摘要：大型綜合醫院建筑布局復雜，功能科室多，易感人群高度集中，多種病源并存。門急診科室是疾病傳染的重災區，尤其在呼吸道傳染病流行（流感）期間，門急診超負荷運轉，患者和陪同人員大量增加，室內空氣中含有大量的流感病毒和氣體污染物及微生物污染物。高能離子凈化系統應用于門急診空氣處理與凈化中，對消除和降低流感病毒和污染物的濃度，隔斷病毒和污染物的二次傳播至關重要。該凈化系統在節能、節費、不影響工作的前提下極大的改善了醫院門急診的空氣品質，具有良好的社會效益，滿足了人們對美好就醫環境的愿望。
關鍵詞
醫院建設；空氣污染；醫院感染；高能離子凈化
1醫院門急診空氣污染的探討
1.1 門急診存在的主要空氣質量問題
（1）醫院感染。隨著國家經濟持續快速發展以及政府對民生問題的高度重視， 我國的醫院建設處在高速發展階段，大型綜合醫院越來越多，單體規模越來越大。圖 1 為醫院感染部位構成比。
圖 1 醫院感染部位構成比
大型綜合醫院建筑布局復雜，特殊功能科室多，無外圍護結構的內部區域多，醫療場所中易感人群高度集中。多種病源并存是造成醫院感染的主要原因。
（2）門急診空氣流通差、人員擁擠，導致細菌濃度超標。
（3）因廢棄物排放不暢及裝飾材料和家具等污染，存在難聞氣味，有毒有害氣體濃度超標。
（4）醫院空調系統的設計仍沿用了傳統舒適性空調系統的設計理念，不能滿足醫院空氣環境的特殊性要求，使得易感人員對室內空氣質量體驗感官差，空調系統自生性污染源量大、面廣且難以消除。
（5）消除和降低空氣污染源的影響，改善門急診空氣質量品質，使空調系統達到控制污染、保障醫療、提高室內舒適度是當前急需解決的問題。
（6）治理空氣污染，不能只把目光停留在室外，應更加重視室內污染的治理。因為人 80％ 的時間都在室內，室內空氣污染造成的危害比室外造成的污染嚴重更多。人需要呼吸空氣以維持生命，一個成人每天呼吸大約 2 萬多次，吸入空氣達 15 ～ 20 m3， 被污染了的空氣對人體健康有直接的影響。況且，醫院門急診的空氣污染尤為重要，必須加強醫院門急診的空氣凈化處理，筑牢醫院感染傳播的防火墻。
1.2 空氣污染原因
（1）門急診病人多（三級甲等醫院每天接診量高達幾千人）、看病耗時長（一般為 120 ～ 150 min 左右）。
（2）住院病人和門診病人以各種方式排出的病原體。
（3）各種化驗、實驗室等排出的有害廢氣。
（4）裝飾材料產生的有毒有害氣體（甲醛的釋放期可長達 3 ～ 15 a）。
（5）空調系統本身帶來的污染。
1.3 室內空氣中的主要污染物
（1）氣體污染物 ：SO2、CO、NOX、NH3、甲醛、TVOC 等有毒有害氣體。當通風條件不良和空調系統欠佳時，氣體污染物會在室內積聚，濃度升高，造成空氣污染和疾病的傳播。
（2）微生物污染物源于人員流動和活動的散布、人員咳嗽和皮膚脫落、衛生清掃導致揚塵、機械性氣溶膠散布（人員咳嗽、清洗污物、傾倒體液、化驗室）、細菌病毒和塵螨等來源于死或活的有機體、空調冷凝水軍團菌污染，室內潮濕的地方產生真菌，真菌在大量繁殖過程中散發出特殊的臭味，使空氣質量進一步下降。
（3）微生物污染物的傳播。細菌、病毒、螨蟲等微生物污染物主要依附在氣溶膠和塵埃二種載體上。氣溶膠是直徑 20 ～ 30 μm 的細小懸浮顆粒，可以在不流動的空氣中漂浮很長時間， 被吸入后可直接進入肺深部的肺泡處且不可逆。 流感病毒、肺炎支原體、肺炎球菌、流感嗜血桿菌等都通過此類途徑感染人體。塵埃是在空氣中漂浮的直徑在 100 μm 以下的細小物體，細菌、病毒、螨蟲等吸附在上面，主要危害是引起皮膚感染和呼吸道的過敏反應。
1.4 空氣污染的直接結果
（1）在呼吸道傳染病流行期間，通過飛沫和被污染的塵埃及氣溶膠可導致疾病的迅速傳播。目前呼吸道感染是國內醫院感染部位之首，其比例達到 30 ～ 45%，世衛組織報告指出，當細菌總數為 700 ～ 800 cfu/m3 時，空氣傳染的危 險性明顯增加，感染率顯著增高，細菌總數 < 180 cfu/m3 時，感染的危險性小。
（2）空氣污染的直接結果是呼吸道感染。如何應對和解決在呼吸道傳染病流行期間的門急診室內空氣質量，減少由于空氣污染造成的二次感染；在非呼吸道傳染病流行期間門急診室內空氣質量的提升（除味），是當前通風空調系統急需解決的問題。
2醫院門急診空氣污染應急處理及空氣品質改善
2.1 當前常用的空氣凈化系統
（1）新風進風常用凈化系統（凈化室外新風）：為高效過濾器、活性炭吸附、靜電除塵、光催化、紫外線殺菌消毒等被動式凈化系統。
（2）室內空氣常用凈化系統：臭氧、納米級二氧化鈦空氣殺菌器（光觸媒）、低溫等離子凈化、高能離子凈化等主動式凈化系統。
（3）高效率空氣微粒濾芯過濾器：國際公認的一種最好的高效濾材。最初高效過濾器應用于核能研究防護，現在大量應用于精密實驗室、醫藥生產、原子研究和醫院外科手術 等需要高潔凈度的場所。高效過濾器能耗及運行成本高（風阻高，風機功率大），維護工作量大（需經常更換空氣微粒濾芯），應慎重考慮在門急診空調系統中的應用。
（4）活性炭吸附：處理有機廢氣和臭味的一種凈化材料。活性炭吸附是去除微生物污染物質的有效措施。活性炭需要定期更換與再生，阻力大（約為 600 ～ 900 Pa）、能耗高，活性炭每年需更換 2 ～ 3 次。
（5）靜電除塵：主要是利用高壓靜電場形成電暈，在電暈區里有自由電子和離子逸出，帶電粒子在運動中不斷地碰撞和吸附到塵埃顆粒上。從而使灰塵帶上電荷，荷電后的粉塵等微粒在電場力作用下就會沉積并滑落。除去空氣中的顆 粒物和塵埃等，達到使空氣潔凈的目的。其風阻小但對較大顆粒和纖維捕集效果差，會引起放電結果，且清洗麻煩費時，易產生臭氧，造成二次污染。
（6）光催化（光觸媒）。在紫外光照射下，在室溫條件下就能將許多有機污染物氧化成無毒無害的 CO2 和 H2O。在紫外光照射下 TiO（2二氧化鈦）光降解氯代物，醛類、酮類、醇類、芳香族化合物以及其他無機有害氣體 CO、NOx， 同時還具有殺滅微生物的功能。光觸媒必須依靠太陽光中紫外線的照射才能產生作用，使用紫外線燈容易損壞，更換頻繁，紫外線對人體、塑料有傷害。
（7）臭氧。臭氧分子由 3 個氧原子組成（O3）， 化學性質極不穩定。遇到空氣中的還原性的氣體污染物時，O3 中的活性氧原子會迅速與其反應，從而產生凈化作用。臭氧是一種高效的消毒劑，國家對空氣凈化器臭氧釋放量有強制性安全要求。臭氧濃度達到 0.10 ppm 以上時，可以起到殺菌、 除異味的作用，達到 0.15 ppm 以上后，臭氧本身就會發出濃烈的惡臭，且其使用環境不能超過 30℃，否則可能致癌。
（8）高能離子凈化。空氣通過高能離子空氣凈化裝置，在電場的作用下，使其中的氧分子失去或得到一個電子而形成一種過渡狀態的氧離子。空氣中 18% ～ 22% 的氧分子荷 電后形成氧離子，在短時間內與空氣中的流感病毒、肺炎支原體、肺炎球菌、流感嗜血桿菌等接觸，開環斷鏈破壞其分子化學鍵，將他們分解成對人體無害的穩定的小分子化合物。
他們與空氣中塵埃粒子及微粒碰撞，使微粒電產生聚合作用，形成較大顆粒靠自身重力沉降下來，達到凈化目的。與室內靜電發生作用，中和相反極性的靜電荷，同時有效地破壞空氣中細菌生存的環境，降低室內細菌濃度，世界衛生組織在一份報告中指出：健康空氣的標準應該是離子量500 ～ 1 000 個 /cm3。 利用空調系統持續送出的高能離子對流感病毒、肺炎支原體、肺炎球菌、流感嗜血桿菌、甲醛、苯、總有機物（TVOC） 等有害物開環斷鏈打開分子化學鍵，進行不斷的壓制和分解 使得污染物被消滅在萌芽中，消除呼吸道傳染病的傳播途徑和改善空氣品質，離子凈化裝置具有體積小、阻力小（< 50 Pa）、能耗低（每組功率 < 50 W）、后期維護簡單等特點。
（9）通過對當前常用的空氣凈化系統的比較分析，采用進口高能離子凈化系統作為醫院門急診空氣污染應急處理系統及空氣品質改善系統較為有利。通過該系統的主動式凈化處理模式，可將門急診產生的污染物消滅在萌芽中，阻斷了病毒的傳播，為控制呼吸道流感的大規模二次傳播創造了必要條件。通過高能離子凈化系統的介入，改善了室內的空氣質量，提高了醫院的社會效益。
2.2 醫院門急診空氣污染應急處理系統及空氣品質改善系統
（1）醫院門急診室內空氣品質整體提升系統。由于醫院門急診的空調系統均在運行和使用中，因此醫院門急診空氣質量提升改造應綜合考慮現場實際情況和改造效果的協調統一。有條件時也可全面改造，更換空調送風系統的組合式空氣處理機組、送風道、送風口等。醫院送風系統局部凈化改造示意圖如圖 2 所示。
圖 2 醫院送風系統局部凈化改造示意圖
（2）非應急狀態下門急診空氣改善系統。通過空調系統的提升改造，改善門急診的室內空氣品質，提高患者就醫環境的舒適度，解決現存的門急診室內空氣污濁、異味、污染物超標等問題。具體改造方案如下。① 進風系統：增加高效過濾器解決室外污濁空氣（主要是 PM2.5）對室內空氣和凈化設備的影響；② 送風系統：更換組合式空氣處理機組內的送風機，增加 20 ～ 25% 的風量，提高送風機風壓克服增加的風阻（增加 20 ～ 25% 的風量在應急狀態下使用）， 風 機設變頻控制，根據室內空氣品質和門急診人流狀態調節送風量，做到節能運行；③ 凈化系統：增加高能離子凈化段（段長約為 500 mm，若機房尺寸緊張也可加在風管上）；④ 增加相應的檢測系統和自控系統，調整供電系統。醫院送風系統的凈化機組如圖 3 所示。
圖 3 醫院送風系統的凈化機組
（3）門急診空氣污染應急處理系統。呼吸道傳染病流行（流感）期間，此時門急診超負荷運轉， 患者和陪同人員增加，室內空氣中含有大量的流感病毒和氣體污染物及微生物污染物，開啟門急診空氣污染應急處理系統，消除和降低流感病毒和污染物的濃度（控制細菌總數低于 180 cfu/m3 時，感染的危險性小）， 隔斷病毒和污染物的二次傳播，具體改造方案如下。① 門急診區域空氣品質的整體改善和提高：調節組合式空氣處理機組的變頻控制系統，加大送風量，調節高能離子凈化系統的離子數量，改善提高門急診區域的空 氣品質。② 重點部位的應急處理系統 ：在分診區、候診區、 輸液區、搶救區等污染重點區域增加吊頂式高能離子凈化機 組對重點部位進行局部處理，機組吊裝于室內吊頂內，引入 部分新風和回風混合后送入重點區域，檢測室內的空氣品質以調整離子數量，消除和降低重點區域的流感病毒和污染物的濃度，隔斷病毒和污染物的二次傳播，使空氣品質滿足要求。③ 增加相應的檢測系統和自控系統。
（4）醫護人員環境改善系統。為提高和改善醫護人員工作區域的空氣品質，增設診室和護士站的高能離子凈化系統，改善醫護人員的工作環境，保護醫護人員的身心健康。
4結語
針對大型綜合醫院建筑布局復雜、特殊功能科室多、易感人群高度集中、多種病源并存的現象，分析造成醫院感染和空氣污染的主要原因，探討多種空氣凈化系統對空氣污染的處理效果及應用范圍。提出高能離子凈化系統對空氣污染的處理路徑，給出在呼吸道傳染病流行（流感）期間門急診的應急空氣處理方案。在節能、節費、不影響工作的前提下最大化的改善醫院門急診的空氣品質，具有很好的社會效益， 滿足了人們對美好就醫環境的愿望。
作者簡介：楊成斌，高級工程師，能源中心主任，副總工，現供職于天津大學建筑設計研究院。主要研究方向為暖通和能源設計。
