不同通风方式对消化内镜清洗消毒室气溶胶净化效果的研究

马久红，李贤煌，张 云，田 信，周梦娇，毕正琴，黄 茜

(南昌大学第一附属医院消化内镜中心，江西 南昌 330006)

气溶胶(aerosol)是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，粒径大小为0.001～100 μm[1-2]。气溶胶成分多样，主要以空气中细菌、真菌等微生物，以及醛类、苯等化学物附着于颗粒物上形成，被人体吸入后可致感染性疾病、急性毒性作用、过敏反应，甚至引起肿瘤等[3]；经气溶胶传播可引起患者之间、医护人员之间的交叉感染，导致医院感染发生，以呼吸道感染最常见[4-6]。气溶胶颗粒物粒径>10.0 μm时主要由鼻腔黏膜捕获，很少进入人体呼吸系统，但携带花粉等过敏原时，会引起过敏反应等[7-8]。气溶胶颗粒物粒径≤10.0 μm时可进入呼吸道，其中粒径5.0～10.0 μm的气溶胶粒子主要停留在上呼吸道，如咽喉和气管等部位，对人体健康的影响较为有限；粒径<5.0 μm的气溶胶粒子则进入下呼吸道，如支气管和肺泡等部位，甚至通过血液循环系统运送至全身各器官，严重威胁人体健康[9-10]。

内镜清洗消毒过程中，工作人员的活动、清洗操作，以及使用消毒剂等，可产生颗粒物、微生物、化学消毒剂等相关气溶胶[11-12]。目前消化内镜清洗消毒室多采用自然通风或排风扇机械通风，我国《软式内镜清洗消毒规范》、欧洲胃肠内镜学会(ESGE)，以及欧洲胃肠病护士协会(ESGENA)指南[13-14]指出，消化内镜清洗消毒室应保持通风良好，但具体采用哪种通风方式能有效净化室内气溶胶的报道尚少。轴流风柜机械通风依靠轴流风柜提供风压、风量，通过管道的送、排风系统进行室内外空气交换，同时带有预过滤网、中高效过滤网以及活性炭过滤网，对送入室内的空气进行净化等。通过设置排风量大于送风量的方式，形成微负压6～9 Pa[15-16]，以减少气溶胶向外界扩散。本研究采用轴流风柜机械通风、排风扇机械通风、自然通风3种方式，检测消化内镜清洗消毒室空气中颗粒物、微生物、化学消毒剂含量，比较3种通风方式净化气溶胶的效果，以期为消化内镜清洗消毒室采用更有效的通风方式提供依据，现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 JYQ-IV型浮游菌采样器(苏州市华宇净化设备有限公司)，CLJ-E型激光粒子计数器(苏州市华宇净化设备有限公司)，QW-3000型防爆大气采样器(无锡启沃环境科技有限公司)，营养琼脂培养基和沙氏琼脂培养基(北京索莱宝生物科技有限公司)，恒温培养箱(南京远拓科学仪器有限公司)，TU-1901型双光速紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，酚试剂(上海麦克林生化科技有限公司)，戊二醛标准品(上海安谱实验科技股份有限公司)，十二水合硫酸铁铵(西陇科学股份有限公司)，TSI-7515室内空气品质测试仪(美国TSI集团中国公司)。

1.2 方法 选取某医院两个院区消化内镜清洗消毒室，均面积约60 m2，容积约180 m3，其中一院区安装轴流风柜，另一院区安装排风扇，可选用排风扇通风或自然通风。两院区清洗消毒室布局一致，均为南北方向，长×宽×高分别约为10 m×6 m×3 m(轴流风柜)、9 m×7 m×3 m(排风扇或自然通风)，位于建筑物的第三层。清洗消毒室环境采用紫外线及含氯消毒剂综合消毒，试验前关闭门窗12 h，试验过程中控制室内温度18～25℃，相对湿度55%～70%。试验选择在同一季节进行，每组重复6次。每次采样前对所有采样设备进行流量校正，所有检验项目经过计量认证。

1.2.1 试验分组 试验分为3组，A组：采用轴流风柜进行机械通风(2台DX型系列静音式送风柜，额定功率800 W/台；2台DX型系列静音式排风柜，额定功率1 500 W/台，通风量6 000 m3/h，换气次数33次/h)；B组：采用排风扇进行机械通风(2台MX80-25-4型电机排风扇，额定功率250 W/台，通风量5 000 m3/h，换气次数28次/h)；C组：采用开放门窗进行自然通风(依靠风压和室内外温差实现室内外对流通风，室外温度22～28℃，风速2.1～4.3 m/s)。

1.2.2 采样方法 静态环境通风采样：停止内镜清洗消毒工作12 h后，于通风前(上午8:00)、通风后2 h(上午10:00)采集清洗消毒室空气，检测其中的颗粒物、微生物、戊二醛的含量。试验期间室内除采样人员外，无其他人员及活动。动态环境通风采样：试验期间由经过严格培训的6名固定专职人员清洗消毒，工作量控制在150条内镜，其中胃镜130条，肠镜20条。工作日在工作起始状态(上午8:00，记为0 h)以及持续通风1、2、4、6 h时，采集清洗消毒室空气，检测其中的颗粒物、微生物、戊二醛的含量，其中4、6 h采样时间点为午休时间12：00—14：00。见图1。依据国家卫生部2012年《医院消毒卫生标准》[17]和消化内镜清洗消毒室的面积，采样时设四角及中央5个采样点，四角距墙面1 m，采样高度距地面1 m，同时避开风口、风道。

图1 静态、动态环境采样时间图

1.2.3 颗粒物含量检测及判断标准 根据《医药工业洁净室(区)悬浮粒子的测试方法》GB/T 16292—2010[18]，采用CLJ-E型激光粒子计数器检测清洗消毒室颗粒物含量。设置粒子通道为0.5 μm，采样流量2.83 L/min，每次采样时间1 min，检测后即刻读取颗粒物(particle matter, PM)含量(颗/L)，并打印结果。每次5个采样点连续检测3次取平均值，5个采样点的均数记为该次试验的颗粒物浓度，取试验重复6次的均数作为相应时间点的总体均数。判断标准：根据ISO 14644—2015洁净室及相关受控环境国际标准[19]，PM0.5≤35 200颗/L为100万级洁净室。

1.2.4 微生物含量检测及判断标准 根据国家卫生部颁布的《公共场所卫生检验方法第3部分：空气微生物》GB/T 18204.3—2013)[20]，应用JYQ-IV型浮游菌采样器进行微生物(细菌、真菌)采样、检测。空气采样流量设置200 L/min，每次采样时间5 min。细菌采集至普通琼脂培养基后放入(36±1)℃恒温箱培养48 h，真菌采集至沙氏琼脂培养基后置于(25±1)℃恒温箱培养5 d，进行菌落计数。微生物含量P=1 000 N/V[P为空气中的微生物含量(CFU/m3)，N为培养皿菌落数(CFU)，V为采样空气的体积(m3)]。各相应时间点的微生物含量方法计算同1.2.3颗粒物含量计算，将同批次琼脂培养基作为阴性对照，与试验样本一同培养记录结果。判断标准：依据标准GB 15982—2012《医院消毒卫生标准》[17],清洗消毒室属Ⅲ类环境，微生物菌落数应≤500 CFU/m3。

1.2.5 戊二醛含量检测及判断标准 根据国家卫生部颁布的《公共场所卫生检验方法第2部分：化学污染物》GB/T 18204.2—2014[21]检测室内空气中戊二醛含量。将装有10 mL酚试剂吸收液的大气泡吸收管安装于防爆大气采样器进行采气，流量0.5 L/min，采气时间15 min。采样后立即封闭吸收管进出气口，样品立即送至试验室由专业人员测定分析戊二醛含量(mg/m3)。相应时间点戊二醛含量的方法计算同1.2.3颗粒物含量计算，同批次的空白对照采样管送检2个，并与试验样本一同记录。判断标准：参考美国工业卫生学家会议(ACGIH)推荐的戊二醛上限接触含量为≤0.175 mg/m3。

2 结果

2.1 静态环境通风前后气溶胶检测结果 清洗消毒室通风2 h前后的颗粒物、微生物和戊二醛含量均在限值范围内，其中A、B组在通风前和通风2 h后比较，差异均有统计学意义(均P<0.05)，C组在通风前和通风2 h后比较，差异无统计学意义(P>0.05)。A、B在通风后气溶胶含量均呈下降趋势。A、B、C组间通风前和通风2 h后颗粒物、微生物、戊二醛含量比较，通风前3组间各检测物含量差异均无统计学意义(均P>0.05)，通风2 h后3组间检测物含量差异均有统计学意义(均P<0.01)。见表1。

表1 清洗消毒室静态环境通风前及通风2 h后的气溶胶检测结果

2.2 动态环境气溶胶检测结果

2.2.1 颗粒物检测结果 工作开始后持续通风，B、C组颗粒物含量增加趋势明显，尤其在清洗消毒工作高峰期，即持续通风2 h时，颗粒物含量达到最大值，2 h后呈下降趋势，4～6 h(午休期间)下降明显。其中C组在4～6 h(午休期间)通风后，即持续通风6 h时，颗粒物含量仍高于100万洁净室规定的范围。A组动态环境下各个时间的颗粒物含量增加趋势不明显，持续通风6 h时颗粒物含量低于起始状态。见图2。

图2 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下颗粒物含量变化曲线图

工作起始状态时，总体以及任意两组间颗粒物含量比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。持续通风1、2、4、6 h时，A、B、C 3组颗粒物含量比较，差异均有统计学意义(均P<0.01)，且A组颗粒物含量均低于B、C组，B组均低于C组。A、B、C 3组在工作起始状态分别与持续通风1、2、4、6比较，结果显示B、C组在持续通风1、2、4、6 h时颗粒物含量均高于工作起始状态(均P<0.01)。A组在持续通风4 h时虽然颗粒物含量高于工作起始状态，但差异无统计学意义(P>0.05)，持续通风6 h时低于工作起始状态(P<0.01)。见表2。

表2 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下颗粒物检测结果

2.2.2 微生物检测结果 A、B、C组在工作起始状态及持续通风1、2、4、6 h的微生物含量均≤500 CFU/m3，在国家标准规定的Ⅲ类环境限值范围内。其中A、B、C 3组在清洗消毒工作高峰期2 h时的微生物含量分别为50、167、215 CFU/m3，C组含量为A、B组的4.3、1.3倍。2 h后3组呈下降趋势，4、6 h时(休息期间)明显下降。见图3。

图3 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下微生物含量变化曲线图

工作起始状态时，总体以及任意两组间比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。通风1、2、4、6 h时，A组的微生物含量均低于B、C组，B组的微生物含量低于C组；A、B、C组3组比较，差异均有统计学意义(均P<0.01)，A与B组、A与C组以及B与C组比较，差异也均具有统计学意义(均P<0.01)。B、C组持续通风6 h时，微生物含量仍高于工作起始状态(P<0.01)，而A组经过4～6 h(午休期间)通风后，微生物含量低于工作起始状态(P<0.01)。见表3。

表3 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下微生物检测结果

2.2.3 戊二醛检测结果 A、B、C 3组在工作起始状态及持续通风1、2、4、6 h时，均检测出不同含量的戊二醛。其中A组戊二醛含量较低，增加趋势不明显。B、C组戊二醛含量随着清洗消毒工作的开展，增加趋势明显，在持续通风1、2、4 h时均超出最大安全接触限值0.175 mg/m3。C组在4～6 h(午休期间)戊二醛含量仍超出安全限值。见图4。

图4 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下戊二醛含量变化曲线图

工作起始状态时，总体以及任意两组间戊二醛含量比较，差异均无统计学(均P>0.05)。持续通风1、2、4、6 h时，A组的戊二醛含量低于B、C组，B组低于C组；A、B、C组总体间以及组间两两比较，差异均有统计学意义(均P<0.01)。A、B、C组在工作状态持续通风1、2、4 h时均高于工作起始状态(均P<0.01)，在4～6 h(午休通风后)，A组戊二醛浓含量下降且低于工作起始状态，B、C组虽然下降仍高于工作起始状态(P<0.01)。见表4。

表4 清洗消毒室动态环境3种通风方式持续通风下戊二醛检测结果

3 讨论

本研究显示，3种通风方式在通风2 h前后比较，A组和B组对颗粒物、微生物、戊二醛含量均有一定的净化效果，C组为自然通风，通风前后无差异。自然通风主要以风压和室内外温差为动力实现室内通风换气，尽管该通风方式是净化室内气溶胶的一种手段，但受气候影响较大，通风量不易控制，且气流紊乱不能形成合理的气流组织，导致其通风效果难以达到理想状态[22]。本研究中C组颗粒物、微生物、戊二醛含量高于A、B组，通风前后比较差异也无统计学意义。清洗消毒室自然通风依赖的是门窗的对流，如环境相对密闭则无对流通风，导致通风效果不佳；同时由于室内气流紊乱，易将清洗消毒室内的气溶胶扩散至内镜诊疗区域，而污染整个工作环境。

在动态工作环境下，随着清洗消毒工作的开展，B、C两组在工作高峰2 h时，室内颗粒物含量激增，且严重超出100万洁净室标准范围内，同时戊二醛含量激增超出安全限值，微生物数量也激增，说明排风扇通风方式及自然通风方式对颗粒物的净化效果差。排风扇机械通风是一种局部通风方式，尽管在静态环境下通风效果较好，但由于仅单向排气换气，不能向室内引入新风[23]，其在动态工作环境下难以有效净化清洗消毒室气溶胶。还需注意的是，虽然B、C两组的微生物含量均在合格范围，但试验结果高于A组(均P<0.01)，提示应提高警惕。清洗消毒操作产生的微生物气溶胶往往具有独特的生物活性，若未采用有效的通风方式，不仅增加工作人员呼吸道感染风险，还可导致消毒合格的内镜发生二次污染。

本研究采用的轴流风柜机械通风是利用轴流风柜动力装置进行室内送风和排风。进入清洗消毒室内空气经预过滤网、中高效过滤网以及活性炭过滤网过滤后送入，室内墙体安装2个强力排风井，距离地面60～80 cm为排风口，各排风口安装空气净化装置；同时设置室内排风量大于送风量，产生固定气流差异并形成微负压6～9 Pa。研究结果显示，A组持续通风1、2、4、6 h时，颗粒物、微生物、戊二醛含量均较低，净化效果优于B、C组(均P<0.01)，且PM0.5含量在100万级洁净室规定范围内。同时A组在4～6 h(午休期间)通过2 h通风，颗粒物、微生物、戊二醛浓度低于工作起始状态，而B、C组仍高于工作起始状态，说明轴流风柜机械通风短时间内即可实现高效净化室内气溶胶。该通风方式通过合理设置送、排风口，使室内空气流形成有序的定向流，避免室内气溶胶的四处弥散和死角积聚，实现以最小通风量达到最佳的通风效果，最大限度地净化和隔离气溶胶，对控制气溶胶扩散意义重大。

国际建筑环境控制系统，如欧洲供暖、通风和空调协会联合会(REHVA)，美国采暖、通风和空调工程师协会(ASHRAE)等相关组织均推荐在产生气溶胶等有害污染物质的室内，使用负压机械通风[24-26]。目前负压机械通风广泛应用于隔离病房，在新型冠状病毒疫情期间发挥重要作用，并成为控制气溶胶扩散的关注热点[27-29]。本研究中的轴流风柜机械通风控制室内排风量略大于送风量，进而形成固定气流差异，产生6～9 Pa的负压差，避免室内气溶胶向工作区域扩散的风险，形成有效的室内外动态空气隔离，减少环境的污染。此外，轴流风柜带有的预过滤网，可过滤大颗粒杂质，如昆虫、毛发等，中高效过滤网对0.3 μm以上颗粒物、细菌、真菌以及花粉等也有明显的净化能力，同时活性炭过滤网还可吸附有害气体，有效避免室外污染空气引入，进而造成室内气溶胶含量增加的风险。因此，建议引入轴流风柜通风方式，以保障工作人员的职业安全。

综上所述，本研究创新性提出轴流风柜机械通风，并结合微负压排风系统应用于清洗消毒室气溶胶管理，有效降低清洗消毒室气溶胶含量，可以防止工作人员职业危害的发生，净化工作环境。根据研究结果，建议无论采用何种通风方式，每日工作前2 h均需对清洗消毒室进行通风，以减少室内气溶胶，最大程度为工作人员的职业健康提供积极作用。本研究因动态环境下清洗消毒室内空气中微生物菌落数过多等原因，仅对静态环境下的菌落进行了鉴定，同时缺乏工作人员气溶胶暴露引发呼吸道感染等不良症状的具体数据。今后可开展实时智能化监测动态环境下清洗消毒室的气溶胶含量和类别，整理医院工作人员发生空气源性感染的数据，为清洗消毒室的通风设置和调整提供科学依据。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。