高效过滤器对微生物气溶胶防护效果

2003年传染性非典型肺炎的传播流行,研究证明这种疾病主要是通过呼吸道和密切接触传播感染。不仅如此,大规模呼吸道传染病时刻都有造访人类的可能性,加之存在生物恐怖威胁,促进了大型微生物气溶胶防护设备的研究。我国先后研究出高效防护口罩,新型滤毒罐(Canister),高效过滤器(Highefficencyparticulateairfilter),高效滤材等。我国缺少呼吸道防护装备对微生物气溶胶(microbi alaerosol)滤除率的生物测试验证国家标准,无统一评价其微生物气溶胶过滤性能的方法〔1〕。目前,我国对呼吸道防护装备的性能仅限于物理检测,检测指标按国家标准GB13554-92和GB6165-85以及其它行业、部门的相关标准执行,这些标准规定过滤效率的检测方法为钠焰法和油雾法〔2,3〕。呼吸道防护装备对微生物气溶胶过滤效果是确定产品是否能够有效防护空气传播传染性病原体的重要指标。为科学评价呼吸道防护装备对微生物气溶胶防护效果,我们以粘质沙雷菌(Serratimarcescens)为指示微生物,选择有代表性的几种高效过滤设备为检测对象,利用军事医学科学院微生物流行病研究所建立的微生物气溶胶检测评价技术平台,对几种呼吸道防护装备的微生物气溶胶滤除防护效果进行了评价。现将结果报告如下。
    1　材料与方法
    1.1试验材料
    微生物气溶胶检测评价技术平台硬件设施包括气雾室和气雾柜。气雾室有独立的送排风系统并装有高效过滤器,室内洁净度为1～10万级;气雾室内有自动控制系统调节压力值的装置。气雾柜安装有高效过滤系统,气雾柜置于气雾室中,用于微生物气溶胶滤除效果测试。
    气溶胶发生系统由气源系统气溶胶发生器组成。气源系统包括空压机、除湿机、除油机、多级空气净化器和流量计。气溶胶发生器为TK气溶胶发生器,可产生气溶胶粒径大部分集中在1～2μm。
    指示微生物为粘质沙雷氏菌(8039),本院保存菌种。
    检测对象为滤毒罐、过滤器(来自企业和研究所,主要用于防护面罩)和高效滤材(耐火滤材用于过滤设施)。另外,还对某医院呼吸道过滤器进行了检测。
    1.2试验方法
    1.2.1气溶胶的发生　
    将粘质沙雷氏菌纯培养,接种营养肉汤经37℃培养24h,用磷酸盐缓冲液稀释到试验所需浓度,配制成试验菌悬液(含菌量为108cfu/ml)。在气雾柜中用TK气溶胶发生器,以喷雾气体流量8L/min发生微生物气溶胶。
    1.2.2气溶胶采样　
    待气雾柜中气溶胶发生5min后,用安德森6级采样器以采样流量28.3L/min采样1min,作为过滤前阳性对照;气溶胶经防护装备过滤,用同样方法对过滤后空气采样30min,作为过滤后试验组。
   将采样平板放入37℃恒温箱中培养24h,计数每个平板生长的菌落形成单位,并按文献〔4〕对菌落数进行校正。
    1.2.3过滤效率的计算　
    ①采样总菌数计算公式为:采样细菌总数=(1000×校正后的平皿阳性菌落数之和)/(采样流量×采样时间)。
    ②测试的防护装备对微生物气溶胶过滤效率的计算公式为:过滤效率=过滤前采样总菌数-过滤后采样总菌数/过滤前采样总菌数×100%。
    2 结 果
    2.1高效滤毒罐检测结果
    经对某企业生产的11个滤毒罐检测结果证明,对粘质沙雷菌气溶胶滤除率在99.9%～100.00%,多数滤除率达到99.99%以上,只有2个滤毒罐的滤除率为99.97%以上(表1)。

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    2.2 新研究高效过滤器测试结果
    经对某研究所研究的5个高效过滤器检测结果表明,该种高效过滤器对粘质沙雷菌气溶胶滤除率为91.80%～96.33%(表2)。

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    2.3 医院高效过滤器测试结果
    经检测,某医院17个过滤器对粘质沙雷菌气溶胶滤除率除有2个仅为97.87%和98.31%之外,其余15个滤除率均为100.00%(表3)。
    2.4高效滤材测试结果
    经对某研究院I型号高效滤材检测结果证明,其对粘质沙雷菌气溶胶滤除率全部达到100%(表4)。
    3 讨论
    TK气溶胶发生器发生的微生物气溶胶颗粒大部分粒径在1-2μm,能够进入肺的深部。发生器对指示微生物的损伤小,带有回流装置,所需的微生物喷雾液量少。粘质沙雷菌易于培养,菌落呈红色,易于计数;耐雾化能力强,无毒,对试验人员危害小,容易消毒,避免对环境造成污染;生长快速,节省测试时间。

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    目前,我国高效过滤器的检测标准为《GB13554-92高效空气过滤器》和《GB6165-85高效过滤器性能试验方法透过率和阻力》,两个标准的检测方法全部为物理测试方法,没有生物气溶胶过滤效率方面的检测。我国对高效过滤器的微生物气溶胶测试尚无国家标准,也没有行业标准,更没有国家认证的能够进行此项检测的法定检验机构。微生物气溶胶测试必须指明是微生物气溶胶还是溶液、微生物浓度、单位时间内通过过滤器的气体流量这几个十分重要的指标,但是,目前已报道的防护装备的评价均没有给出这几项指标〔4,5〕。军事医学科学院微生物流行病研究所建立的此项专门评价技术平台能给出上述全部指标,并经过实践证明评价效果较好〔6〕。本研究评价测试的滤毒罐、高效过滤器、高效滤材等呼吸道防护设备结果说明,虽然均为高效过滤设备,但对同一微生物气溶胶滤除效率却差异明显,最低为91%,最高达到100%。当前我国研制的高效过滤防护装备的质量参差不齐,需要对其进行防护效果的生物学测试评价。
    有的烈性传染病微生物病原体吸入个位数即可造成人员感染,作为呼吸道防护装备的高效过滤装置,其对微生物气溶胶的过滤效率至少应达到99.99%,这是判断防护装备是否合格的重要指标。我国对于高效过滤器、滤毒罐和高效滤材等还没有相应的生物测试标准,我们使用的测试方法可以对此类防护装备的生物气溶胶测试标准提供数据资料。