室內空氣中致病微生物控制技術與發展趨勢

侯立安

全球爆發的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）對人的生命健康造成了嚴重影響，已成為一場全球性的公共衛生危機。當前我國新冠疫情防控成效顯著，但境外疫情擴散蔓延勢頭仍未得到有效遏制，國內個別地區聚集性疫情仍然存在，疫情防控已經進入科學精準的常態化防控階段。

新冠病毒的傳播途徑包括呼吸道飛沫傳播、氣溶膠傳播和密切接觸傳播。飛沫傳播和氣溶膠傳播均是以空氣為介質發生傳播。飛沫傳播距離一般在1.5米以內，飛沫直徑大于5微米。世衛組織建議采取保持一定的安全距離、佩戴口罩等措施防止感染風險。《中國-世界衛生組織新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）聯合考察報告》中指出：“新冠肺炎在無防護下通過飛沫和密切接觸在感染者和被感染者之間發生傳播，在醫療機構中或可存在因醫療操作產生氣溶膠而發生空氣傳播的可能。”新冠病毒附著在氣溶膠上，可借助空氣傳播。生物氣溶膠（病毒）大小一般在0. 02至0. 3微米，在空氣中存活的時間長達3個小時。在戶外的開放空間，新冠病毒氣溶膠由于大氣稀釋作用及自身衰減，不易致病。在疫區的醫院、學校、公共場所等，在沒有良好的室內通風凈化設施的環境下，感染者產生的氣溶膠病毒顆粒可能在室內產生聚集，通過空氣傳播加劇交叉感染風險。因此，要加強室內空氣病原微生物凈化消毒體系建設，有效降低室內空氣病毒傳播風險，保障人民群眾生命健康安全。

室內空氣凈化消毒技術現狀

空氣既是人類賴以生存的必要條件，也是傳播疾病的重要媒介；以空氣為傳播媒介的流行病日益頻發。空氣微生物包括對人體有害的病毒、細菌、支原體和真菌或其孢子等，一般以氣溶膠的形式存在。因微生物氣溶膠引起的呼吸道感染率高達20%，所以諸如SARS、禽流感、甲型H1N1流感、新型冠狀病毒等呼吸道病毒傳染病，已成為公共衛生的重大威脅，嚴重影響了人民群眾身體健康和生命安全。

室內空氣凈化技術可以提高室內空氣質量、改善居住和辦公條件、增進身心健康。室內空氣凈化技術主要分為：1.被動吸附過濾式；2.主動釋放凈化式；3.雙重凈化式。自然或機械通風是較為簡便、經濟、有效的凈化空氣的方法。這種方法通過控制換氣次數、換氣效率等指標，來提升空氣質量。但在通風換氣的過程中，要考慮含病原體空氣的流向，防止病原體在空氣中的傳播。高效過濾技術是將微生物吸附攔截在濾網上，達到去除室內細菌、病毒等污染物的目的。H12、H13級別的HEPA濾網，從理論上來說，對病毒氣溶膠顆粒有一定的凈化效果。運用紫外線消毒、等離子體消毒、光催化消毒等技術，可實現病毒微生物的殺滅。要根據微生物的種類、數量等選擇適宜的消毒方法。

現有空氣凈化消毒技術裝備種類繁多，僅通過過濾或者吸附，無法實現致病微生物的完全消殺，尤其是在污染比較嚴重的疫區，在人員密集的醫院空氣中，可能存在種類更復雜、含量更高的病原微生物。這對空氣凈化系統病毒消殺能力提出了新的挑戰。

全流程空氣凈化消毒整體解決方案

在疫情常態化防控前提下，為防控新冠病毒氣溶膠傳播風險，本研究集成已成熟應用和具有創新性的空氣凈化技術，開展了試驗研究。研究提出了“室內空氣病原微生物消殺—新風系統保障—生態環境功能材料強化滅菌—負壓排風滅活”的全流程空氣凈化集成技術方案，配套研發了空氣凈化系統核心裝備材料。試驗證明該技術可有效改善房間空氣質量，顯著降低致病微生物的傳播。針對疫區防疫實際需求，提出了不同應用場景的空氣質量保障解決方案，可實現空氣中致病微生物的全時段徹底消殺。

研發的空氣凈化消毒系統1，包括有新風凈化、室內凈化、室內消毒、環境功能材料和排風處理等五個凈化單元。根據防疫凈化需求，可以系統應用，每個凈化單元單獨使用，也可通過組合部分單元加以應用。具體應用如下：

（一）負壓房間的快速改造。僅僅通過安裝部分空氣凈化系統，就可在極短時間內將普通民房、病房、公共建筑改造為兼具負壓和消毒功能的病房，可有效解決病區容量不足等問題。

（二）疫區病房空氣質量保障。針對新建、擴建和改建等不同類型醫院，選擇相應的空氣凈化消毒系統，實現醫院空氣中致病微生物的全時段消殺。

（三）空氣凈化設施升級改造。為保障公共及居住建筑室內空氣環境安全，在不破壞現有設施的基礎上，升級改造空氣凈化系統，提升室內空氣質量，阻止新冠病毒傳播。

空氣凈化技術發展趨勢

（一）空氣質量檢測系統

研發采集和檢測空氣中及附著在物體表面病毒的方法和儀器，用以實現空氣中病毒微生物的快速、準確的檢測。如：生物氣溶膠采樣器、病毒在線自動檢測裝置。將病毒檢測模塊與其他空氣質量檢測模塊優化集成，構建室內空氣質量智能監測管理系統，對空氣質量狀況進行監控，聯動空氣凈化系統，實現對空氣質量的監測與凈化。

（二）新風及排風系統

研發集高效熱回收、溫度控制、濕度調節、空氣污染物凈化為一體的新風系統，為醫護人員提供舒適的工作環境。結合建筑形式與內部空間布局，推進新風系統人性化設計（分體式設計、室外機實現空氣凈化）、節能降耗，以及管道清洗維護。

采用釋放潔凈空氣發生和定向輸送技術，定向輸送至工作區及病床區域，實現新風“清潔區”“過渡區”“污染區”依次定向流動，降低交叉感染風險。采用新風系統與負壓系統聯動，使得病房內既有新鮮空氣流入，又形成穩定的負壓梯度。病房內的空氣經高效過濾器濾菌，再經消殺后，通過負壓系統排出，形成病房內安全可控的空氣交換流動。

（三）室內空氣凈化系統

1.開發具有殺菌消毒功能的空氣凈化器

空氣凈化器可采用納米石墨烯高效過濾膜、紫外光催化、低溫等離子體等凈化組合技術；可采用超細霧化技術，使之形成霧狀，在水汽中加入消毒液，具有更高的病毒細菌殺滅效果。

2.開發具有多重功能的模塊化空氣凈化器

如何對空氣凈化器進行高度集成，節約室內空間，是決定空氣凈化器未來發展的關鍵性技術因素之一。通過技術集成實現凈化器的模塊化，使之具備多重凈化功能，實現對病毒、VOC等不同目標污染物的同時去除，是凈化器未來發展趨勢之一。

3.研發便攜式的空氣凈化設備

空氣凈化的環境復雜多樣，在某些場所不便于使用大型的空氣凈化器。基于這類情況，空氣凈化器向小體積、便攜化發展將成為趨勢。

4.研發生態環境功能材料

研發具有空氣污染物凈化作用、抗菌殺毒的生態環境材料，可有效提升室內空氣質量。如納米纖維空氣過濾材料、石墨烯氣凝膠等。采用二氧化鈦、石墨烯量子點納米材料，制備抑菌凈化功能涂層，提高對病原微生物的消殺率。

（四）智能空氣質量保障系統

利用現代傳感器技術，在線測量室內外環境質量，控制室內凈化、消毒、新風等設施，實現醫院等建筑物內的空氣質量智能化調節，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。

抗疫期間，更要高度重視醫院空氣環境質量安全，應用全流程的空氣凈化組合技術，實現對空氣中病毒高效消殺并阻斷其傳播，為打贏抗疫戰役提供堅實的科技支撐。

在“走向生態文明新時代，建設美麗中國”宏偉愿景下，大力推進室內空氣環境質量控制技術的研發，不僅具有廣闊發展前景和重要意義，同時也是人民群眾對美好生活的共同追求。