T/CECS 873—2021《室內空氣微生物污染控制技術規程》解讀*

陳紫光 曹國慶 章重洋 劉志堅 李 炫 王鳳鳴1,

(1.建科環能科技有限公司,北京;2.中國建筑科學研究院有限公司,北京; 3.上海建科集團股份有限公司,上海;4.華北電力大學,保定)

1 編制背景

人類歷史上發生過的重大呼吸道傳染病絕大多數由空氣微生物污染傳播所致。21世紀相繼暴發的嚴重急性呼吸綜合征(SARS)、人感染禽流感、中東呼吸綜合征(MERS)、新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)等疫情無不給人類帶來深重災難。隨著全球化日益發展,各類烈性傳染病也伴隨著便利的交通條件和密集的人員往來而呈現出傳播越發迅猛、危害越發深重的特征。

空氣微生物包括懸浮細菌、真菌、病毒等,它們通常依附在空氣懸浮顆粒物上,跟隨顆粒物運動軌跡傳播擴散;還可能通過說話、咳嗽、打噴嚏等行為,以飛沫形式將口腔、咽喉、氣管、肺部內的病原微生物噴入空氣,導致人群感染。據統計,人的一生超過80%時間在室內度過,室內空氣微生物污染是傳染性疾病(特別是呼吸道傳染病)不可忽視的源頭[1]。我國幅員遼闊、疆域廣大,各地氣候條件、經濟發展水平與人群生活習慣不盡相同,建筑室內微生物污染往往呈現種類繁雜、來源多樣、群落差異顯著的特點,曾一度缺乏有針對性的長效解決方法。然而,隨著我國經濟發展和人民生活水平的不斷提高,對建筑室內環境質量要求也不斷提升,室內空氣微生物污染已逐漸被納入室內空氣質量考量范疇,成為相關研究的熱點和焦點問題。因此,補充和健全我國建筑室內空氣污染評價與控制標準體系對降低室內人群疾病發生風險、提高建筑防疫與突發公共衛生事件應急處理能力有重要意義。

此前,我國建筑室內微生物污染標準規范主要涉及采樣方法與污染限值方面,鮮有關于微生物污染控制方法與凈化設備運行維護技術措施等內容。此外,相關標準通常僅規定了各類建筑室內環境細菌濃度限值,缺少對真菌、致病性微生物(如β-溶血性鏈球菌、嗜肺軍團菌等)濃度限值的規定,導致室內空氣微生物污染水平評價不夠全面。因此,為建立健全適合我國國情并與不同功能建筑相適應的室內空氣微生物污染評價體系,規范污染防控與凈化系統運行維護技術措施,統一協調空氣微生物采樣、檢測、評定標準,有必要制訂一部民用建筑室內空氣微生物污染評價與控制技術的專項標準或規程,以完善我國建筑室內環境評價與控制標準規范體系、提升室內環境整體水平、滿足人群身心健康需求。

基于上述背景,筆者研究團隊邀請來自建筑學、微生物學、預防醫學、材料學等不同領域知名專家組成編制組,歷時2年半完成了T/CECS 873—2021《室內空氣微生物污染控制技術規程》(下文簡稱《規程》)的編制和評審工作。值得指出的是,《規程》征求意見階段正值我國新型冠狀病毒肺炎疫情暴發時期(2019年末至2020年初),編制組在既有條文基礎上有針對性地增加了“應急技術措施”“醫院發熱門診和負壓病區空調通風系統運行維護”等章節,為我國公共建筑的綜合防疫能力提升提供了參考依據。《規程》于2021年6月8日批準發布,本文從《規程》的編制背景、技術內容、關鍵要點等方面對重要條文進行解讀,以方便讀者實施應用。

2 國內外相關標準規范

《規程》發布前,國內外發布的建筑室內空氣微生物污染評價與控制相關標準規范從內容上大體上分為兩類,一類是室內空氣微生物污染濃度限值要求,另一類是空氣微生物采樣、培養、計數等操作的技術要求。

在室內空氣微生物污染濃度限值要求方面,研究表明室內微生物約占已知室內污染物總量的5%～34%[2],然而其對人體的健康影響無法一概而論,例如某些致病性微生物可導致感冒、肝炎、結核病與傷口感染的發生,但也有研究表明兒童早期暴露于內毒素反而可加強其對濕疹與哮喘的預防免疫作用[3-4]。因此,制定室內空氣微生物污染限值應綜合考慮微生物種類和濃度的共同影響。目前,世界主要國家均制定了針對不同場所的室內空氣生物濃度限值,研究團隊前期梳理匯總了國內外有關室內空氣微生物(細菌、真菌)濃度限值,見表1[5]。由表1可知,各國標準中規定的細菌總數通常分布在500～10 000 CFU/m3之間,真菌總數大多分布在50～2 500 CFU/m3之間,最高可達到10 000 CFU/m3。然而,由于各國國情不同、自然環境和公共衛生條件也存在一定差異,導致室內空氣微生物濃度限值具有較大差別,單純從數值上比較缺少客觀性。

表1 世界主要國家制定的室內空氣細菌和真菌濃度限值 CFU/m3

對我國而言,現行國家標準主要針對空氣細菌總數進行了限定,尚未將真菌和其他致病菌限值納入評價體系,僅在衛生行業標準WS 394—2012《公共場所集中空調通風系統衛生規范》中提出了空調通風系統送風中含細菌、真菌總數均不得超過500 CFU/m3的要求,但未對室內空氣真菌濃度提出明確要求(GB/T 18883—2002《室內空氣質量標準》規定為“菌落總數”,未指明細菌或真菌,但附錄D僅給出了細菌菌落總數檢測方法;現行版本GB/T 18883—2022則明確為“細菌總數”,未涉及真菌總數要求)。此外,我國現行室內空氣微生物限值要求絕大多數制定于20世紀末(見表1),如針對不同公共場所(旅店、浴室、理發店、游泳館、體育館、圖書館、博物館、博物館、商場書店、交通工具、餐廳等)的細菌總數標準均制定于1996—1997年,已有20多年未進行更新修訂,即使《室內空氣質量標準》在《規程》編制時期(2018—2020年)仍在執行GB/T 18883—2002版(現行版發布于2022年7月),難以與我國當下經濟和社會發展水平相適應。

在空氣微生物濃度采樣測試技術方面,國內外已制定了相對完備的標準規范,如我國GB/T 18204.3—2013《公共場所衛生檢驗方法 第3部分:空氣微生物》、GB/T 18883—2022《室內空氣質量標準》、GB/T 16293—2010《醫藥工業潔凈室(區)浮游菌的測試方法》、GB/T 16294—2010《醫藥工業潔凈室(區)沉降菌的測試方法》、GB 50333—

1) 充分考慮我國國情與社會經濟發展現狀,提出與不同功能建筑和室內人群健康風險相適應的微生物污染濃度評價指標,并與現行國家/行業標準協調統一。

2) 明確室內微生物污染控制技術實施要求,包括獨立凈化設備、圍護結構防潮抑菌、新風源頭控制、集中通風系統運行維護等,并與建筑功能相適應。

3) 根據突發公共衛生事件危害特點,以及公共建筑加強“平急轉換”能力建設的現實需求,提出不同類型建筑應對突發公共衛生事件的應急處理措施。

綜上,《規程》的編制應與上述需求相適應,有效填補我國建筑環境控制標準規范體系的空缺,助力實現更加健康、舒適、高效的室內環境,實質性推動我國建筑與環境衛生等行業的整體發展[6]。

3 主要內容與解讀

《規程》共分7章和2個附錄,主要包括:“總則”“術語”“基本規定”“控制措施”“空調通風系統運行維護”“應急技術措施”“檢測評價”;2個附錄包括醫院發熱門診和負壓病區空調通風系統運行維護、空氣微生物檢測設備要求與培養基制備方法,主體框架總結見圖1。

圖1 《規程》主體框架

第1章“總則”,闡述了《規程》編制目的,即協調整合現有室內空氣微生物污染限值和采樣技術等標準條文,增加了有關污染控制技術、空調通風系統運行維護技術、突發公共衛生事件應急技術措施等內容。旨在結合國內外先進經驗和理論成果,編制一部適合我國國情的建筑室內空氣微生物污染評價與控制專項技術規程,滿足技術領先、經濟適用、安全可靠、高效環保四項原則。此外規定了《規程》適用范圍,即新建、改建、擴建民用建筑(包括辦公建筑、居住建筑、商場、醫療衛生建筑等)的空氣微生物污染評價、控制、凈化系統(獨立凈化裝置和機械通風系統)運行維護與檢測評價使用。

第2章“術語”,明確了“空氣微生物污染”的定義,即懸浮在空氣中的微生物氣溶膠對人、設備等造成的污染。并指出微生物成分主要包括附著于顆粒物或飛沫表面的、或自身團聚成氣溶膠的細菌、真菌、病毒等。另外,闡述了《規程》中“生物氣溶膠”“空氣細菌濃度”“空氣真菌濃度”“撞擊法”等重要概念,統一了“空氣過濾器”“空氣凈化器”“額定風量”“凈化效率”等空氣凈化技術常用術語。

第3章“基本規定”,首次同時給出了適用于不同類型建筑的室內細菌、真菌與其他致病菌濃度標準限值。通常,微生物濃度標準限值確定方法分為兩種:一是基于本國建筑室內微生物濃度大樣本調研結果,進行數理統計后劃定合理閾值(即調研法);二是利用實驗動物開展不同濃度的特定微生物感染致病敏感性測試而劃定濃度限值(即實驗法),目前調研法應用最為廣泛。為獲得適用于我國的室內微生物污染評價依據和數據基礎,編制組在我國五大建筑氣候區選擇10余座代表城市開展了冬、夏兩季的室內空氣微生物(細菌、真菌等)污染濃度與群落結構特征大樣本調研,調研對象涵蓋住宅、辦公樓、醫院病房、學校教室、體育場館、實驗室綜合樓、圖書館和集體宿舍等,總調研面積超過80萬m2,調研過程與結果見文獻[7-15]。此外,編制組同樣考慮了不同種類微生物對人體健康效應的影響,調研中同時開展了室內菌群群落結構特征及其對人體健康效應的影響研究,相關成果見文獻[16-18]。基于此,相較于現有國內外相關標準,《規程》創新性地綜合考慮了我國室內微生物污染現狀與人體健康效應兩類影響,以及不同類型建筑室內人群對空氣微生物污染反應程度的差異,將不同目標人群所在建筑進行了分級,分別規定了不同級別空氣微生物上限的推薦值和引導值,結果見表2。

表2 《規程》規定的室內空氣微生物污染評價標準

表2中關于空氣細菌的Ⅰ類、Ⅱ類分級標準適用的建筑類型可參考GB 50325—2020《民用建筑工程室內環境污染控制標準》第1.0.4條(不同目標人群所在建筑分類),其中,托兒所、幼兒園、養老院等目標人群對空氣微生物污染敏感性較強且自身免疫力較低,或對空氣微生物有特殊控制需求的建筑宜采用Ⅰ級標準值進行限定;對空氣微生物污染敏感性較弱或一般建筑,如普通居住建筑、辦公建筑、商店建筑、圖書館等,可選擇采用Ⅱ級標準值。另一方面,考慮到建筑建設、運行和維護成本等問題,《規程》分別給出限定較為嚴苛的引導值和較為寬松的推薦值兩項指標,以方便讀者根據實際條件與建設要求挑選執行。關于真菌限值要求,編制組基于實地調研和國內外標準規范文獻調研結果[5,19],采用了國內外廣泛被接受的1 000 CFU/m3作為限定值,理由詳述于《規程》條文說明第3.0.3條。值得指出的是,《規程》并未給出空氣懸浮病毒濃度限值,理由為病毒在空氣中含量極低,且病毒一旦離開宿主后存活能力很弱、存活時間短、易變異、檢測困難,特別是現有技術無法檢測到廣譜的病毒總數,僅可對單一種類病毒濃度進行檢測[20],因此關于空氣病毒濃度限值問題尚待進一步研究。

第4章“控制措施”,提出了室內微生物控制措施及實施方法,包括建筑圍護結構防霉抑菌技術(即被動式控制)、空調通風凈化設備控制技術(即主動式控制)兩種形式。充分自然通風、合理控制濕度、采用凈化設備(或材料)是室內空氣微生物污染控制的關鍵措施,針對這些措施,《規程》提出了優先選用自然通風,不具備條件時采用自然通風結合機械通風(或凈化設備),其次選用機械通風(或獨立凈化設備)的次序;關于常年潮濕地區(如我國東南沿海城市)和重點區域(如衛生間、水箱間、空調機房、地下室等),給出了防潮抑菌材料/填縫劑的抗菌/防霉選型標準與施工工藝要求;規定了幾種典型主動控制技術的設計、選型、安裝和運行維護標準,如機械通風系統凈化過濾裝置、靜電除塵裝置、紫外殺菌裝置、微波殺菌裝置和等離子殺菌裝置等。此外,針對新型冠狀病毒肺炎疫情期間被廣泛關注的衛生間坐便器[21-22]、下水道存水彎[23]等可能導致病原體傳播擴散的關鍵部位給出了設計選型要求。

第5章“空調通風系統運行維護”,規定了空調通風系統日常運行和維護工作中應滿足的人員、技術、管理等要求。提出為防止通風管道、空氣處理設備等部位滋生霉菌而開展的清洗、除塵、除污、除鐵銹、除菌斑等工作細則;提出粗效空氣凈化過濾材料應每月清洗或更換一次,空氣處理機組、表冷器、加熱(濕)器、冷凝水盤應每年清洗兩次的要求。

第6章“應急技術措施”,給出了公共建筑通風空調系統應對因病原微生物引發疫情、傳染病和突發公共衛生事件時的應急運行與維護方案。編制組整合了前期主編/主審的《公共及居住建筑室內空氣環境防疫設計與安全保障指南(試行)》與T/ASC 08—2020《辦公建筑應對“新型冠狀病毒”運行管理和使用應急措施指南》關鍵條文,并參考國家衛生健康委員會發布的《新冠肺炎流行期間辦公場所和公共場所空調通風系統運行管理指南》(肺炎機制綜發〔2020〕50號)等指導文件,提出了疫情或突發公共衛生事件暴發時公共建筑應采取的應急處理措施,包括建立安全區、應急隔離和緊急疏散方案、空調通風系統運行策略和通風管道消毒等。

第7章“檢測評價”,提出了室內空氣微生物污染控制效果檢測宜在建筑工程驗收、更換空氣凈化裝置、定期運行維護時進行的要求;此外規定了檢測應包括空氣凈化裝置凈化效率檢測和室內空氣微生物濃度檢測,給出了檢測評價的關鍵要點,包括檢測儀器精度、校準頻次、采樣點位劃分、采樣流量與時間、重復采樣次數、樣品培養與計數/計算方法和結果評定原則等,實現了與現有國家/行業標準(如GB/T 18204.3—2013《公共場所衛生檢驗方法 第3部分:空氣微生物》、GB/T 38517—2020《顆粒生物氣溶膠采樣和分析通則》、WS 394—2012《公共場所集中空調通風系統衛生規范》等)的協調統一。

附錄部分,“附錄A”基于第5、6章的條文基礎,針對醫院發熱門診和負壓病區等特殊場所,進一步補充完善了空調通風系統日常運行和維護要求,包括巡檢、清洗、消毒等。特別規定了以上區域空調通風系統送風應安裝高中效或高效空氣過濾器、排風應安裝高效空氣過濾器,并對過濾器的安裝、維護、消毒、更換過程提出了操作規范與人員安全防護要求。“附錄B”明確了空氣微生物采樣宜使用安德森(Andersen)六級空氣微生物采樣器或具有同等功能的采樣器,采樣流量不應小于28.3 L/min;規范了營養瓊脂培養基和沙氏葡萄糖瓊脂培養基制作方法。

最后“條文說明”部分,對文中關鍵條文進行了詳細分析與解釋,便于讀者理解。

4 結束語

《規程》作為我國第一部民用建筑空氣微生物污染評價與控制專項技術標準,系統性規定了室內空氣微生物污染等級評價指標、控制技術措施、機械通風系統和凈化裝置運行與維護技術、突發公共衛生事件應急處理措施等內容,同時給出了室內空氣微生物污染控制效果檢測與評價方法。《規程》的發布不僅完善了我國建筑環境基礎標準規范體系,解決了室內空氣微生物污染評價分級指標不健全、控制技術規范不完善等短板,也為我國城市建筑綜合防疫能力的提升提供了重要技術支撐,同時為相關行業的創新發展和產業升級提供了良好機遇與標準化指導。

《規程》編制過程中,雖然編制組針對不同類型建筑室內空氣微生物污染開展了實地調研和理論研究,獲得了一定量的檢測數據與研究成果,然而由于受編制時間和樣本總量限制,所提部分數據能否具有普遍適用性尚待持續探究。另外,國家衛生健康委員會已于2022年12月26日宣布對“新型冠狀病毒感染”實施“乙類乙管”的總體方案,并特別指出二級以上醫院應設置發熱門診,同時加強農村地區、養老和社會福利等重點機構防控力度[24]。因此,今后還應持續開展醫療衛生機構、城市建筑、農村住宅的綜合防疫技術研究,配套編制一系列適用于不同功能建筑、不同地域特征、不同地區發展水平的建筑防疫專項技術標準與規范指南。