生物洁净技术若干误区辨析工程
1．生物洁净技术若干误区辨析工程-引言
我国生物洁净技术是在上世纪70年代后期将工业洁净室技术应用到医院、药品、化妆品和生物工程等领域才逐步发展与成熟起来的，涉及的领域不大，常常不为广大暖通空调工程师所熟悉。SARS疫情期间人们开始认识并普遍重视空气途径传播病菌的危害性，近年来禽流感等人畜共患病的出现加深了人们担忧。许多高校、研究机构与厂商均在研究抗菌空调系统，由于对微生物特性了解不多，常常用理工科思路和技术手段套用到生物污染因子控制，而微生物学家又不了解工程措施。两者由于缺乏充分交流、认识上存在误区，难以形成一种正确、合适的综合技术。常常会事倍功半，甚至弄巧成拙，反而加大微生物污染的隐患。因此必须正确认识生物洁净技术。
生物洁净技术控制对象应为室内空气生物污染因子，主要包括细菌、真菌（包括真菌孢子）、病毒、藻类、原虫、螨虫及其排泄物、微小植物残体（如花粉）、生物体有机成分（如动物和人的皮屑）等。在这些生物污染因子中有些是致病微生物有些是致敏物，能引起传染病或过敏，有些能产生毒素，引起急、慢性疾病。室内空气生物污染因子的主要来源于有患有呼吸道传染病的病人或感染者、动物（啮齿动物、鸟、家畜等）、植物和污染的环境等。
我国常用微生物总数来评价生物污染因子。通常所说的微生物，泛指体积很小的生物体。微生物类群庞杂，包括不具细胞结构的病毒（Virus）和类病毒（Viroid），原核类的细菌（Bacteria）、放线菌（Thermoactinomyces）、立克次氏体（Rickettsia）、衣原体（Chlamydiae）和支原体（Mycoplasma）以及属于真核类（Fungi）的酵母菌、霉菌、原生动物和显微藻类等。而各类微生物的特性差异很大。
细菌是单细胞的原核生物。细菌可分为棒状（杆菌Bacillus）、球状（球菌Coccus）、旋状（螺旋体Spirillum）三种。不管以何形状存在，其增殖都是通过细胞分裂法来实现的，细菌虽然属于低等微生物，但几乎所有的细菌能单独地存在，所需的营养依存于其它生物。大部分的细菌还可通过分解有机物来获得其必须的营养。因此悬浮的细菌须附着在粒子上方可存在。真菌是多细胞的生物，真菌却属于高等微生物。与细菌不同，真菌靠胞子繁殖，由于真菌的胞子易随气流飞散，所以真菌遍布。世界上有几万种的真菌存在，人生活环境中真菌种类不多。真菌的发生源主要取决于大气而与居住者无关。大气中真菌对细菌有明显的抑制作用。而病毒是蛋白质的外皮，核酸的中心部（遗传因子）以及为了侵入异体用的酵素组成。与细菌、真菌不同，所有的病毒为寄生性，在宿主细胞之外无法生存。换言之，病毒只能生存于活着的细胞。病毒是以自身基因组为模板的复制方法进行繁殖，即分别复制核酸和合成蛋白质，再装配成病毒颗粒。但纠偏能力差，容易产生变异。加大了病毒控制的难度。可见生物洁净技术中常提的带菌粒子（或载菌粒子）主要是细菌。
微生物体积很小，但比表面积大，新陈代谢的能力很强，生长繁殖速度惊人。它们很容易在很短的时间内产生大量变异的后代。适应能力*，即使在环境条件下也能生存繁殖。微生物是活的粒子，无处不在，无时不有，只要条件合适就会产生大量生物污染因子，对人类始终存在危害风险，这是生物洁净技术控制重点，也是与普通空调或工业洁净技术zui大差异所在。为了正确掌握这门技术，以下就生物净化经常遇到的一些问题展开讨论。
2．-生物净化的控制参数
生物净化的控制参数主要是控制对象与控制浓度。
生物净化控制对象应是生物污染因子，其目标是消除生物污染因子危害，不是“杀灭所有微生物”。由于我们经常涉及到是微生物，故常提消除微生物危害，而不是笼统提“灭菌”，特别是对生物净化系统。
这是因为人类在*进化过程中已与自然界共存。尽管微生物的种类繁多，大多数微生物对人类无致病性的，尤其清洁的大气与水中真正致病菌几乎没有，即使有微生物对人也是有益或无害的。普通场所，只要经常开窗，一般不会出现大量对健康人群致病的病菌。相反能够稀释、抑制甚至消除室内微生物污染，因此通风是医学上的消毒措施之一。
微生物能够引起机体致病的性能称为致病性或病原性。不同的微生物有不同的侵入途径，有时，一种微生物同时有着几种侵害途径。细菌的个体十分微小，很容易附着在较大的颗粒物质上面，在一定的条件下形成气溶胶粒子。所以空气途径往往成为病原体侵犯人体的一个重要途径。凡具备这种能力的细菌被称为致病菌或病原菌。病原菌的致病作用与其毒力、侵入数量和侵入途径有关。细菌在生长过程中还能分泌毒素，外毒素是一种分泌在菌体外的毒性蛋白质，主要由革兰阳性细菌产生，如白喉菌和破伤风杆菌。内毒素是构成革兰阴性细菌细胞壁的一种物质，叫做脂多糖，在细菌自溶或人工崩解后才释放出来。病菌的感染可以是显性感染即传染病。也可以通过隐性感染而使人体获得一定的免疫力。
一些原本对人体有益的微生物，在某种条件下也会对人体形成危害成为致病菌，这被称为条件致病菌。这种变化可能是某些条件引起入侵的途径变了，如大肠杆菌寄生在人体的肠道内部，抑制了肠道中其它细菌滋生，对人体是有益的，但是如果肠道出现破损或者通过其它方式，进入人体的其他内脏器官内部则会引起疾病。再如空调界闻名的军团病菌，其实大量存在于水体与土壤，并没有构成对人类的危险。但一旦成为气溶胶，进入人的呼吸道就有可能引起军团病。另外当人体免疫能力下降，如*滥用抗生素、激素的病人，中性粒细胞减少者，体内设置各种导管者，器官的移植（骨髓），均会引起宿主防御功能减退，本该一些无害的真菌也诱发了感染。对于白血病人、大剂量放疗化疗后期病人由于其免疫力极其低下，甚至连大气杂菌也成为致病菌。因此白血病房等无菌病房的控制对象微生物应是空气中一切浮游菌，其除菌要求之高，末端除菌装置只能采用高效过滤器，必须用高洁净度的单向流病房来保证。可见从生物净化的角度控制对象来讲不应笼统讲控制“病菌”，应该提控制“对象微生物”更为科学或更为严密。
我们的目标是控制微生物，消除微生物的危害。不同的应用场合微生物浓度控制要求也不同，并非一个微生物也不能有，应容许有一定的控制浓度。依据国标《空气质量标准》GB / T1883-2002规定，一般室内场所只需控制微生物总数低于2500cfu/m3。采用良好的通风*可以达到，相应的空调器内的部件与空气过滤网也只需清水擦洗，不必采用化学消毒或抗菌措施。而医院的消毒卫生标准GB15982—1995规定医院一般诊疗场所也只需控制500 CFU／m3以下。常规消毒就可以。传染病房哪怕生物安全实验室我们控制的也是致病菌，避免致病菌的危害，并非所有微生物。大气杂菌也许对致病菌控制更有利，国外相关标准没有对送风提出净化处理或室内洁净度要求。国内标准因为考虑到大气尘埃浓度较高，对于排（回）风口设置高效过滤器的场所，才要求对新风进行净化处理，以延长高效过滤器的寿命。并不是说洁净无菌送风更有利于对室内致病菌控制。
就对象微生物来说空气品质改善与医疗或生物实验场所空气途径感染控制是两个概念，控制手段与设施*不同，大气杂菌大多是真菌，几乎没有致病菌，不能要求所有家用普通空调器都具有杀菌功能，大多数抑菌措施均可以采用。只有对于处理高致病性病菌的生物安全实验室、隔离病房以及高度无菌的病房、洁净手术室等场所才采用特定的空调系统。
3．-生物净化应采用综合控制措施
*以来我们依赖消毒灭菌消除受控空间中微生物危害，我国在上世纪70年代后期已经认识到化学消毒灭菌的局限性，开始借助工业洁净技术这一物理手段来控制微生物污染，并取得一定效果。但是思路依然是将已经发生的病菌除掉。这是因为过去我们主要涉及工业洁净室，控制危害工艺的微粒，对于那些没有生命的微粒我们从来不会顾及微粒沉积在系统或室内（或称为一次污染），也没有考虑积尘积水会诱发微生物二次污染。尽管生物洁净技术控制手段与工业洁净似乎差不多。但是微生物是活的粒子，种类很多，生存条件各不相同，控制手段也不同。微生物在不利环境中会*的潜伏，一旦条件合适就会大量繁殖。另外生物洁净室湿负荷常常比较高，系统去湿量大，或者说整个系统中只要存在一次污染就可导致*持续的潜在风险。如果我们控制措施不力，就有可能使得这种潜在风险造成传染，引起交叉感染，甚至爆发大规模微生物的污染。
目前生物净化所用的空调机大多采用普通空调机组增加空气过滤器等措施来控制生物污染。大量事实表明，单纯的净化除菌也无法有效地控制生物污染。这是因为在普通空调系统中确实存在微生物定植、繁殖与传播这一关系链，如空调箱和管道内表面、冷却去湿盘管、冷凝水盘与排水水封、加湿器及其存水容器、空气过滤器表面等地方均有可能促成致病菌的不断定植和繁殖，由于引发生物污染的因子是不存在zui小的控制粒径的，单靠过滤器难以防范。平时我们所说的生物粒子，大多是依附在粒子上而形成不小于1μm的生物粒子，这就是大家熟悉的当量粒径的概念。按理系统采用亚高效过滤器*可以了。如果微生物在系统中（尤其在过滤器表面）直接繁殖，所产生的生物污染因子直接进入送风气流，不一定会形成生物粒子，这些直接在过滤器表面繁殖的微生物及其代谢物大多粒径很小，很有可能穿透过滤器，被空调送风*送到每间房间，形成了空调系统的二次污染。这就是为什么近年来国内外相关标准都提高了末端空气过滤器的效率的缘由。但事实表明仍然无法确保除掉所有二次污染发生的微生物及其代谢物。可见关键的措施在于不让微生物滋生，而不应随它发生再采用措施消除它。从这理念出发才能发展合适的综合控制措施。
如今生物洁净技术已从传统空调的提高热湿交换效率的设计思路转换到有效净化除菌上来。我们已经认识到传统空调系统存在着产生微生物污染的隐患，那么我们控制污染的思路是做减法还是做加法，所谓减法就是更换易污染的空气处理装置，直接消除空调系统的污染隐患，而加法则是增加“净化”措施去消除空调系统所产生的污染。在世纪转换之际我们已采用了一系列静态和动态控制措施，用“减法”开发了生物净化的空调机组。如不使用淋水式空气处理装置和水加湿器等，重视空调系统干燥和易清洁。相对来说，消除系统积尘较为简单。有效防潮防湿思路应是湿度控制优先的观念。优先考虑将系统中的水分尽快排除，避免水分的产生、飞扬、积存或局部形成高湿度。这些控制要求与措施已被GB50333－2002《医院洁净手术部建筑技术规范》和GB/T19569－2004《洁净手术室用空气调节机组》所采用。但是生物危害是多因子多途径、随时随地发生的，每一项技术都有适用范围或特定场所，不可能覆盖所有领域。如新风过滤器难免会受潮，回风中微生物也有可能进入空调机等等，要控制微生物污染既要有针对性措施又要强调采用综合技术。因此还要求生物净化空调机在结构上便于消毒、清洗且停机后便于保持干燥、无积水。在要求更高的场所也可在“减法”的基础上做“加法”。如采用抗菌过滤器、对盘管与凝水盘喷涂抗菌剂来消除表面微生物滋生问题，等等。但是“加法”应选择安全、合理、恰当措施，不幸的是仍有许多厂家一味做“加法”，每一项措施总有其局限性与负面影响，多重抗菌措施组合在一起未必一定更安全，有时反而画蛇添足，还会增加造价与运行费用。
可见应采用综合措施来实施全新的微生物污染控制概念，应在“减法”的基础上做些“加法”。将防菌与抗菌措施结合起来，将除菌的物理性能与杀菌的化学性能有机地结合在一起，将宏观的空气净化技术与微观的材料合成技术结合起来，为生物净化提供了一种切实可行的保障体系。
*：
净化工程—http://www.iwuchen.com/
风淋室—http://www.fenglinji.com/
高效空气过滤器—http://www.songfengkou.com/
