、發病。如果切斷空氣途徑傳播要求不能滲漏一個病菌，這如同三級生物安全實驗室，勢必壓差控制很大、要求很嚴，造價與運行費用難以承受。一般情況來說沒有這個必要，因為微生物控制是個量級上的概念?？梢娍刂瓶諝馔緩絺鞑ヒ惨袀€“度”，對此各國標準均規定相控制要求與壓差值。

民用空調主要針對健康人群，無需特別的控制空氣途徑感染的措施?？照{中表冷器的確有可能成為微生物的良好溫床，只要經常清洗就可以?？照{中凝結水也沒有想象那么可怕，并不是一出現就產生微生物污染。關鍵是不應讓凝結水積存，盡快排走（流水不腐），凝結水不可能瞬間滋菌，只要及時排出，也不會產生什么問題。千萬不要對凝結水，或對系統中空氣反復進行消毒?？照{系統產生化學污染后果更不堪設想。

3.-生物凈化對微生物污染實施一種*、持續、有效的控制      

過去的無菌室與現代無菌室的zui大的區別在于對控制的認識與要求。過去無菌室一直是采用密閉、消毒、低溫、單室控制的手段，雖然室內的微生物濃度也許一時能夠達標，但是由于不可能有效消毒室內空氣、消除室內人員發菌、阻止室外空氣的滲透，是無法維持無菌室*、持續、有效的控制，尤其是高度無菌控制場所。為此不得不準備兩間無菌房間，一間使用，另一間消毒待用，如使用房間微生物濃度偏高，馬上轉移到另一間待用房間，再去消毒原使用的房間、然后再轉入待用。這種*化學消毒對人的皮膚、神經系統、胃腸道及呼吸道有一定的不良影響，甚至損傷患者的免疫系統；容易抑制正常菌群，破壞菌種平衡，并產生耐藥菌株，還會造成環境的化學藥物殘留，因此不是一種可持續發展的技術。

如今采用了生物潔凈技術，相應采取了*不同四種措施，實現了現代無菌室。

1．強調除菌控制保證送入潔凈無菌的空氣；

2．強調氣流控制稀釋或排除人員發菌；

3．壓差控制消除了室外污染空氣的滲漏；

4．區域控制提供了一個綜合保障的措施。

比較以上兩種思路，可見生物潔凈技術改變了過去注重于zui終的無菌程度，或者通俗講不再將微生物濃度達標看成是無菌室合格的*標準。而將對zui終結果的控制轉變為對送風、室內污染、室外滲透等各個影響因子的控制，轉變為對全過程的控制，建立起一套動態保障體系，這樣才能實現一種*、持續、有效的控制。由于生物潔凈技術靠過濾除菌、氣流、壓差等物理手段不會對人與環境任何危害，是一項可持續發展的技術。

另外要使受控環境*、持續、有效的控制還體現在整個系統的控制，除了對室內控制外還要求對區域控制、對空調系統的控制，只要在系統中存在微生物污染的隱患，即使能保證一萬次合格，也不能消除萬一出現的污染。只有消除系統所有存在的微生物污染的隱患或任何可能出現的風險。才能保證從根本上*消除微生物污染。

我們知道空調系統發生微生物污染通常存在以下三個部分組成的關系鏈：

1．存在微生物的積累；

2．引發微生物的繁殖；

3．使微生物從積存地散播給易感人群的傳播途徑。

要實施受控環境*、持續、有效的控制，應該采用如下相應對策：

1．阻止微生物進入空調通風系統

2．萬一進入，不使微生物在系統中繁殖

3．萬一繁殖，切除微生物通過系統傳播

阻止微生物進入機組或系統，不讓微生物進入機組或系統是生物凈化的一個重要原則，也是全過程控制的一個起點。而空氣過濾器恰恰是阻止微生物進入系統的zui有效措施。進入系統通常是兩個口，新風口和回風口。也許我們通常會重視進入新風的品質，關注新風口的粗效過濾器，如上所述，新風中幾乎沒有致病菌。因此我們更應重視回風口的過濾器的作用。國標《綜合醫院建筑設計規范》規定在醫院空調系統回風口應設置低阻中效空氣過濾器，意在阻止致病菌進入系統。不讓微生物在系統中繁殖不是靠消毒殺死微生物，而是不讓系統積塵、積水，不使用容易滋菌發霉的材料等來消除微生物生存的條件。并且對區域與系統采用綜合措施切斷系統傳播途徑，如在系統中設置空氣過濾器，各功能區域獨立分區，采用獨立的系統，并要注意各空調分區能互相封閉、避免停機時發生空氣途徑交叉感染；有潔凈度要求的房間、嚴重污染的房間、成為一個單獨系統等項措施。

可見生物潔凈技術為受控環境實施了一種*、持續、有效的控制。

4．-生物凈化盡量減少微生物污染的負荷

我們應該清醒認識到暖通空調是一項耗能的環境控制手段，控制能力有限。暖通空調的確具有對室內環境控制的有利作用，但同時還會產生許多負面影響。減少負荷、降低暖通空調系統的容量一直是我們首要任務，不僅能減少投資與降低運行費用，而且更是創造良好的室內環境的一條重要思路。千萬不要夸大暖通空調作用，做一些暖通空調力不從心的工作，尤其是對生物凈化。

例如對于熱環境控制，常常會關注改善圍護結構、減少太陽輻射等建筑措施來減少熱負荷。如果是全玻璃建筑，會將這部分負荷加在暖通空調上，即使能達到所要求的溫濕度控制參數，也難以保證室內人員舒適與健康。工業通風也是一直注重改進工藝，隔離或控制污染源等措施來減少污染負荷，以更短時間、更近的距離排除污染，而不是等污染擴散后再用更大風量去全面通風，這樣不但效果更差，還會使室內風速過高、噪聲和能耗過大等。

因此對于室內微生物環境控制更應該重視降低生物污染負荷，消除或減少傳播可能性，這對有效降低或減輕空調控制空氣途徑傳播的要求與范圍至關重要。更合理平面布局與人流、物流設計可以zui大程度降低生物負荷和相應風險，也更能有效降低造價與運行費用。因此降低或消除感染就是zui大的經濟效益、消除生物恐慌就是zui大社會效益。如SARS疫情期間采用發熱門診進行預診分診，可有效篩分呼吸道傳染疾病患者，縮小生物凈化控制范圍。要求患者帶口罩以降低呼氣、咳嗽、噴嚏的速度和病菌發生量是zui有效措施。患者打噴嚏時會釋放出大量液滴。大多數的粒子粒徑在10μm，也有超過100μm。大粒徑的液滴沉降到地面，粒徑較小的在沉降過程中迅速蒸發，直徑減小形成液核。如不加控制，人打噴嚏的初速可達100m/s（有的文獻說可高達300m/s），要靠通風氣流速度來抑制咳嗽、噴嚏散發病菌簡直是不可能的。即使理論計算上可行，其風速連健康人也*。如能規范人的行走、清掃等行為，就可防止附著在液滴和液核上的病源微生物二次懸浮而擴散至空氣，更是降低稀釋風量的有效措施之一。相反，如不去減少生物污染負荷，而要求通風空調機組承擔全部殺滅致病菌和控制空氣途徑傳播的任務確實難以勝任，需要更大風量、更高壓差控制，甚至將通風空調機組變成一個空氣消毒器。*將消毒空氣送到整幢大樓每個房間，則危害更大，污染面更廣。其造價與運行費用難以承受，對環境控制也并非一件好事。因此千萬不能要求家用空調器應對各種傳染性疾病的爆發以及生化襲擊等突發事件，這是不合理的。

空調的一個永恒主題是節能和環保。相對于普通空調來說生物凈化空調的耗能更多，因此降低生物污染負荷對于生物凈化是一件事半功倍的有效措施。由于暖通空調工程師對控制對象不熟悉、要做好它并不易。因此一定要了解控制對象，強調根據控制的對象微生物的要求提出適用的暖通空調技術，切不要盲目提高要求，擴大功能與控制范圍，否則相應付出的代價不堪負擔。如SARS疫情期間一開始作為不明病毒處理，控制參數與設施要求很高，后來明確SARS病毒主要是通過飛沫傳播，控制要求馬上就降下來。后來又允許在充分除菌的基礎上自循環，隔離病房的造價與運行費用就大幅度下降。這是一個十分典型的案例。

“物理隔離優先”也是生物凈化中減少生物負荷zui有效設施之一。物理隔離原則是用實體將污染源隔離，但隔離有兩種不同的概念和措施。英語詞匯中隔離Isolation與Containment意義不同，Isolation意在分開、脫離、隔絕，而Containment強調限定、圍堵、密閉。采用Isolation措施與Containment措施不同。

無菌病房保護對象是免疫低下的患者，對他人與環境是無害的，“污染”患者的是他人發菌與環境中空氣浮游菌，采用的是Isolation隔離措施。而象生物安全實驗室、烈性呼吸道傳染隔離病房等場所其處理對象對他人與環境有害，強調采用Containment圍堵措施，隔離在盡可能小的范圍內。生物安全實驗室規范要求將有害微生物一級隔離在生物安全工作臺，為保險，還要求將主實驗室作為二級隔離。也可理解為首先將有害微生物圍堵在生物安全工作臺，然后將主實驗室作為第二道圍堵。

GB50346-2004《生物安全實驗室建筑技術規范》要求將高效過濾器設置在圍護結構的排（回）風口上，其本意是要將污染范圍限定在zui小范圍內，以防止進入系統（包括管路與機組）擴大了污染的范圍。由于高效過濾器承擔了阻止致病菌向外滲漏的重則，只要有一絲的滲漏，致病菌就有可能逸出，后果不堪設想。為了防止在*運行過程中因高效過濾器表面密封條彈性降低或老化還要求定期測試，因此對排（回）風口內高效過濾器的檢漏要求特別高，需要留有較大的空間，以便人員進入撿漏。另外由于高效過濾器表面富集了高致病性微生物，為防范更換時對維修人員傷害，除了要求維修人員身穿*外，還要求將高效過濾器設置在具有可袋進袋出（bag in and bag out）結構的特殊排風裝置內，以防止維修人員直接接觸高效過濾器。國外這種袋進袋出排風裝置的結構特殊，很重、很大，無法直接安裝在排風口，國外有些規范不得不容許將排風裝置設置在管路中間。相應還要強調在更換高效過濾器時先要將管路進行消毒。

如今國內已經開發出“動態氣流密封負壓排風裝置”，通過了鑒定并成功地用作三級生物安全實驗室的排風口，無論從理論證明、實驗驗證還是使用考核都證實了這種排風口在任何時候均不可能出現滲漏。如果在圍護結構上采用這種排風口，將有害氣溶膠圍堵在主實驗室內，管路與機組就不存在微生物污染，沒有必要進行復雜消毒，只要強調在排風過濾器消毒與安全更換就行了。

又如控制SARS疫情是采用物理隔離優先還是要求空調承擔所有場所切斷病菌傳播的重則？當時曾要求對空調機組內加設紫外線燈，強調頻繁進行消毒，甚至要求全新風運行，似乎要將全國所有的民用空調都改造為抗SARS空調，這樣全國空調的改造與運行費用將是一個天文數字，對國家對個人誰都承擔不起。后來明智地采用物理隔離優先的政策，正確采用了一系列措施，如新建或改建合格的隔離病房（隔離病源）；各醫院設立發熱門診、各單位設立接待室，車站碼頭設置測溫點（切斷傳播）；隔離與SARS病人接觸過的人群（保護易感人群）。將SARS病人、接觸者與健康人群隔離，大大減少了生物污染負荷，縮小了控制范圍，十分簡便、有效解決了疫情傳播與控制問題。

*：
凈化工程—http://www.iwuchen.com/
風淋室—http://www.fenglinji.com/
高效空氣過濾器—http://www.songfengkou.com/