生物潔凈技術(shù)若干誤區(qū)辨析
本文對生物污染因子控制與生物凈化經(jīng)常遇到的一些認(rèn)識上的問題進(jìn)行了探討。認(rèn)為如不解決這些問題就難以對微生物污染實(shí)施更有效控制，也難以將我國微生物控制與生物凈化的研究提高到一個(gè)新的水平。
1．引言
我國生物潔凈技術(shù)是在上世紀(jì)70年代后期將工業(yè)潔凈技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)院、藥品、化妝品和生物工程等領(lǐng)域才逐步發(fā)展與成熟起來的，涉及的領(lǐng)域不大，常常不為廣大暖通空調(diào)工程師所熟悉。SARS疫情期間人們開始認(rèn)識并普遍重視空氣途徑傳播病菌的危害性，近年來禽流感等人畜共患病的出現(xiàn)加深了人們擔(dān)憂。許多高校、研究機(jī)構(gòu)與廠商均在研究抗菌空調(diào)系統(tǒng)，由于對微生物特性了解不多，常常用理工科思路和技術(shù)手段套用到生物污染因子控制
，而微生物學(xué)家又不了解工程措施
。兩者由于缺乏充分交流
、認(rèn)識上存在誤區(qū)，難以形成一種正確
、合適的綜合技術(shù)
。常常會事倍功半，甚至弄巧成拙
，反而加大微生物污染的隱患。因此必須正確認(rèn)識生物潔凈技術(shù)
。
生物潔凈技術(shù)控制對象應(yīng)為室內(nèi)空氣生物污染因子，主要包括細(xì)菌、真菌(包括真菌孢子)
、病毒
、藻類
、原蟲
、螨蟲及其排泄物
、微小植物殘?bào)w（如花粉）
、生物體有機(jī)成分（如動物和人的皮屑）等
。在這些生物污染因子中有些是致病微生物有些是致敏物，能引起傳染病或過敏
，有些能產(chǎn)生毒素，引起急
、慢性疾病。室內(nèi)空氣生物污染因子的主要來源于有患有呼吸道傳染病的病人或感染者
、動物(嚙齒動物
、鳥
、家畜等)
、植物和污染的環(huán)境等
。
我國常用微生物總數(shù)來評價(jià)生物污染因子。通常所說的微生物
，泛指體積很小的生物體
。微生物類群龐雜
，包括不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒（Virus）和類病毒（Viroid）
，原核類的細(xì)菌（Bacteria）
、放線菌（Thermoactinomyces）
、立克次氏體（Rickettsia）
、衣原體（Chlamydiae）和支原體（Mycoplasma）以及屬于真核類（Fungi）的酵母菌
、霉菌
、原生動物和顯微藻類等。而各類微生物的特性差異很大
。
細(xì)菌是單細(xì)胞的原核生物。細(xì)菌可分為棒狀（桿菌Bacillus）、球狀（球菌Coccus）
、旋狀（螺旋體Spirillum）三種
。不管以何形狀存在
，其增殖都是通過細(xì)胞分裂法來實(shí)現(xiàn)的
，細(xì)菌雖然屬于低等微生物
，但幾乎所有的細(xì)菌能單獨(dú)地存在
，所需的營養(yǎng)依存于其它生物。大部分的細(xì)菌還可通過分解有機(jī)物來獲得其必須的營養(yǎng)
。因此懸浮的細(xì)菌須附著在粒子上方可存在。真菌是多細(xì)胞的生物
，真菌卻屬于高等微生物。與細(xì)菌不同
，真菌靠胞子繁殖
，由于真菌的胞子易隨氣流飛散
，所以真菌遍布全球
。世界上有幾萬種的真菌存在
，人生活環(huán)境中真菌種類不多
。真菌的發(fā)生源主要取決于大氣而與居住者無關(guān)。大氣中真菌對細(xì)菌有明顯的抑制作用
。而病毒是蛋白質(zhì)的外皮
，核酸的中心部（遺傳因子）以及為了侵入異體用的酵素組成
。與細(xì)菌
、真菌不同，所有的病毒為寄生性
，在宿主細(xì)胞之外無法生存。換言之
，病毒只能生存于活著的細(xì)胞。病毒是以自身基因組為模板的復(fù)制方法進(jìn)行繁殖
，即分別復(fù)制核酸和合成蛋白質(zhì)
，再裝配成病毒顆粒
。但糾偏能力差
，容易產(chǎn)生變異
。加大了病毒控制的難度
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？梢娚餄崈艏夹g(shù)中常提的帶菌粒子（或載菌粒子）主要是細(xì)菌
。
微生物體積很小，但比表面積大，新陳代謝的能力很強(qiáng)，生長繁殖速度驚人。它們很容易在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量變異的后代。適應(yīng)能力極強(qiáng) ，即使在極端環(huán)境條件下也能生存繁殖
。微生物是活的粒子
，無處不在
，無時(shí)不有
，只要條件合適就會產(chǎn)生大量生物污染因子
，對人類始終存在危害風(fēng)險(xiǎn)
，這是生物潔凈技術(shù)控制重點(diǎn)
，也是與普通空調(diào)或工業(yè)潔凈技術(shù)最大差異所在
。為了正確掌握這門技術(shù)
，以下就生物凈化經(jīng)常遇到的一些問題展開討論
。
2．生物凈化的控制參數(shù)
生物凈化的控制參數(shù)主要是控制對象與控制濃度 。
生物凈化控制對象應(yīng)是生物污染因子 ，其目標(biāo)是消除生物污染因子危害，不是“殺滅所有微生物”
。由于我們經(jīng)常涉及到是微生物，故常提消除微生物危害
，而不是籠統(tǒng)提“滅菌”，特別是對生物凈化系統(tǒng)
。
這是因?yàn)槿祟愒陂L期進(jìn)化過程中已與自然界共存。盡管微生物的種類繁多
，大多數(shù)微生物對人類無致病性的，尤其清潔的大氣與水中真正致病菌幾乎沒有
，即使有微生物對人也是有益或無害的。普通場所
，只要經(jīng)常開窗
，一般不會出現(xiàn)大量對健康人群致病的病菌
。相反能夠稀釋
、抑制甚至消除室內(nèi)微生物污染
，因此通風(fēng)是醫(yī)學(xué)上最好的消毒措施之一
。
微生物能夠引起機(jī)體致病的性能稱為致病性或病原性。不同的微生物有不同的侵入途徑，有時(shí)，一種微生物同時(shí)有著幾種侵害途徑。細(xì)菌的個(gè)體十分微小，很容易附著在較大的顆粒物質(zhì)上面，在一定的條件下形成氣溶膠粒子。所以空氣途徑往往成為病原體侵犯人體的一個(gè)重要途徑。凡具備這種能力的細(xì)菌被稱為致病菌或病原菌。病原菌的致病作用與其毒力、侵入數(shù)量和侵入途徑有關(guān)。細(xì)菌在生長過程中還能分泌毒素，外毒素是一種分泌在菌體外的毒性蛋白質(zhì) ，主要由革蘭陽性細(xì)菌產(chǎn)生
，如白喉菌和破傷風(fēng)桿菌。內(nèi)毒素是構(gòu)成革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的一種物質(zhì)
，叫做脂多糖，在細(xì)菌自溶或人工崩解后才釋放出來
。病菌的感染可以是顯性感染即傳染病。也可以通過隱性感染而使人體獲得一定的免疫力
。
一些原本對人體有益的微生物，在某種條件下也會對人體形成危害成為致病菌，這被稱為條件致病菌。這種變化可能是某些條件引起入侵的途徑變了，如大腸桿菌寄生在人體的腸道內(nèi)部，抑制了腸道中其它細(xì)菌滋生，對人體是有益的，但是如果腸道出現(xiàn)破損或者通過其它方式，進(jìn)入人體的其他內(nèi)臟器官內(nèi)部則會引起疾病。再如空調(diào)界聞名的軍團(tuán)病菌，其實(shí)大量存在于水體與土壤，并沒有構(gòu)成對人類的危險(xiǎn)。但一旦成為氣溶膠，進(jìn)入人的呼吸道就有可能引起軍團(tuán)病。另外當(dāng)人體免疫能力下降，如長期濫用抗生素、激素的病人，中性粒細(xì)胞減少者，體內(nèi)設(shè)置各種導(dǎo)管者，接收器官的移植（骨髓），均會引起宿主防御功能減退，本該一些無害的真菌也誘發(fā)了感染。對于白血病人、大劑量放療化療后期病人由于其免疫力極其低下，甚至連大氣雜菌也成為致病菌。因此白血病房等無菌病房的控制對象微生物應(yīng)是空氣中一切浮游菌，其除菌要求之高，末端除菌裝置只能采用
高效過濾器，必須用高潔凈度的單向流病房來保證?div id="jfovm50" class="index-wrap">？梢姀纳飪艋慕嵌瓤刂茖ο髞碇v不應(yīng)籠統(tǒng)講控制“病菌”
，應(yīng)該提控制“對象微生物”更為科學(xué)或更為嚴(yán)密
。
我們的目標(biāo)是控制微生物，消除微生物的危害
。不同的應(yīng)用場合微生物濃度控制要求也不同
，并非一個(gè)微生物也不能有，應(yīng)容許有一定的控制濃度。依據(jù)國標(biāo)《空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T1883-2002規(guī)定
，一般室內(nèi)場所只需控制微生物總數(shù)低于2500cfu/m3
。采用良好的通風(fēng)完全可以達(dá)到
，相應(yīng)的空調(diào)器內(nèi)的部件與空氣過濾網(wǎng)也只需清水擦洗
，不必采用化學(xué)消毒或抗菌措施。而醫(yī)院的消毒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB15982—1995規(guī)定醫(yī)院一般診療場所也只需控制500CFU／m3以下
。常規(guī)消毒就可以。傳染病房哪怕生物安全實(shí)驗(yàn)室我們控制的也是致病菌
，避免致病菌的危害
，并非所有微生物。大氣雜菌也許對致病菌控制更有利
，國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有對送風(fēng)提出凈化處理或室內(nèi)潔凈度要求
。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)榭紤]到大氣塵埃濃度較高
，對于排（回）風(fēng)口設(shè)置高效過濾器的場所
，才要求對新風(fēng)進(jìn)行凈化處理
，以延長高效過濾器的壽命
。并不是說潔凈無菌送風(fēng)更有利于對室內(nèi)致病菌控制。
就對象微生物來說空氣品質(zhì)改善與醫(yī)療或生物實(shí)驗(yàn)場所空氣途徑感染控制是兩個(gè)概念，控制手段與設(shè)施完全不同，大氣雜菌大多是真菌
，幾乎沒有致病菌，不能要求所有家用普通空調(diào)器都具有殺菌功能
，大多數(shù)抑菌措施均可以采用
。只有對于處理高致病性病菌的生物安全實(shí)驗(yàn)室
、隔離病房以及高度無菌的病房
、潔凈手術(shù)室等場所才采用特定的空調(diào)系統(tǒng)。
3．生物凈化應(yīng)采用綜合控制措施
長期以來我們依賴消毒滅菌消除受控空間中微生物危害，我國在上世紀(jì)70年代后期已經(jīng)認(rèn)識到化學(xué)消毒滅菌的局限性，開始借助工業(yè)潔凈技術(shù)這一物理手段來控制微生物污染
，并取得一定效果。但是思路依然是將已經(jīng)發(fā)生的病菌除掉
。這是因?yàn)檫^去我們主要涉及工業(yè)潔凈室
，控制危害工藝的微粒
，對于那些沒有生命的微粒我們從來不會顧及微粒沉積在系統(tǒng)或室內(nèi)（或稱為一次污染）
，也沒有考慮積塵積水會誘發(fā)微生物二次污染。盡管生物潔凈技術(shù)控制手段與工業(yè)潔凈似乎差不多
。但是微生物是活的粒子，種類很多，生存條件各不相同
，控制手段也不同。微生物在不利環(huán)境中會長期的潛伏
，一旦條件合適就會大量繁殖
。另外生物潔凈室濕負(fù)荷常常比較高
，系統(tǒng)去濕量大
，或者說整個(gè)系統(tǒng)中只要存在一次污染就可導(dǎo)致長期持續(xù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。如果我們控制措施不力
，就有可能使得這種潛在風(fēng)險(xiǎn)造成傳染，引起交叉感染
，甚至爆發(fā)大規(guī)模微生物的污染。
目前生物凈化所用的空調(diào)機(jī)大多采用普通空調(diào)機(jī)組增加空氣過濾器等措施來控制生物污染。大量事實(shí)表明
，單純的凈化除菌也無法有效地控制生物污染
。這是因?yàn)樵谄胀照{(diào)系統(tǒng)中確實(shí)存在微生物定植
、繁殖與傳播這一關(guān)系鏈，如空調(diào)箱和管道內(nèi)表面
、冷卻去濕盤管、冷凝水盤與排水水封
、加濕器及其存水容器
、空氣過濾器表面等地方均有可能促成致病菌的不斷定植和繁殖
，由于引發(fā)生物污染的因子是不存在最小的控制粒徑的
，單靠過濾器難以防范。平時(shí)我們所說的生物粒子
，大多是依附在粒子上而形成不小于1μm的生物粒子，這就是大家熟悉的當(dāng)量粒徑的概念
。按理系統(tǒng)采用亞高效過濾器完全可以了
。如果微生物在系統(tǒng)中（尤其在過濾器表面）直接繁殖
，所產(chǎn)生的生物污染因子直接進(jìn)入送風(fēng)氣流，不一定會形成生物粒子
，這些直接在過濾器表面繁殖的微生物及其代謝物大多粒徑很小
，很有可能穿透過濾器，被空調(diào)送風(fēng)源源不斷送到每間房間
，形成了空調(diào)系統(tǒng)的二次污染
。這就是為什么近年來國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都提高了末端空氣過濾器的效率的緣由
。但事實(shí)表明仍然無法確保除掉所有二次污染發(fā)生的微生物及其代謝物
。可見關(guān)鍵的措施在于不讓微生物滋生
，而不應(yīng)隨它發(fā)生再采用措施消除它。從這理念出發(fā)才能發(fā)展合適的綜合控制措施
。
如今生物潔凈技術(shù)已從傳統(tǒng)空調(diào)的提高熱濕交換效率的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)換到有效凈化除菌上來 。我們已經(jīng)認(rèn)識到傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)存在著產(chǎn)生微生物污染的隱患
，那么我們控制污染的思路是做減法還是做加法
，所謂減法就是更換易污染的空氣處理裝置
，直接消除空調(diào)系統(tǒng)的污染隱患
，而加法則是增加“凈化”措施去消除空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的污染。在世紀(jì)轉(zhuǎn)換之際我們已采用了一系列靜態(tài)和動態(tài)控制措施
，用“減法”開發(fā)了生物凈化專用的空調(diào)機(jī)組。如不使用淋水式空氣處理裝置和水加濕器等
，重視空調(diào)系統(tǒng)干燥和易清潔
。相對來說
，消除系統(tǒng)積塵較為簡單
。有效防潮防濕思路應(yīng)是濕度控制優(yōu)先的觀念。優(yōu)先考慮將系統(tǒng)中的水分盡快排除
，避免水分的產(chǎn)生、飛揚(yáng)
、積存或局部形成高濕度。這些控制要求與措施已被GB50333－2002《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》和GB/T19569－2004《潔凈手術(shù)室用空氣調(diào)節(jié)機(jī)組》所采用。但是生物危害是多因子多途徑
、隨時(shí)隨地發(fā)生的
，每一項(xiàng)技術(shù)都有適用范圍或特定場所
，不可能覆蓋所有領(lǐng)域
。如新風(fēng)過濾器難免會受潮，回風(fēng)中微生物也有可能進(jìn)入空調(diào)機(jī)等等
，要控制微生物污染既要有針對性措施又要強(qiáng)調(diào)采用綜合技術(shù)。因此還要求生物凈化專用空調(diào)機(jī)在結(jié)構(gòu)上便于消毒
、清洗且停機(jī)后便于保持干燥、無積水
。在要求更高的場所也可在“減法”的基礎(chǔ)上做“加法”
。如采用抗菌過濾器、對盤管與凝水盤噴涂抗菌劑來消除表面微生物滋生問題
，等等。但是“加法”應(yīng)選擇安全
、合理
、恰當(dāng)措施
，不幸的是仍有許多廠家一味做“加法”
，每一項(xiàng)措施總有其局限性與負(fù)面影響，多重抗菌措施組合在一起未必一定更安全
，有時(shí)反而畫蛇添足
，還會增加造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用。
可見應(yīng)采用綜合措施來實(shí)施全新的微生物污染控制概念 ，應(yīng)在“減法”的基礎(chǔ)上做些“加法”
。將防菌與抗菌措施結(jié)合起來，將除菌的物理性能與殺菌的化學(xué)性能有機(jī)地結(jié)合在一起
，將宏觀的空氣凈化技術(shù)與微觀的材料合成技術(shù)結(jié)合起來
，為生物凈化提供了一種切實(shí)可行的保障體系。
4．生物凈化主要控制空氣途徑污染
每種技術(shù)措施或系統(tǒng)形式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，有它的作用范圍，只要它存在總有它的合理性。生物潔凈技術(shù)主要是控制有害的生物氣溶膠(Bioaerosols)，解決空氣途徑的污染，對于消除表面對象微生物目前最有效的還是用化學(xué)藥物消毒殺菌。生物潔凈技術(shù)不可能替代消毒法，但可大大降低了消毒頻率、減少了消毒的劑量，有效地保護(hù)了室內(nèi)環(huán)境。
一般來說，微生物的毒性是針對某個(gè)入侵途徑而言，由于人的呼吸系統(tǒng)的免疫力相對于腸道來說是很差的，或者說空氣途徑可感染性的感染劑量大大低于其他途徑。一般的講，微生物的毒性是針對某個(gè)入侵途徑而言。如人食1億個(gè)兔熱桿菌才感染，若吸入10~50個(gè)就發(fā)病。豚鼠對軍團(tuán)病吸入的呼吸道半數(shù)感染劑量僅為腹腔的5%。我們要清醒地認(rèn)識到大部分致病微生物都可以通過氣溶膠方式造成呼吸道感染。
醫(yī)療機(jī)構(gòu)是一個(gè)特定環(huán)境，一方面匯集了各類病人，空氣中致病菌種類與數(shù)量可能高于其他場所，另一方面又存在大量免疫力低下病人或易感人群，易發(fā)生院內(nèi)感染。院內(nèi)感染是指入院出現(xiàn)的病因與原有疾病無關(guān)，而是在醫(yī)院內(nèi)由新的病菌感染形成的 。相對來說，空氣是微生物較不利的生存環(huán)境
。引起院內(nèi)感染的微生物，如金黃色葡萄球菌
、綠膿桿菌
、軍團(tuán)病的病原菌等在大氣中幾乎不出現(xiàn)
，但是由于人們的活動如疾走
、不適當(dāng)?shù)牟僮骱颓鍜?div id="d48novz" class="flower left">
從微生物控制來說不外乎控制污染源、切斷傳播途徑、保護(hù)易感人群。其中切斷傳播途徑是控制空氣途徑傳播有效手段。我們以SARS疫情為例，建立隔離病房是控制污染源的最好措施。過去用空氣消毒難以殺滅空氣中所有懸浮菌，有效切斷空氣傳播途徑尤其是氣溶膠的傳播，即使門窗密閉也難以進(jìn)行有效隔離。不解決這些問題，隔離病房流于形式
，更無從談起保護(hù)易感人群
。特別要注意隔離病房與無菌病房完全不相同的
。從切斷空氣途徑污染來說
，兩者控制目標(biāo)、通風(fēng)空調(diào)設(shè)施與系統(tǒng)也不一樣（見表1）
。.如兩者混淆后果不堪設(shè)想。
目前最重要或最有效的一個(gè)措施是生物潔凈技術(shù)。從表1可見它用過濾技術(shù)有效解決了消毒法中難以解決的空氣除菌問題
，用氣流技術(shù)使患者發(fā)菌盡快就地排走，靠壓差控制技術(shù)切斷空氣途徑傳播
，保護(hù)了環(huán)境與易感人群
。
一種致病菌的毒力越強(qiáng)，引發(fā)病癥所需的侵入數(shù)量就越少。絕大多數(shù)病菌來說并不是一顆病菌侵入機(jī)體就會引起相應(yīng)的癥狀，而是致病菌在入侵途徑上的數(shù)量累積到一定程度時(shí)
，或者說必須達(dá)到足夠的侵入數(shù)量，才會引起危害或感染
、發(fā)病。如果切斷空氣途徑傳播要求不能滲漏一個(gè)病菌
，這如同三級生物安全實(shí)驗(yàn)室
，勢必壓差控制很大
、要求很嚴(yán)
，造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用難以承受。一般情況來說沒有這個(gè)必要
，因?yàn)槲⑸锟刂剖莻€(gè)量級上的概念?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？梢娍刂瓶諝馔緩絺鞑ヒ惨袀€(gè)“度”
，對此各國標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定相控制要求與壓差值
。
民用空調(diào)主要針對健康人群，無需特別的控制空氣途徑感染的措施?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？照{(diào)中表冷器的確有可能成為微生物的良好溫床，只要經(jīng)常清洗就可以
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？照{(diào)中凝結(jié)水也沒有想象那么可怕，并不是一出現(xiàn)就產(chǎn)生微生物污染
。關(guān)鍵是不應(yīng)讓凝結(jié)水積存，盡快排走（流水不腐）
，凝結(jié)水不可能瞬間滋菌
，只要及時(shí)排出，也不會產(chǎn)生什么問題
。千萬不要對凝結(jié)水
，或?qū)ο到y(tǒng)中空氣反復(fù)進(jìn)行消毒
?div id="jfovm50" class="index-wrap">？照{(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生化學(xué)污染后果更不堪設(shè)想。
5．生物凈化對微生物污染實(shí)施一種長期、持續(xù)、有效的控制
過去的無菌室與現(xiàn)代無菌室的最大的區(qū)別在于對控制的認(rèn)識與要求。過去無菌室一直是采用密閉
、消毒、低溫
、單室控制的手段，雖然室內(nèi)的微生物濃度也許一時(shí)能夠達(dá)標(biāo)
，但是由于不可能有效消毒室內(nèi)空氣
、消除室內(nèi)人員發(fā)菌
、阻止室外空氣的滲透
，是無法維持無菌室長期、持續(xù)
、有效的控制，尤其是高度無菌控制場所
。為此不得不準(zhǔn)備兩間無菌房間
，一間使用
，另一間消毒待用
，如使用房間微生物濃度偏高，馬上轉(zhuǎn)移到另一間待用房間
，再去消毒原使用的房間、然后再轉(zhuǎn)入待用
。這種長期化學(xué)消毒對人的皮膚
、神經(jīng)系統(tǒng)、胃腸道及呼吸道有一定的不良影響
，甚至損傷患者的免疫系統(tǒng)
；容易抑制正常菌群，破壞菌種平衡
，并產(chǎn)生耐藥菌株，還會造成環(huán)境的化學(xué)藥物殘留
，因此不是一種可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)
。
如今采用了生物潔凈技術(shù)，相應(yīng)采取了完全不同四種措施，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代無菌室。
1．強(qiáng)調(diào)除菌控制保證送入潔凈無菌的空氣；
2．強(qiáng)調(diào)氣流控制稀釋或排除人員發(fā)菌
當(dāng)前位置：
