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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 I)

隨著 Omicron 變種病毒在接種疫苗和未接種疫苗的美國仍迅速傳播著,並且造成美國數量驚人的死亡人數,許多人想知道未來幾個月會變成什麼,他們將如何繼續保護自己免受 COVID-19 的侵害,以及何時生活將真正恢復到大流行前的正常狀態。好消息是,由於有效的疫苗、感染引起的群體免疫以及病毒的進一步進化,這場大流行最終將結束。壞消息是,像季節性流感一樣,COVID 變種可能會在未來幾年伴隨我們,這肯定不會是最後一次呼吸道病毒大流行。


長期以來,我們每年都遭受傳染性呼吸道感染的困擾,但在預防 COVID 期間流感和普通感冒的發病率極低,這得顯示了並非所有這些疾病痛苦都必然需要發生。因此,我們需要清楚地和科學地思考如何更好地減少病毒在室內的傳播,尤其是何時可以不再普遍使用口罩。


透過有效的工程控制是否有可以幫助使室內環境真正更安全?是的,這篇文章的目的是強調在有人與人之間氣膠傳播的房間內進行空氣消毒的重要性。讓我解釋一下這些技術是什麼以及它們的效果如何。


一切都與我們共享的空氣有關

從這場大流行開始,建築經理、機場運營商、餐館老闆和公眾就被許多產品促銷的訊息所淹沒,這些促銷聲稱擁有保護工作者、旅行者和顧客免受 SARS-CoV-2 感染的最新和最先進的技術。產品種類繁多,包括表面消毒劑、空氣過濾機、離子發生器和一系列殺菌紫外線(GUV))設備,從手持棒到整個房間的輻照器和步行通道。荷蘭一家富有想像力的建築公司甚至有個「城市太陽」計劃來使用安全、殺菌的 222 奈米紫外線照射整個城市廣場和戶外運動區。


在 Sharper Image 禮品型錄上列出了不少於 14 種空氣或表面消毒設備,包括一個可以戴在脖子上的微型離子發生器。並非所有這些設備都可能按照他們的廣告方式有作用。有些設備幾乎可以肯定根本沒有效果。如何從產品中辨別可以實際有效地限制病原體在空氣中的傳播將是一大挑戰。


營銷人員會迅速在廣告中展示一些實驗室測試報告結果,通常聲稱顆粒或測試細菌或病毒減少了「99.9%」或更多,然而這通常是比較通過設備之前和之後空氣中的測試生物濃度的結果,而不是在使用該設備的房間中發生的情況,從長遠來看,這才是最重要的。此外測試的細節常常缺少提出在房間內去污的速度,有時耗時過久而無法在實際上使用。


防止感染在人與人之間傳播的關鍵是在幾分鐘內清除。測試很少是在現實條件下進行,要證明減少感染的干預措施的有效性是極其困難和昂貴的,尤其是像 COVID-19 這樣通常無症狀且可能被忽視的干預措施,並且傳播可以通過幾條潛在的途徑發生。


大約 30 年前,我為《感染控制和醫院流行病學》雜誌寫了一篇類似標題的評論,內容是關於預防結核病(TB)傳播的工程方法在 COVID-19 之前,結核病是全球成年人最大的單一傳染性殺手,雖然結核病是一種完全通過空氣傳播的感染,但並不總是很清楚 SARS-CoV-2、其他冠狀病毒、流感、天花,甚至普通感冒是通過什麼方式傳播的。在大流行初期,人們認為 COVID-19 的氣膠傳播不如其他傳播途徑重要。但現在很清楚,其傳播途徑的絕大部分是吸入氣膠的結果,較少部分是由於直接接觸飛沫。


在戶外,任何氣膠的稀釋都是無限的,儘管稀釋氣膠雲所需的時間取決於空氣流動。然而,在室內,氣膠的停留時間幾乎總是比室外更長,通常長到足以被共享同一空間的人吸入。換句話說,如果你在其他人也在呼吸的室內環境中呼吸,你幾乎肯定會吸入一些其他人最近呼出的空氣。考慮到感染者在同一房間內產生傳染性氣膠,通過室內二氧化碳測量估算的循環空氣是可以很好地預測感染風險。 COVID-19 疫情使得學校、醫院甚至餐館對空氣傳播感染控制產生了巨大的商業興趣,並且更需要應用科學原理和嚴格的測試來評估所聲稱的功效,並提出合理的建議。


考慮通風

自然或機械通風是降低室內空氣傳播感染風險的主要方式。對於醫院的空氣傳播感染隔離和手術室,美國疾病控制和預防中心(CDC)建議使用無感染的室外空氣或經過過濾或以其他方式淨化的空氣,以每小時 6 到 12 次 ACH 進行換氣。當新鮮空氣進入並與受污染的室內空氣混合時,並非所有受污染的空氣都通過一次換氣而被去除。在混合良好的條件下,一次換氣可以去除大約 63% 的室內空氣污染物,第二次換氣可以去除大約 63% 的殘留物,以此類推。但在現實世界條件下,通過通風實現的保護還取決於隨著時間累積病毒的數量,以及感染的傳染性。病毒的傳染性越大,保持低濃度所需的無感染通風就越大。例如,對於 Omicron,6-12 次 ACH 通風或等效的空氣消毒可能不足以防止傳播。


住宅和舊建築為了降低成本的加熱和冷卻室內環境,窗戶通常是關閉的。自動機械通風系統通常在非常冷或非常熱的外部條件下引入最少量的外部空氣,導致大部分空氣在建築物內再循環,從而再循環空氣污染物而沒有去除它們。房間通風與感染風險之間的關係不是線性的。也就是說,通風率增加一倍會使空氣污染物的濃度進一步降低大約一半。然而增加通風率的成本很高,通常需要更大的風扇、鼓風機、通風管道和更多的電力,以及更大的加熱、冷卻和除濕能力。同時,如前所述,對於更具傳染性的 Omicon 變體,需要非常高的通風率才能因應高病毒濃度和傳染性。因此,由於機械通風可能不足以降低感染風險,公共建築的機械通風應輔以其他空氣消毒方法。對於當前和未來的病毒病原體,如 SARS-CoV-19,將需要通過充空氣消毒的輔助措施進行相對「等效」的通風。


空氣過濾的重要性

面對微粒空氣污染,標準的工程做法是過濾空氣。高效空氣過濾材可用於建築通風系統,以確保少於 99.9% 的可吸入顆粒被再循環回房間內,基本上應該將再循環空氣轉化為相當於無感染的室外空氣。雖然一些過濾器製造商宣稱使用紫外線(UV)、雙極離子(bipolar ions)、冷電漿離子體(cold plasma)或其他技術來消滅病毒較有優勢,但在房間裡的感染風險並沒有實際差異。


重要的是,雖然適應環境的結核菌和真菌孢子很容易通過通風管道傳播,理論上對於 SARS-CoV-2 病毒也是可能的,但很少有關於 COVID-19 從房間到房間或地板傳播的令人信服的報告,一個相關的例外是在中國有個關於廢水管道污染的空氣而不是通過通風管道傳播的單一報告。雖然通常很難區分幾種空氣傳播的感染傳播途徑,但通過通風管道傳播的報導明顯很少,這可能反映了如 SARS-CoV-2病毒的脆弱性。重要的是,如果通風管道中的空氣再循環對建築物中的 COVID-19 傳播沒有重要貢獻,那麼高效過濾器或殺菌紫外線在再循環通風管道中用於防止病毒傳播的價值可能是有限的。


此外,對於一個人與具有傳染性 COVID-19 的人共享在房間內空氣來說,如果瞭解到只有在離開房間後空氣才會被淨化,充其量這只是安慰而已。更有效的空氣消毒策略應該是對發生人傳人的房間內的空氣進行快速淨化。在科學的有效性的技術基礎上, 增強室內空氣淨化的選擇包括增加通風、便攜式室內空氣淨化機、上層房間殺菌紫外線和更新穎的全室遠紫外線殺菌。離子發生器也可以在房間內使用,但其有效性的證據遠少於其他技術方法。


下面我將解釋和比較這些干預措施,以增加通風或利用室內空氣消毒來輔助。


自然通風

自然通風是迄今為止世界上最常見的房間淨化手段,在適當的建築設計和有利的室外條件下可以是非常有效的方法。然而,在惡劣天氣下,窗戶通常會關閉,而且風速流向並不總是有利於建築物內良好的空氣交換。此外,隨著全球暖化,高效無風管空調系統的使用越來越多,導致窗戶緊閉,自然通風減少,造成空氣傳播感染的風險大大增加。極端空氣污染是限制世界某些地區使用室外空氣進行空氣換氣消毒的另一個因素。許多機械通風的商業建築沒有可開啟的窗戶,而較深的內部空間通常會使自然通風無法有效。


接續閱讀: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)


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


Dr. J 評論

COVID-19 全球大流行影響至今,關於各種殺菌技術的有效性是廠商所不斷強調的,但其所產生的化學副產物從來沒有人去正視它,這正將帶給我們空氣淨化產業未來推動的障礙。因此我們提倡任何空氣品質改善技術都應該由「安全」與「潔淨」為出發,這也正是設計嚴謹的「安淨標章」所強調的精神所在,避免設計不夠完善的標章,反而讓人產生誤解,停留在室內空氣品質不佳的風險環境。


市場清淨設備的多樣性及實際場域的研究不足,兩因素加總起來導致對室內空氣品質的改善效果了解十分不足,各種淨化技術都應該在實際場域經過環保技術驗證(ETV),以便瞭解真正的改善效果及確保技術使用的安全性,這樣才能真正帶給健康室內環境的貢獻,維護處在空間內的人員安全。


 

TIEQM台灣室內環境品質管理協會,持續與產官學密切互動,定期舉辦實務研討會,進行國際相關協會交流,建立相關技術指引,集結本會各專業領域顧問,提供健康室內空氣品質標章、安淨標章、室內空氣品質監測儀認可制度認與室內空氣品質問題整體解決方案,給予場域可視化的場域標示,讓民眾能選擇擁有良好室內空氣的環境。

 

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