室内空气中致病微生物控制技术与发展趋势

侯立安

全球爆发的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）对人的生命健康造成了严重影响，已成为一场全球性的公共卫生危机。当前我国新冠疫情防控成效显著，但境外疫情扩散蔓延势头仍未得到有效遏制，国内个别地区聚集性疫情仍然存在，疫情防控已经进入科学精准的常态化防控阶段。

新冠病毒的传播途径包括呼吸道飞沫传播、气溶胶传播和密切接触传播。飞沫传播和气溶胶传播均是以空气为介质发生传播。飞沫传播距离一般在1.5米以内，飞沫直径大于5微米。世卫组织建议采取保持一定的安全距离、佩戴口罩等措施防止感染风险。《中国-世界卫生组织新型冠状病毒肺炎（COVID-19）联合考察报告》中指出：“新冠肺炎在无防护下通过飞沫和密切接触在感染者和被感染者之间发生传播，在医疗机构中或可存在因医疗操作产生气溶胶而发生空气传播的可能。”新冠病毒附着在气溶胶上，可借助空气传播。生物气溶胶（病毒）大小一般在0. 02至0. 3微米，在空氣中存活的时间长达3个小时。在户外的开放空间，新冠病毒气溶胶由于大气稀释作用及自身衰减，不易致病。在疫区的医院、学校、公共场所等，在没有良好的室内通风净化设施的环境下，感染者产生的气溶胶病毒颗粒可能在室内产生聚集，通过空气传播加剧交叉感染风险。因此，要加强室内空气病原微生物净化消毒体系建设，有效降低室内空气病毒传播风险，保障人民群众生命健康安全。

室内空气净化消毒技术现状

空气既是人类赖以生存的必要条件，也是传播疾病的重要媒介；以空气为传播媒介的流行病日益频发。空气微生物包括对人体有害的病毒、细菌、支原体和真菌或其孢子等，一般以气溶胶的形式存在。因微生物气溶胶引起的呼吸道感染率高达20%，所以诸如SARS、禽流感、甲型H1N1流感、新型冠状病毒等呼吸道病毒传染病，已成为公共卫生的重大威胁，严重影响了人民群众身体健康和生命安全。

室内空气净化技术可以提高室内空气质量、改善居住和办公条件、增进身心健康。室内空气净化技术主要分为：1.被动吸附过滤式；2.主动释放净化式；3.双重净化式。自然或机械通风是较为简便、经济、有效的净化空气的方法。这种方法通过控制换气次数、换气效率等指标，来提升空气质量。但在通风换气的过程中，要考虑含病原体空气的流向，防止病原体在空气中的传播。高效过滤技术是将微生物吸附拦截在滤网上，达到去除室内细菌、病毒等污染物的目的。H12、H13级别的HEPA滤网，从理论上来说，对病毒气溶胶颗粒有一定的净化效果。运用紫外线消毒、等离子体消毒、光催化消毒等技术，可实现病毒微生物的杀灭。要根据微生物的种类、数量等选择适宜的消毒方法。

现有空气净化消毒技术装备种类繁多，仅通过过滤或者吸附，无法实现致病微生物的完全消杀，尤其是在污染比较严重的疫区，在人员密集的医院空气中，可能存在种类更复杂、含量更高的病原微生物。这对空气净化系统病毒消杀能力提出了新的挑战。

全流程空气净化消毒整体解决方案

在疫情常态化防控前提下，为防控新冠病毒气溶胶传播风险，本研究集成已成熟应用和具有创新性的空气净化技术，开展了试验研究。研究提出了“室内空气病原微生物消杀—新风系统保障—生态环境功能材料强化灭菌—负压排风灭活”的全流程空气净化集成技术方案，配套研发了空气净化系统核心装备材料。试验证明该技术可有效改善房间空气质量，显著降低致病微生物的传播。针对疫区防疫实际需求，提出了不同应用场景的空气质量保障解决方案，可实现空气中致病微生物的全时段彻底消杀。

研发的空气净化消毒系统1，包括有新风净化、室内净化、室内消毒、环境功能材料和排风处理等五个净化单元。根据防疫净化需求，可以系统应用，每个净化单元单独使用，也可通过组合部分单元加以应用。具体应用如下：

（一）负压房间的快速改造。仅仅通过安装部分空气净化系统，就可在极短时间内将普通民房、病房、公共建筑改造为兼具负压和消毒功能的病房，可有效解决病区容量不足等问题。

（二）疫区病房空气质量保障。针对新建、扩建和改建等不同类型医院，选择相应的空气净化消毒系统，实现医院空气中致病微生物的全时段消杀。

（三）空气净化设施升级改造。为保障公共及居住建筑室内空气环境安全，在不破坏现有设施的基础上，升级改造空气净化系统，提升室内空气质量，阻止新冠病毒传播。

空气净化技术发展趋势

（一）空气质量检测系统

研发采集和检测空气中及附着在物体表面病毒的方法和仪器，用以实现空气中病毒微生物的快速、准确的检测。如：生物气溶胶采样器、病毒在线自动检测装置。将病毒检测模块与其他空气质量检测模块优化集成，构建室内空气质量智能监测管理系统，对空气质量状况进行监控，联动空气净化系统，实现对空气质量的监测与净化。

（二）新风及排风系统

研发集高效热回收、温度控制、湿度调节、空气污染物净化为一体的新风系统，为医护人员提供舒适的工作环境。结合建筑形式与内部空间布局，推进新风系统人性化设计（分体式设计、室外机实现空气净化）、节能降耗，以及管道清洗维护。

采用释放洁净空气发生和定向输送技术，定向输送至工作区及病床区域，实现新风“清洁区”“过渡区”“污染区”依次定向流动，降低交叉感染风险。采用新风系统与负压系统联动，使得病房内既有新鲜空气流入，又形成稳定的负压梯度。病房内的空气经高效过滤器滤菌，再经消杀后，通过负压系统排出，形成病房内安全可控的空气交换流动。

（三）室内空气净化系统

1.开发具有杀菌消毒功能的空气净化器

空气净化器可采用纳米石墨烯高效过滤膜、紫外光催化、低温等离子体等净化组合技术；可采用超细雾化技术，使之形成雾状，在水汽中加入消毒液，具有更高的病毒细菌杀灭效果。

2.开发具有多重功能的模块化空气净化器

如何对空气净化器进行高度集成，节约室内空间，是决定空气净化器未来发展的关键性技术因素之一。通过技术集成实现净化器的模块化，使之具备多重净化功能，实现对病毒、VOC等不同目标污染物的同时去除，是净化器未来发展趋势之一。

3.研发便携式的空气净化设备

空气净化的环境复杂多样，在某些场所不便于使用大型的空气净化器。基于这类情况，空气净化器向小体积、便携化发展将成为趋势。

4.研发生态环境功能材料

研发具有空气污染物净化作用、抗菌杀毒的生态环境材料，可有效提升室内空气质量。如纳米纤维空气过滤材料、石墨烯气凝胶等。采用二氧化钛、石墨烯量子点纳米材料，制备抑菌净化功能涂层，提高对病原微生物的消杀率。

（四）智能空气质量保障系统

利用现代传感器技术，在线测量室内外环境质量，控制室内净化、消毒、新风等设施，实现医院等建筑物内的空气质量智能化调节，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。

抗疫期间，更要高度重视医院空气环境质量安全，应用全流程的空气净化组合技术，实现对空气中病毒高效消杀并阻断其传播，为打赢抗疫战役提供坚实的科技支撑。

在“走向生态文明新时代，建设美丽中国”宏伟愿景下，大力推进室内空气环境质量控制技术的研发，不仅具有广阔发展前景和重要意义，同时也是人民群众对美好生活的共同追求。