生物潔凈技術若干誤區(qū)辨析工程
1．生物潔凈技術若干誤區(qū)辨析工程-引言
我國生物潔凈技術是在上世紀70年代后期將工業(yè)潔凈技術應用到醫(yī)院、藥品、化妝品和生物工程等領域才逐步發(fā)展與成熟起來的，涉及的領域不大，常常不為廣大暖通空調(diào)工程師所熟悉。SARS疫情期間人們開始認識并普遍重視空氣途徑傳播病菌的危害性，近年來禽流感等人畜共患病的出現(xiàn)加深了人們擔憂。許多高校、研究機構(gòu)與廠商均在研究抗菌空調(diào)系統(tǒng)，由于對微生物特性了解不多，常常用理工科思路和技術手段套用到生物污染因子控制，而微生物學家又不了解工程措施。兩者由于缺乏充分交流、認識上存在誤區(qū)，難以形成一種正確、合適的綜合技術。常常會事倍功半，甚至弄巧成拙，反而加大微生物污染的隱患。因此必須正確認識生物潔凈技術。
生物潔凈室技術控制對象應為室內(nèi)空氣生物污染因子，主要包括細菌、真菌（包括真菌孢子）、病毒、藻類、原蟲、螨蟲及其排泄物、微小植物殘體（如花粉）、生物體有機成分（如動物和人的皮屑）等。在這些生物污染因子中有些是致病微生物有些是致敏物，能引起傳染病或過敏，有些能產(chǎn)生毒素，引起急、慢性疾病。室內(nèi)空氣生物污染因子的主要來源于有患有呼吸道傳染病的病人或感染者、動物（嚙齒動物、鳥、家畜等）、植物和污染的環(huán)境等。
我國常用微生物總數(shù)來評價生物污染因子。通常所說的微生物，泛指體積很小的生物體。微生物類群龐雜，包括不具細胞結(jié)構(gòu)的病毒（Virus）和類病毒（Viroid），原核類的細菌（Bacteria）、放線菌（Thermoactinomyces）、立克次氏體（Rickettsia）、衣原體（Chlamydiae）和支原體（Mycoplasma）以及屬于真核類（Fungi）的酵母菌、霉菌、原生動物和顯微藻類等。而各類微生物的特性差異很大。
細菌是單細胞的原核生物。細菌可分為棒狀（桿菌Bacillus）、球狀（球菌Coccus）、旋狀（螺旋體Spirillum）三種。不管以何形狀存在，其增殖都是通過細胞分裂法來實現(xiàn)的，細菌雖然屬于低等微生物，但幾乎所有的細菌能單獨地存在，所需的營養(yǎng)依存于其它生物。大部分的細菌還可通過分解有機物來獲得其必須的營養(yǎng)。因此懸浮的細菌須附著在粒子上方可存在。真菌是多細胞的生物，真菌卻屬于高等微生物。與細菌不同，真菌靠胞子繁殖，由于真菌的胞子易隨氣流飛散，所以真菌遍布。世界上有幾萬種的真菌存在，人生活環(huán)境中真菌種類不多。真菌的發(fā)生源主要取決于大氣而與居住者無關。大氣中真菌對細菌有明顯的抑制作用。而病毒是蛋白質(zhì)的外皮，核酸的中心部（遺傳因子）以及為了侵入異體用的酵素組成。與細菌、真菌不同，所有的病毒為寄生性，在宿主細胞之外無法生存。換言之，病毒只能生存于活著的細胞。病毒是以自身基因組為模板的復制方法進行繁殖，即分別復制核酸和合成蛋白質(zhì)，再裝配成病毒顆粒。但糾偏能力差，容易產(chǎn)生變異。加大了病毒控制的難度。可見生物潔凈技術中常提的帶菌粒子（或載菌粒子）主要是細菌。
微生物體積很小，但比表面積大，新陳代謝的能力很強，生長繁殖速度驚人。它們很容易在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。適應能力*，即使在環(huán)境條件下也能生存繁殖。微生物是活的粒子，無處不在，無時不有，只要條件合適就會產(chǎn)生大量生物污染因子，對人類始終存在危害風險，這是生物潔凈技術控制重點，也是與普通空調(diào)或工業(yè)潔凈技術zui大差異所在。為了正確掌握這門技術，以下就生物凈化經(jīng)常遇到的一些問題展開討論。
2．-生物凈化的控制參數(shù)
生物凈化的控制參數(shù)主要是控制對象與控制濃度。
生物凈化控制對象應是生物污染因子，其目標是消除生物污染因子危害，不是“殺滅所有微生物”。由于我們經(jīng)常涉及到是微生物，故常提消除微生物危害，而不是籠統(tǒng)提“滅菌”，特別是對生物凈化系統(tǒng)。
這是因為人類在*進化過程中已與自然界共存。盡管微生物的種類繁多，大多數(shù)微生物對人類無致病性的，尤其清潔的大氣與水中真正致病菌幾乎沒有，即使有微生物對人也是有益或無害的。普通場所，只要經(jīng)常開窗，一般不會出現(xiàn)大量對健康人群致病的病菌。相反能夠稀釋、抑制甚至消除室內(nèi)微生物污染，因此通風是醫(yī)學上的消毒措施之一。
微生物能夠引起機體致病的性能稱為致病性或病原性。不同的微生物有不同的侵入途徑，有時，一種微生物同時有著幾種侵害途徑。細菌的個體十分微小，很容易附著在較大的顆粒物質(zhì)上面，在一定的條件下形成氣溶膠粒子。所以空氣途徑往往成為病原體侵犯人體的一個重要途徑。凡具備這種能力的細菌被稱為致病菌或病原菌。病原菌的致病作用與其毒力、侵入數(shù)量和侵入途徑有關。細菌在生長過程中還能分泌毒素，外毒素是一種分泌在菌體外的毒性蛋白質(zhì)，主要由革蘭陽性細菌產(chǎn)生，如白喉菌和破傷風桿菌。內(nèi)毒素是構(gòu)成革蘭陰性細菌細胞壁的一種物質(zhì)，叫做脂多糖，在細菌自溶或人工崩解后才釋放出來。病菌的感染可以是顯性感染即傳染病。也可以通過隱性感染而使人體獲得一定的免疫力。
一些原本對人體有益的微生物，在某種條件下也會對人體形成危害成為致病菌，這被稱為條件致病菌。這種變化可能是某些條件引起入侵的途徑變了，如大腸桿菌寄生在人體的腸道內(nèi)部，抑制了腸道中其它細菌滋生，對人體是有益的，但是如果腸道出現(xiàn)破損或者通過其它方式，進入人體的其他內(nèi)臟器官內(nèi)部則會引起疾病。再如空調(diào)界聞名的軍團病菌，其實大量存在于水體與土壤，并沒有構(gòu)成對人類的危險。但一旦成為氣溶膠，進入人的呼吸道就有可能引起軍團病。另外當人體免疫能力下降，如*濫用抗生素、激素的病人，中性粒細胞減少者，體內(nèi)設置各種導管者，器官的移植（骨髓），均會引起宿主防御功能減退，本該一些無害的真菌也誘發(fā)了感染。對于白血病人、大劑量放療*后期病人由于其免疫力極其低下，甚至連大氣雜菌也成為致病菌。因此白血病房等無菌病房的控制對象微生物應是空氣中一切浮游菌，其除菌要求之高，末端除菌裝置只能采用高效過濾器，必須用高潔凈度的單向流病房來保證。可見從生物凈化的角度控制對象來講不應籠統(tǒng)講控制“病菌”，應該提控制“對象微生物”更為科學或更為嚴密。
我們的目標是控制微生物，消除微生物的危害。不同的應用場合微生物濃度控制要求也不同，并非一個微生物也不能有，應容許有一定的控制濃度。依據(jù)國標《空氣質(zhì)量標準》GB / T1883-2002規(guī)定，一般室內(nèi)場所只需控制微生物總數(shù)低于2500cfu/m3。采用良好的通風*可以達到，相應的空調(diào)器內(nèi)的部件與空氣過濾網(wǎng)也只需清水擦洗，不必采用化學消毒或抗菌措施。而醫(yī)院的消毒衛(wèi)生標準GB15982—1995規(guī)定醫(yī)院一般診療場所也只需控制500 CFU／m3以下。常規(guī)消毒就可以。傳染病房哪怕生物安全實驗室我們控制的也是致病菌，避免致病菌的危害，并非所有微生物。大氣雜菌也許對致病菌控制更有利，國外相關標準沒有對送風提出凈化處理或室內(nèi)潔凈度要求。國內(nèi)標準因為考慮到大氣塵埃濃度較高，對于排（回）風口設置高效過濾器的場所，才要求對新風進行凈化處理，以延長高效過濾器的壽命。并不是說潔凈無菌送風更有利于對室內(nèi)致病菌控制。
就對象微生物來說空氣品質(zhì)改善與醫(yī)療或生物實驗場所空氣途徑感染控制是兩個概念，控制手段與設施*不同，大氣雜菌大多是真菌，幾乎沒有致病菌，不能要求所有家用普通空調(diào)器都具有殺菌功能，大多數(shù)抑菌措施均可以采用。只有對于處理高致病性病菌的生物安全實驗室、隔離病房以及高度無菌的病房、潔凈手術室等場所才采用特定的空調(diào)系統(tǒng)。
3．-生物凈化應采用綜合控制措施
*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(jīng)認識到化學消毒滅菌的局限性，開始借助工業(yè)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(jīng)發(fā)生的病菌除掉。這是因為過去我們主要涉及工業(yè)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(tǒng)或室內(nèi)（或稱為一次污染），也沒有考慮積塵積水會誘發(fā)微生物二次污染。盡管生物潔凈技術控制手段與工業(yè)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(huán)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(tǒng)去濕量大，或者說整個系統(tǒng)中只要存在一次污染就可導致*持續(xù)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(fā)大規(guī)模微生物的污染。
目前生物凈化所用的空調(diào)機大多采用普通空調(diào)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(diào)系統(tǒng)中確實存在微生物定植、繁殖與傳播這一關系鏈，如空調(diào)箱和管道內(nèi)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(fā)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(tǒng)采用亞高效過濾器*可以了。如果微生物在系統(tǒng)中（尤其在過濾器表面）直接繁殖，所產(chǎn)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(diào)送風*送到每間房間，形成了空調(diào)系統(tǒng)的二次污染。這就是為什么近年來國內(nèi)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(fā)生的微生物及其代謝物。可見關鍵的措施在于不讓微生物滋生，而不應隨它發(fā)生再采用措施消除它。從這理念出發(fā)才能發(fā)展合適的綜合控制措施。
如今生物潔凈技術已從傳統(tǒng)空調(diào)的提高熱濕交換效率的設計思路轉(zhuǎn)換到有效凈化除菌上來。我們已經(jīng)認識到傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)存在著產(chǎn)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(diào)系統(tǒng)的污染隱患，而加法則是增加“凈化”措施去消除空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的污染。在世紀轉(zhuǎn)換之際我們已采用了一系列靜態(tài)和動態(tài)控制措施，用“減法”開發(fā)了生物凈化的空調(diào)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(diào)系統(tǒng)干燥和易清潔。相對來說，消除系統(tǒng)積塵較為簡單。有效防潮防濕思路應是濕度控制優(yōu)先的觀念。優(yōu)先考慮將系統(tǒng)中的水分盡快排除，避免水分的產(chǎn)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(yī)院潔凈手術部建筑技術規(guī)范》和GB/T19569－2004《潔凈手術室用空氣調(diào)節(jié)機組》所采用。但是生物危害是多因子多途徑、隨時隨地發(fā)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(diào)機等等，要控制微生物污染既要有針對性措施又要強調(diào)采用綜合技術。因此還要求生物凈化空調(diào)機在結(jié)構(gòu)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(jié)合起來，將除菌的物理性能與殺菌的化學性能有機地結(jié)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(jié)合起來，為生物凈化提供了一種切實可行的保障體系。
*：
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/
