T/CECS 873—2021《室内空气微生物污染控制技术规程》解读*

陈紫光 曹国庆 章重洋 刘志坚 李 炫 王凤鸣1,

(1.建科环能科技有限公司,北京;2.中国建筑科学研究院有限公司,北京; 3.上海建科集团股份有限公司,上海;4.华北电力大学,保定)

1 编制背景

人类历史上发生过的重大呼吸道传染病绝大多数由空气微生物污染传播所致。21世纪相继暴发的严重急性呼吸综合征(SARS)、人感染禽流感、中东呼吸综合征(MERS)、新型冠状病毒肺炎(COVID-19)等疫情无不给人类带来深重灾难。随着全球化日益发展,各类烈性传染病也伴随着便利的交通条件和密集的人员往来而呈现出传播越发迅猛、危害越发深重的特征。

空气微生物包括悬浮细菌、真菌、病毒等,它们通常依附在空气悬浮颗粒物上,跟随颗粒物运动轨迹传播扩散;还可能通过说话、咳嗽、打喷嚏等行为,以飞沫形式将口腔、咽喉、气管、肺部内的病原微生物喷入空气,导致人群感染。据统计,人的一生超过80%时间在室内度过,室内空气微生物污染是传染性疾病(特别是呼吸道传染病)不可忽视的源头[1]。我国幅员辽阔、疆域广大,各地气候条件、经济发展水平与人群生活习惯不尽相同,建筑室内微生物污染往往呈现种类繁杂、来源多样、群落差异显著的特点,曾一度缺乏有针对性的长效解决方法。然而,随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高,对建筑室内环境质量要求也不断提升,室内空气微生物污染已逐渐被纳入室内空气质量考量范畴,成为相关研究的热点和焦点问题。因此,补充和健全我国建筑室内空气污染评价与控制标准体系对降低室内人群疾病发生风险、提高建筑防疫与突发公共卫生事件应急处理能力有重要意义。

此前,我国建筑室内微生物污染标准规范主要涉及采样方法与污染限值方面,鲜有关于微生物污染控制方法与净化设备运行维护技术措施等内容。此外,相关标准通常仅规定了各类建筑室内环境细菌浓度限值,缺少对真菌、致病性微生物(如β-溶血性链球菌、嗜肺军团菌等)浓度限值的规定,导致室内空气微生物污染水平评价不够全面。因此,为建立健全适合我国国情并与不同功能建筑相适应的室内空气微生物污染评价体系,规范污染防控与净化系统运行维护技术措施,统一协调空气微生物采样、检测、评定标准,有必要制订一部民用建筑室内空气微生物污染评价与控制技术的专项标准或规程,以完善我国建筑室内环境评价与控制标准规范体系、提升室内环境整体水平、满足人群身心健康需求。

基于上述背景,笔者研究团队邀请来自建筑学、微生物学、预防医学、材料学等不同领域知名专家组成编制组,历时2年半完成了T/CECS 873—2021《室内空气微生物污染控制技术规程》(下文简称《规程》)的编制和评审工作。值得指出的是,《规程》征求意见阶段正值我国新型冠状病毒肺炎疫情暴发时期(2019年末至2020年初),编制组在既有条文基础上有针对性地增加了“应急技术措施”“医院发热门诊和负压病区空调通风系统运行维护”等章节,为我国公共建筑的综合防疫能力提升提供了参考依据。《规程》于2021年6月8日批准发布,本文从《规程》的编制背景、技术内容、关键要点等方面对重要条文进行解读,以方便读者实施应用。

2 国内外相关标准规范

《规程》发布前,国内外发布的建筑室内空气微生物污染评价与控制相关标准规范从内容上大体上分为两类,一类是室内空气微生物污染浓度限值要求,另一类是空气微生物采样、培养、计数等操作的技术要求。

在室内空气微生物污染浓度限值要求方面,研究表明室内微生物约占已知室内污染物总量的5%～34%[2],然而其对人体的健康影响无法一概而论,例如某些致病性微生物可导致感冒、肝炎、结核病与伤口感染的发生,但也有研究表明儿童早期暴露于内毒素反而可加强其对湿疹与哮喘的预防免疫作用[3-4]。因此,制定室内空气微生物污染限值应综合考虑微生物种类和浓度的共同影响。目前,世界主要国家均制定了针对不同场所的室内空气生物浓度限值,研究团队前期梳理汇总了国内外有关室内空气微生物(细菌、真菌)浓度限值,见表1[5]。由表1可知,各国标准中规定的细菌总数通常分布在500～10 000 CFU/m3之间,真菌总数大多分布在50～2 500 CFU/m3之间,最高可达到10 000 CFU/m3。然而,由于各国国情不同、自然环境和公共卫生条件也存在一定差异,导致室内空气微生物浓度限值具有较大差别,单纯从数值上比较缺少客观性。

表1 世界主要国家制定的室内空气细菌和真菌浓度限值 CFU/m3

对我国而言,现行国家标准主要针对空气细菌总数进行了限定,尚未将真菌和其他致病菌限值纳入评价体系,仅在卫生行业标准WS 394—2012《公共场所集中空调通风系统卫生规范》中提出了空调通风系统送风中含细菌、真菌总数均不得超过500 CFU/m3的要求,但未对室内空气真菌浓度提出明确要求(GB/T 18883—2002《室内空气质量标准》规定为“菌落总数”,未指明细菌或真菌,但附录D仅给出了细菌菌落总数检测方法;现行版本GB/T 18883—2022则明确为“细菌总数”,未涉及真菌总数要求)。此外,我国现行室内空气微生物限值要求绝大多数制定于20世纪末(见表1),如针对不同公共场所(旅店、浴室、理发店、游泳馆、体育馆、图书馆、博物馆、博物馆、商场书店、交通工具、餐厅等)的细菌总数标准均制定于1996—1997年,已有20多年未进行更新修订,即使《室内空气质量标准》在《规程》编制时期(2018—2020年)仍在执行GB/T 18883—2002版(现行版发布于2022年7月),难以与我国当下经济和社会发展水平相适应。

在空气微生物浓度采样测试技术方面,国内外已制定了相对完备的标准规范,如我国GB/T 18204.3—2013《公共场所卫生检验方法 第3部分:空气微生物》、GB/T 18883—2022《室内空气质量标准》、GB/T 16293—2010《医药工业洁净室(区)浮游菌的测试方法》、GB/T 16294—2010《医药工业洁净室(区)沉降菌的测试方法》、GB 50333—

1) 充分考虑我国国情与社会经济发展现状,提出与不同功能建筑和室内人群健康风险相适应的微生物污染浓度评价指标,并与现行国家/行业标准协调统一。

2) 明确室内微生物污染控制技术实施要求,包括独立净化设备、围护结构防潮抑菌、新风源头控制、集中通风系统运行维护等,并与建筑功能相适应。

3) 根据突发公共卫生事件危害特点,以及公共建筑加强“平急转换”能力建设的现实需求,提出不同类型建筑应对突发公共卫生事件的应急处理措施。

综上,《规程》的编制应与上述需求相适应,有效填补我国建筑环境控制标准规范体系的空缺,助力实现更加健康、舒适、高效的室内环境,实质性推动我国建筑与环境卫生等行业的整体发展[6]。

3 主要内容与解读

《规程》共分7章和2个附录,主要包括:“总则”“术语”“基本规定”“控制措施”“空调通风系统运行维护”“应急技术措施”“检测评价”;2个附录包括医院发热门诊和负压病区空调通风系统运行维护、空气微生物检测设备要求与培养基制备方法,主体框架总结见图1。

图1 《规程》主体框架

第1章“总则”,阐述了《规程》编制目的,即协调整合现有室内空气微生物污染限值和采样技术等标准条文,增加了有关污染控制技术、空调通风系统运行维护技术、突发公共卫生事件应急技术措施等内容。旨在结合国内外先进经验和理论成果,编制一部适合我国国情的建筑室内空气微生物污染评价与控制专项技术规程,满足技术领先、经济适用、安全可靠、高效环保四项原则。此外规定了《规程》适用范围,即新建、改建、扩建民用建筑(包括办公建筑、居住建筑、商场、医疗卫生建筑等)的空气微生物污染评价、控制、净化系统(独立净化装置和机械通风系统)运行维护与检测评价使用。

第2章“术语”,明确了“空气微生物污染”的定义,即悬浮在空气中的微生物气溶胶对人、设备等造成的污染。并指出微生物成分主要包括附着于颗粒物或飞沫表面的、或自身团聚成气溶胶的细菌、真菌、病毒等。另外,阐述了《规程》中“生物气溶胶”“空气细菌浓度”“空气真菌浓度”“撞击法”等重要概念,统一了“空气过滤器”“空气净化器”“额定风量”“净化效率”等空气净化技术常用术语。

第3章“基本规定”,首次同时给出了适用于不同类型建筑的室内细菌、真菌与其他致病菌浓度标准限值。通常,微生物浓度标准限值确定方法分为两种:一是基于本国建筑室内微生物浓度大样本调研结果,进行数理统计后划定合理阈值(即调研法);二是利用实验动物开展不同浓度的特定微生物感染致病敏感性测试而划定浓度限值(即实验法),目前调研法应用最为广泛。为获得适用于我国的室内微生物污染评价依据和数据基础,编制组在我国五大建筑气候区选择10余座代表城市开展了冬、夏两季的室内空气微生物(细菌、真菌等)污染浓度与群落结构特征大样本调研,调研对象涵盖住宅、办公楼、医院病房、学校教室、体育场馆、实验室综合楼、图书馆和集体宿舍等,总调研面积超过80万m2,调研过程与结果见文献[7-15]。此外,编制组同样考虑了不同种类微生物对人体健康效应的影响,调研中同时开展了室内菌群群落结构特征及其对人体健康效应的影响研究,相关成果见文献[16-18]。基于此,相较于现有国内外相关标准,《规程》创新性地综合考虑了我国室内微生物污染现状与人体健康效应两类影响,以及不同类型建筑室内人群对空气微生物污染反应程度的差异,将不同目标人群所在建筑进行了分级,分别规定了不同级别空气微生物上限的推荐值和引导值,结果见表2。

表2 《规程》规定的室内空气微生物污染评价标准

表2中关于空气细菌的Ⅰ类、Ⅱ类分级标准适用的建筑类型可参考GB 50325—2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》第1.0.4条(不同目标人群所在建筑分类),其中,托儿所、幼儿园、养老院等目标人群对空气微生物污染敏感性较强且自身免疫力较低,或对空气微生物有特殊控制需求的建筑宜采用Ⅰ级标准值进行限定;对空气微生物污染敏感性较弱或一般建筑,如普通居住建筑、办公建筑、商店建筑、图书馆等,可选择采用Ⅱ级标准值。另一方面,考虑到建筑建设、运行和维护成本等问题,《规程》分别给出限定较为严苛的引导值和较为宽松的推荐值两项指标,以方便读者根据实际条件与建设要求挑选执行。关于真菌限值要求,编制组基于实地调研和国内外标准规范文献调研结果[5,19],采用了国内外广泛被接受的1 000 CFU/m3作为限定值,理由详述于《规程》条文说明第3.0.3条。值得指出的是,《规程》并未给出空气悬浮病毒浓度限值,理由为病毒在空气中含量极低,且病毒一旦离开宿主后存活能力很弱、存活时间短、易变异、检测困难,特别是现有技术无法检测到广谱的病毒总数,仅可对单一种类病毒浓度进行检测[20],因此关于空气病毒浓度限值问题尚待进一步研究。

第4章“控制措施”,提出了室内微生物控制措施及实施方法,包括建筑围护结构防霉抑菌技术(即被动式控制)、空调通风净化设备控制技术(即主动式控制)两种形式。充分自然通风、合理控制湿度、采用净化设备(或材料)是室内空气微生物污染控制的关键措施,针对这些措施,《规程》提出了优先选用自然通风,不具备条件时采用自然通风结合机械通风(或净化设备),其次选用机械通风(或独立净化设备)的次序;关于常年潮湿地区(如我国东南沿海城市)和重点区域(如卫生间、水箱间、空调机房、地下室等),给出了防潮抑菌材料/填缝剂的抗菌/防霉选型标准与施工工艺要求;规定了几种典型主动控制技术的设计、选型、安装和运行维护标准,如机械通风系统净化过滤装置、静电除尘装置、紫外杀菌装置、微波杀菌装置和等离子杀菌装置等。此外,针对新型冠状病毒肺炎疫情期间被广泛关注的卫生间坐便器[21-22]、下水道存水弯[23]等可能导致病原体传播扩散的关键部位给出了设计选型要求。

第5章“空调通风系统运行维护”,规定了空调通风系统日常运行和维护工作中应满足的人员、技术、管理等要求。提出为防止通风管道、空气处理设备等部位滋生霉菌而开展的清洗、除尘、除污、除铁锈、除菌斑等工作细则;提出粗效空气净化过滤材料应每月清洗或更换一次,空气处理机组、表冷器、加热(湿)器、冷凝水盘应每年清洗两次的要求。

第6章“应急技术措施”,给出了公共建筑通风空调系统应对因病原微生物引发疫情、传染病和突发公共卫生事件时的应急运行与维护方案。编制组整合了前期主编/主审的《公共及居住建筑室内空气环境防疫设计与安全保障指南(试行)》与T/ASC 08—2020《办公建筑应对“新型冠状病毒”运行管理和使用应急措施指南》关键条文,并参考国家卫生健康委员会发布的《新冠肺炎流行期间办公场所和公共场所空调通风系统运行管理指南》(肺炎机制综发〔2020〕50号)等指导文件,提出了疫情或突发公共卫生事件暴发时公共建筑应采取的应急处理措施,包括建立安全区、应急隔离和紧急疏散方案、空调通风系统运行策略和通风管道消毒等。

第7章“检测评价”,提出了室内空气微生物污染控制效果检测宜在建筑工程验收、更换空气净化装置、定期运行维护时进行的要求;此外规定了检测应包括空气净化装置净化效率检测和室内空气微生物浓度检测,给出了检测评价的关键要点,包括检测仪器精度、校准频次、采样点位划分、采样流量与时间、重复采样次数、样品培养与计数/计算方法和结果评定原则等,实现了与现有国家/行业标准(如GB/T 18204.3—2013《公共场所卫生检验方法 第3部分:空气微生物》、GB/T 38517—2020《颗粒生物气溶胶采样和分析通则》、WS 394—2012《公共场所集中空调通风系统卫生规范》等)的协调统一。

附录部分,“附录A”基于第5、6章的条文基础,针对医院发热门诊和负压病区等特殊场所,进一步补充完善了空调通风系统日常运行和维护要求,包括巡检、清洗、消毒等。特别规定了以上区域空调通风系统送风应安装高中效或高效空气过滤器、排风应安装高效空气过滤器,并对过滤器的安装、维护、消毒、更换过程提出了操作规范与人员安全防护要求。“附录B”明确了空气微生物采样宜使用安德森(Andersen)六级空气微生物采样器或具有同等功能的采样器,采样流量不应小于28.3 L/min;规范了营养琼脂培养基和沙氏葡萄糖琼脂培养基制作方法。

最后“条文说明”部分,对文中关键条文进行了详细分析与解释,便于读者理解。

4 结束语

《规程》作为我国第一部民用建筑空气微生物污染评价与控制专项技术标准,系统性规定了室内空气微生物污染等级评价指标、控制技术措施、机械通风系统和净化装置运行与维护技术、突发公共卫生事件应急处理措施等内容,同时给出了室内空气微生物污染控制效果检测与评价方法。《规程》的发布不仅完善了我国建筑环境基础标准规范体系,解决了室内空气微生物污染评价分级指标不健全、控制技术规范不完善等短板,也为我国城市建筑综合防疫能力的提升提供了重要技术支撑,同时为相关行业的创新发展和产业升级提供了良好机遇与标准化指导。

《规程》编制过程中,虽然编制组针对不同类型建筑室内空气微生物污染开展了实地调研和理论研究,获得了一定量的检测数据与研究成果,然而由于受编制时间和样本总量限制,所提部分数据能否具有普遍适用性尚待持续探究。另外,国家卫生健康委员会已于2022年12月26日宣布对“新型冠状病毒感染”实施“乙类乙管”的总体方案,并特别指出二级以上医院应设置发热门诊,同时加强农村地区、养老和社会福利等重点机构防控力度[24]。因此,今后还应持续开展医疗卫生机构、城市建筑、农村住宅的综合防疫技术研究,配套编制一系列适用于不同功能建筑、不同地域特征、不同地区发展水平的建筑防疫专项技术标准与规范指南。