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如果我們要與 COVID-19 共存,是時候正確地清淨室內空氣了(Part II)

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便攜式室內空氣淨化機

這些包括價格和性能方面的各種設備。它們通常由一個帶有風扇或鼓風機和空氣過濾網的箱子,內含有或沒有紫外線殺菌或更複雜的技術捕獲顆粒而組成。室內空氣淨化機功效的主要決定因素是:(1)清淨空氣輸送率,(2) 室內產生的氣流模式,此決定了設備處理全室空間的能力而不是重覆清淨處理設備附近空間的相同空氣。在許多應用中,置於房間內的空氣淨化機的大小相對於房間體積來說太小了,產生的等效 ACH(每小時空氣交換率)非常少。但是,如果尺寸變大,並且當以有效的風扇速度運行時,許多室內空氣淨化機會產生噪音並產生較大的通風氣流。它們在健身房可能是可以接受的,但對於教室或教堂來說,會產生過多的噪音。然而,當它們的大小能夠產生至少 6 次當量 ACH 時,室內空氣淨化機可以成為減少室內空氣感染傳播的有效預防措施。


殺菌紫外線燈和固定裝置

上層房間紫外線殺(GUV)裝置是一項已有 80 多年歷史的技術,已經過充分驗證、安全、尚未被充分利用, 且用於控制空氣傳播感染。上層房間 GUV 的工作原理是用足夠的殺菌紫外線照射「上層房間」(居住者頭部上方),以迅速消滅空氣傳播的病原體。所有已知的病原微生物都含有 DNA 或 RNA,並且對 GUV 敏感。上層和下層房間之間的空氣混合導致較低的人所處在的房間的空氣消毒率很高。 1930 年代,在費城兩個郊區的學校教室裏安裝了 GUV 裝置,與沒有固定裝置的教室相比,GUV 裝置顯著減少了麻疹的傳播,這是空氣傳播的呼吸道病毒中最具傳染性的一種。在發現結核病抗生素和兒童病毒感染、measles, mumps and rubella(麻疹腮腺炎德國麻疹混合疫苗)之前,它已廣泛用於美國醫療保健機構。隨著 1985-92 年美國和歐洲的結核病死灰復燃,衛生保健機構、無家可歸者收容所、監獄、其他公眾聚集場所對 GUV 重新產生了興趣。從那時起,GUV 已在結核病流行國家得到最大的應用,但對於任何空氣傳播感染,它仍然是一種非常有用但尚未完全發展的技術。


COVID-19 再次引起了人們對 GUV、上層房間以及新開發的更短波長(稱為遠紫外線)的興趣。至於可見光,用於 GUV 的更高效 LED 光源正在迅速開發中,並可能在不久的將來成為上層房間使用的主要技術。遠紫外線是指 222 奈米紫外線,具有對空氣傳播的病毒和細菌同樣或更有效的顯著特性,但即使是覆蓋眼睛表面的薄液體層或皮膚的最外層也無法穿透。雖然傳統的上層房間紫外線長期以來一直被安全地對房間的空氣進行消毒,但遠紫外線看起來更安全,即使是輕微的眼睛或皮膚刺激也幾乎沒有可能。它不會到達太陽紫外線會導致皮膚癌的皮膚細胞的深層。遠紫外線源需要經過有效的過濾器,以防止暴露於可能具有破壞性且不需要的較長波長紫外線。當前的遠紫外線裝置的應用可能包括酒吧、沙龍、餐廳餐桌、電梯和其他高接觸環境。遠紫外線目前正用於波士頓流浪者收容所、波士頓夜總會和鋼琴酒吧,以及一些重要的美國軍事應用。


與機械通風和室內空氣淨化器相比,GUV 更便宜且更有效。上層房間的 GUV 一次淨化大量空氣,例如,通常是天花板高 9 英尺的房間的上層兩英尺 (20%)範圍。下層房間和上層房間之間的空氣混合,在居住者、通風口或風扇產生的上升暖空氣的幫助下,導致下層房間的空氣消毒率很高。在南非一家醫院的一項對照研究中,顯示GUV 對空氣傳播的 TB(结核病)細菌的消滅能力相當於 24 ACH,遠遠超出了大多數機械通風系統和室內空氣淨化機的能力。獨立研究人員將測試細菌霧化到俄羅斯一個空置的醫院病房中,並比較了機械通風、上層房間 GUV 和三種商用空氣淨化機。他們發現,對於相同數量的空氣消毒,上層房間的 GUV 比機械通風的成本效益高約 9.4 倍。基於通風的潛在節能效果,美國能源部正在支持用於空氣和表面消毒的 LED 紫外線技術的商業開發和部署。


GUV 的廣泛接受和應用存在一些障礙,包括對該技術的不熟悉,尤其是安全問題。 GUV 引起安全問題的主要原因是公眾認為它與陽光中的紫外線相同。但並非所有的紫外線都是一樣的。皮膚暴露於陽光中更具組織穿透性的較長波長紫外線(UV-A 和 UV-B 輻射)與皮膚癌有關,而眼睛暴露於陽光與白內障有關,而較短波長的 GUV 可穿透眼睛和皮膚表面更少,沒有到達眼睛的晶狀體導致白內障,或在公認的暴露限度內可能誘發癌症的皮膚深層。如前所述,遠紫外線對於房間內的人的直接照射來說穿透力和安全性要低得多。如要廣為使用安全且高效的紫外線系統,需要對專業工程師、建築師和安全人員以及公眾進行教育訓練。


但並非所有市場上的 GUV 設備都通過了有效的測試,這些會降低此技術應用的可信度。有許多針對商業和家庭應用的 GUV 設備,沒有經過確效的驗證,也不太可能有效減少 COVID-19 的傳播。例如,設計為戴在脖子上的小型 GUV 空氣消毒裝置不可能移動足夠的空氣以減少氣膠傳播。或者,另一個例子是帶有紫外線源的小盒子,聲稱可以淨化手機,這可能並不比偶爾用酒精來擦拭的效果好。同樣不合理的是 GUV wand,因為在表面上揮動 wand 時提供有效的殺菌劑量是不可預測的,並且它們必須是低功率的,以避免眼睛或皮膚意外的直接過度暴露。在更大範圍的應用有,利用GUV於建築入口或出口,以「消毒」穿過它們的人。這是沒有意義的,不僅因為無法對皮膚或衣服進行明顯的淨化,而且呼吸道病毒是存在於人體呼吸道中,無法從外部消除。


最後,用於對大型室外空間進行消毒的 Urban Sun Project 同樣沒有意義,因為稀釋過和向上的對流氣流已經使室外比室內更安全。在擁擠的室內或室內條件下,在非常近距離的人與人之間的氣膠傳播可能很難通過任何形式的空氣消毒來中斷,需要其他有效的干預措施,如疫苗、保持社交距離和口罩政策。


電離

市面上銷售的各種離子發生器(雙極、單極和冷電漿體)可產生正離子和負離子,直接裝設於使用的房間內或過濾系統中,以使傳染性顆粒被吸引到過濾網或相互聚集後沉澱下來到表面上。離子發生器的作用機制尚不完全清楚,可能包括病毒和細菌的直接化學滅活。離子發生器已被整合到多種產品中,市場聲稱一些性能測試報告,然而發表的獨立研究很少。在秘魯利馬進行的一項較早的研究中,將一個初級電離系統直接與上層房間的紫外線進行比較,結果表明它在淨化醫院感染性空氣中的結核病菌方面的效率約為 50%。紫外線的有效率為 73%。但是,在那房間裡,空氣電離有一個嚴重的實際限制:房間的牆壁因附著黑色煙灰而變黑了。其他研究顯示,電離可以從氧氣以及其他離子和氣體中產生臭氧。這些可能導致與其他室內空氣污染物發生意想不到的潛在有毒化學反應。離子發生器的安全性和有效性都需要進行更多的研究,才能與現有的通風、室內空氣淨化機和 GUV 防治措施進行比較。


在 COVID-19 大流行近兩年後,後疫時代的世界有許多事實已經變得更加清晰。儘管疫苗仍然是控制人與人之間氣膠傳播的主要手段,但社交距離和戴口罩的功效亦已得到科學的證明,儘管有些地方尚未完全接受或實施這些措施。由於絕大多數 COVID-19 可能會在室內傳播,因此空氣消毒是一個未得到充分重視而採取該有的作為,可讓室內生活更安全。建築物的自然通風和機械通風對於居住者的健康和舒適至關重要。在最好的情況下,自然通風可以非常有效地降低氣膠感染的風險,但在許多氣候條件和建築物內是不可行或不可靠的。機械通風是為了舒適而不是感染控制而設計的,通常在大多數建築物中,無法達到防止像當前 COVID-19 變異株那樣具高度傳染性病毒氣膠所需的換氣率。很明顯的,對於室內空間,空氣消毒是減少傳播的一種安全有效的方法


三種成熟且經過驗證的空氣消毒技術是機械通風、上層房間 GUV 和便攜式房間空氣淨化機。其中,上層房間紫外線是最具成本效益的,並且顯然是安全的,並且現在可以隨時部署以減少 COVID-19 和其他呼吸道病毒的傳播。


遠紫外線是可用甚至更安全的,並且可能是一種更有效的空氣消毒技術,因為它可以不依賴於房間空氣混合而設置圍繞在房間居住者來作用。雖然受限於許多房間內交換足夠空氣的能力不足,但室內空氣淨化機仍然具有室內空氣消毒的作用,尤其是在每小時至少可以實現 6 次等效換氣的小房間中。在 COVID-19 大流行的推動下,實施有效的空氣消毒技術應該列入建築規範並加以落實,這樣我們就不會對季節性呼吸道病毒、結核病等持續流行病和下一次大流行病來襲之前毫無準備。


(TIME, BY EDWARD A NARDELL FEBRUARY 1, 2022)


Dr J 評論

本文中提到清淨室內空氣對後疫時代與 COVID-19 病毒共存的必要性,而清淨空氣有通風、過濾、GUV、離子產生器與空氣清淨機等不同技術可以來選擇使用,然而這些技術仍有些需要再研究的地方,如確效性、使用的安全性、副產物與人機是否可以共存等問題,因此新技術應該都要經過嚴謹技術驗證程序(Environmental Technology Verification, ETV),確保是安全及潔淨的技術,才能安心使用於各個公共場所與私人空間,最後透過科學化的安淨標章的認證,才能真正帶給消費者 Clean & Safe 的生活環境,往免疫建築邁進。


 

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