生物潔凈技術(shù)若干誤區(qū)辨析工程
1．生物潔凈技術(shù)若干誤區(qū)辨析工程-引言
我國(guó)生物潔凈技術(shù)是在上世紀(jì)70年代后期將工業(yè)潔凈技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院、藥品、化妝品和生物工程等領(lǐng)域才逐步發(fā)展與成熟起來(lái)的，涉及的領(lǐng)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(rèn)識(shí)并普遍重視空氣途徑傳播病菌的危害性，近年來(lái)禽流感等人畜共患病的出現(xiàn)加深了人們擔(dān)憂。許多高校、研究機(jī)構(gòu)與廠商均在研究抗菌空調(diào)系統(tǒng)，由于對(duì)微生物特性了解不多，常常用理工科思路和技術(shù)手段套用到生物污染因子控制，而微生物學(xué)家又不了解工程措施。兩者由于缺乏充分交流、認(rèn)識(shí)上存在誤區(qū)，難以形成一種正確、合適的綜合技術(shù)。常常會(huì)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(rèn)識(shí)生物潔凈技術(shù)。
生物潔凈室技術(shù)控制對(duì)象應(yīng)為室內(nèi)空氣生物污染因子，主要包括細(xì)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?bào)w（如花粉）、生物體有機(jī)成分（如動(dòng)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(guò)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(lái)源于有患有呼吸道傳染病的病人或感染者、動(dòng)物（嚙齒動(dòng)物、鳥、家畜等）、植物和污染的環(huán)境等。
我國(guó)常用微生物總數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)生物污染因子。通常所說(shuō)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(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒（Virus）和類病毒（Viroid），原核類的細(xì)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(dòng)物和顯微藻類等。而各類微生物的特性差異很大。
細(xì)菌是單細(xì)胞的原核生物。細(xì)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(guò)細(xì)胞分裂法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，細(xì)菌雖然屬于低等微生物，但幾乎所有的細(xì)菌能單獨(dú)地存在，所需的營(yíng)養(yǎng)依存于其它生物。大部分的細(xì)菌還可通過(guò)分解有機(jī)物來(lái)獲得其必須的營(yíng)養(yǎng)。因此懸浮的細(xì)菌須附著在粒子上方可存在。真菌是多細(xì)胞的生物，真菌卻屬于高等微生物。與細(xì)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(wàn)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(wú)關(guān)。大氣中真菌對(duì)細(xì)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(xì)菌、真菌不同，所有的病毒為寄生性，在宿主細(xì)胞之外無(wú)法生存。換言之，病毒只能生存于活著的細(xì)胞。病毒是以自身基因組為模板的復(fù)制方法進(jìn)行繁殖，即分別復(fù)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?？梢?jiàn)生物潔凈技術(shù)中常提的帶菌粒子（或載菌粒子）主要是細(xì)菌。
微生物體積很小，但比表面積大，新陳代謝的能力很強(qiáng)，生長(zhǎng)繁殖速度驚人。它們很容易在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。適應(yīng)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(wú)處不在，無(wú)時(shí)不有，只要條件合適就會(huì)產(chǎn)生大量生物污染因子，對(duì)人類始終存在危害風(fēng)險(xiǎn)，這是生物潔凈技術(shù)控制重點(diǎn)，也是與普通空調(diào)或工業(yè)潔凈技術(shù)zui大差異所在。為了正確掌握這門技術(shù)，以下就生物凈化經(jīng)常遇到的一些問(wèn)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(duì)象與控制濃度。
生物凈化控制對(duì)象應(yīng)是生物污染因子，其目標(biāo)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(duì)生物凈化系統(tǒng)。
這是因?yàn)槿祟愒?進(jìn)化過(guò)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(duì)人類無(wú)致病性的，尤其清潔的大氣與水中真正致病菌幾乎沒(méi)有，即使有微生物對(duì)人也是有益或無(wú)害的。普通場(chǎng)所，只要經(jīng)常開窗，一般不會(huì)出現(xiàn)大量對(duì)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(fēng)是醫(yī)學(xué)上的消毒措施之一。
微生物能夠引起機(jī)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(shí)，一種微生物同時(shí)有著幾種侵害途徑。細(xì)菌的個(gè)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(gè)重要途徑。凡具備這種能力的細(xì)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(guān)。細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)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(yáng)性細(xì)菌產(chǎn)生，如白喉菌和破傷風(fēng)桿菌。內(nèi)毒素是構(gòu)成革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的一種物質(zhì)，叫做脂多糖，在細(xì)菌自溶或人工崩解后才釋放出來(lái)。病菌的感染可以是顯性感染即傳染病。也可以通過(guò)隱性感染而使人體獲得一定的免疫力。
一些原本對(duì)人體有益的微生物，在某種條件下也會(huì)對(duì)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(xì)菌滋生，對(duì)人體是有益的，但是如果腸道出現(xiàn)破損或者通過(guò)其它方式，進(jìn)入人體的其他內(nèi)臟器官內(nèi)部則會(huì)引起疾病。再如空調(diào)界聞名的軍團(tuán)病菌，其實(shí)大量存在于水體與土壤，并沒(méi)有構(gòu)成對(duì)人類的危險(xiǎn)。但一旦成為氣溶膠，進(jìn)入人的呼吸道就有可能引起軍團(tuán)病。另外當(dāng)人體免疫能力下降，如*濫用抗生素、激素的病人，中性粒細(xì)胞減少者，體內(nèi)設(shè)置各種導(dǎo)管者，器官的移植（骨髓），均會(huì)引起宿主防御功能減退，本該一些無(wú)害的真菌也誘發(fā)了感染。對(duì)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(wú)菌病房的控制對(duì)象微生物應(yīng)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(guò)濾器，必須用高潔凈度的單向流病房來(lái)保證。可見(jiàn)從生物凈化的角度控制對(duì)象來(lái)講不應(yīng)籠統(tǒng)講控制“病菌”，應(yīng)該提控制“對(duì)象微生物”更為科學(xué)或更為嚴(yán)密。
我們的目標(biāo)是控制微生物，消除微生物的危害。不同的應(yīng)用場(chǎng)合微生物濃度控制要求也不同，并非一個(gè)微生物也不能有，應(yīng)容許有一定的控制濃度。依據(jù)國(guó)標(biāo)《空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB / T1883-2002規(guī)定，一般室內(nèi)場(chǎng)所只需控制微生物總數(shù)低于2500cfu/m3。采用良好的通風(fēng)*可以達(dá)到，相應(yīng)的空調(diào)器內(nèi)的部件與空氣過(guò)濾網(wǎng)也只需清水擦洗，不必采用化學(xué)消毒或抗菌措施。而醫(yī)院的消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB15982—1995規(guī)定醫(yī)院一般診療場(chǎng)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(shí)驗(yàn)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(duì)致病菌控制更有利，國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有對(duì)送風(fēng)提出凈化處理或室內(nèi)潔凈度要求。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)榭紤]到大氣塵埃濃度較高，對(duì)于排（回）風(fēng)口設(shè)置高效過(guò)濾器的場(chǎng)所，才要求對(duì)新風(fēng)進(jìn)行凈化處理，以延長(zhǎng)高效過(guò)濾器的壽命。并不是說(shuō)潔凈無(wú)菌送風(fēng)更有利于對(duì)室內(nèi)致病菌控制。
就對(duì)象微生物來(lái)說(shuō)空氣品質(zhì)改善與醫(yī)療或生物實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所空氣途徑感染控制是兩個(gè)概念，控制手段與設(shè)施*不同，大氣雜菌大多是真菌，幾乎沒(méi)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(duì)于處理高致病性病菌的生物安全實(shí)驗(yàn)室、隔離病房以及高度無(wú)菌的病房、潔凈手術(shù)室等場(chǎng)所才采用特定的空調(diào)系統(tǒng)。
3．-生物凈化應(yīng)采用綜合控制措施
*以來(lái)我們依賴消毒滅菌消除受控空間中微生物危害，我國(guó)在上世紀(jì)70年代后期已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化學(xué)消毒滅菌的局限性，開始借助工業(yè)潔凈技術(shù)這一物理手段來(lái)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?yàn)檫^(guò)去我們主要涉及工業(yè)潔凈室，控制危害工藝的微粒，對(duì)于那些沒(méi)有生命的微粒我們從來(lái)不會(huì)顧及微粒沉積在系統(tǒng)或室內(nèi)（或稱為一次污染），也沒(méi)有考慮積塵積水會(huì)誘發(fā)微生物二次污染。盡管生物潔凈技術(shù)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(huì)*的潛伏，一旦條件合適就會(huì)大量繁殖。另外生物潔凈室濕負(fù)荷常常比較高，系統(tǒng)去濕量大，或者說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)中只要存在一次污染就可導(dǎo)致*持續(xù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。如果我們控制措施不力，就有可能使得這種潛在風(fēng)險(xiǎn)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(jī)大多采用普通空調(diào)機(jī)組增加空氣過(guò)濾器等措施來(lái)控制生物污染。大量事實(shí)表明，單純的凈化除菌也無(wú)法有效地控制生物污染。這是因?yàn)樵谄胀照{(diào)系統(tǒng)中確實(shí)存在微生物定植、繁殖與傳播這一關(guān)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(guò)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(guò)濾器難以防范。平時(shí)我們所說(shuō)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(dāng)量粒徑的概念。按理系統(tǒng)采用亞高效過(guò)濾器*可以了。如果微生物在系統(tǒng)中（尤其在過(guò)濾器表面）直接繁殖，所產(chǎn)生的生物污染因子直接進(jìn)入送風(fēng)氣流，不一定會(huì)形成生物粒子，這些直接在過(guò)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(guò)濾器，被空調(diào)送風(fēng)*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(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都提高了末端空氣過(guò)濾器的效率的緣由。但事實(shí)表明仍然無(wú)法確保除掉所有二次污染發(fā)生的微生物及其代謝物?？梢?jiàn)關(guān)鍵的措施在于不讓微生物滋生，而不應(yīng)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(shù)已從傳統(tǒng)空調(diào)的提高熱濕交換效率的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)換到有效凈化除菌上來(lái)。我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)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(jì)轉(zhuǎn)換之際我們已采用了一系列靜態(tài)和動(dòng)態(tài)控制措施，用“減法”開發(fā)了生物凈化的空調(diào)機(jī)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(duì)來(lái)說(shuō)，消除系統(tǒng)積塵較為簡(jiǎn)單。有效防潮防濕思路應(yīng)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(yáng)、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(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》和GB/T19569－2004《潔凈手術(shù)室用空氣調(diào)節(jié)機(jī)組》所采用。但是生物危害是多因子多途徑、隨時(shí)隨地發(fā)生的，每一項(xiàng)技術(shù)都有適用范圍或特定場(chǎng)所，不可能覆蓋所有領(lǐng)域。如新風(fēng)過(guò)濾器難免會(huì)受潮，回風(fēng)中微生物也有可能進(jìn)入空調(diào)機(jī)等等，要控制微生物污染既要有針對(duì)性措施又要強(qiáng)調(diào)采用綜合技術(shù)。因此還要求生物凈化空調(diào)機(jī)在結(jié)構(gòu)上便于消毒、清洗且停機(jī)后便于保持干燥、無(wú)積水。在要求更高的場(chǎng)所也可在“減法”的基礎(chǔ)上做“加法”。如采用抗菌過(guò)濾器、對(duì)盤管與凝水盤噴涂抗菌劑來(lái)消除表面微生物滋生問(wèn)題，等等。但是“加法”應(yīng)選擇安全、合理、恰當(dāng)措施，不幸的是仍有許多廠家一味做“加法”，每一項(xiàng)措施總有其局限性與負(fù)面影響，多重抗菌措施組合在一起未必一定更安全，有時(shí)反而畫蛇添足，還會(huì)增加造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用。
可見(jiàn)應(yīng)采用綜合措施來(lái)實(shí)施全新的微生物污染控制概念，應(yīng)在“減法”的基礎(chǔ)上做些“加法”。將防菌與抗菌措施結(jié)合起來(lái)，將除菌的物理性能與殺菌的化學(xué)性能有機(jī)地結(jié)合在一起，將宏觀的空氣凈化技術(shù)與微觀的材料合成技術(shù)結(jié)合起來(lái)，為生物凈化提供了一種切實(shí)可行的保障體系。
*：
凈化工程—http://www.iwuchen.com/
風(fēng)淋室—http://www.fenglinji.com/
高效空氣過(guò)濾器—http://www.songfengkou.com/
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