空氣清淨機是否有助於防禦新冠肺炎病毒?

前言.

新冠肺炎疫情大流行對全球的健康產生了重大影響。2021年,全球已累計約2.2億人感染新冠肺炎,造成455萬人死亡。

空氣清淨機到底能否幫助防禦新冠肺炎等病毒?答案在於了解空氣清淨機的運作原理以及病毒(尤其是新冠肺炎病毒)的傳播方式。然後,您可以評估空氣清淨機是否能幫助保護您和家人免於受到空氣中的病毒侵害。

一、新冠肺炎病毒是如何傳播的?

 新冠肺炎是一種新出現的疾病,目前科學家和醫學研究學者們仍在持續研究它的傳播方式。 新冠肺炎是由”嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(SARS-CoV-2)” 所引起的傳染性疾病,當病毒接觸到身體黏膜(例如眼睛、鼻子和嘴巴的黏膜)時就會導致感染,進而出現發病症狀,甚至死亡。就像麻疹和流感一樣,新冠肺炎是一種傳染性病毒,可以通過空氣(氣溶膠)傳播,也可以通過其他方式傳播。

一般而言,透過黏膜感染的病毒可通過以下方式傳播:

短距離的飛沫傳播:病毒可以通過感染者呼氣(例如呼吸、咳嗽、打噴嚏、唱歌、大喊或說話等)時產生的呼吸飛沫進行傳播,這些飛沫一般來說體積較大(直徑>5微米),並會在幾秒到幾分鐘內從空氣中迅速落到地面。而空氣清淨機對於這種傳播形式沒有幫助;保持社交距離和配戴口罩,以及具有壓差的環境 (如負壓隔離病房)才能有助於防止飛沫形式的傳播。

接觸(直接或間接):病毒可以通過接觸感染者身上帶有病毒的物體或表面,然後接觸嘴、鼻子或眼睛來傳播。空氣清淨機對於這種形式的傳播沒有幫助;養成良好的衛生習慣,如常洗手和環境消毒,是一種”控制感染源”的方式,能有效抑制這種形式的傳播。

遠距離的氣溶膠傳播(空氣傳播):“氣溶膠(Aerosol)”,一般是以固體或液體微粒的狀態穩定懸浮於空氣中,其粒徑大小多在0.01-10微米之間,是懸浮微粒的一種。當咳嗽或呼吸時會產生體積較大的飛沫(直徑>5微米),很快會隨著重力落到地面,同時也會產生體積較小(直徑≤ 5微米)的飛沫氣溶膠,這種會長期停留在空氣中,並且會隨著氣流移動。附著在氣溶膠上的病毒可經由呼吸道或是黏膜(如眼睛)侵入人體,造成病毒感染。氣溶膠可以無期限地滯留在空氣當中,並隨著氣流遠離其感染源頭。空氣清淨機和特殊設計的壓差環境 (如負壓隔離病房)可以有助於防止這種的傳播形式。

 

雖然氣溶膠的單一帶病毒量比飛沫傳染來的少,但是傳播病毒的距離比飛沫傳播還要遠,尤其是在通風不良的密閉室內環境,就算與感染者距離有6公尺,如果沒有做好防疫措施,仍會有感染病毒的可能。

開窗通風是最有效降低室內空氣懸浮微粒(包含氣溶膠)的辦法,但當無法自然通風或是通風不良,這種情況下就只能倚靠空氣清淨機來過濾空氣中的懸浮微粒,捕捉空氣中的病毒氣溶膠。此時空氣清淨機的效能則成為防止遠距離感染的關鍵。

 

”有壓差的環境”所指的是保持正壓或負壓的房間,尤其是在醫療環境,負壓的環境可抑止病毒向外擴散,對於控制室內空氣傳播感染是非常重要;另外會使用附有氣體輸出配件的空氣清淨機直接將該環境中的空氣汙染物進行過濾後再排出室外。

“感染源控制”是防止病毒感染的第一道防線,像是洗手、戴口罩和保持社交距離等等。當”感染源控制”的措施到位時,有些空氣清淨機可以進一步幫助減少漂浮在空氣中的病毒。

二、空氣清淨機的運作原理

物理式的空氣清淨機是使用濾網來捕獲空氣中的汙染物顆粒,這些濾網通常由玻璃或特殊合成的纖維編織而成,其中,高效濾網HEPA和HyperHEPA是市面上較高效能的物理式空氣清淨機會使用的濾網。物理式過濾,是去除空氣中懸浮顆粒的最安全,並最有效的方法。

市面上有些空氣清淨機之間的功能存在著一些明顯差異:

物理式濾網可捕獲較大的顆粒,像過濾篩過濾食物一樣地過濾空氣,同時過濾水和灰塵。而過濾的效果,與濾網的等級有著緊密的關聯,HEPA是各類濾網中效能最好的,而HEPA中還有著不同等級的差異。

合成式的濾網使用包含帶電荷的合成纖維媒介來增加濾網的“黏性”

由於大功率風量的趨勢,如今大多數HEPA濾網都使用合成式的材料,但是隨著時間的推移,這些纖維會慢慢失去電荷,失去”黏性”,之後空氣顆粒反倒會開始“沾黏”在濾網上,而導致HEPA濾網的過濾效率下降。

因此,不建議使用所謂”多功能”的合成濾網,因為它失去功能的時間會比你預期還快;另外,也建議要及時更換濾網,避免濾網過於飽和,而失去過濾的效能。

隨著時間的推移,物理式的空氣清淨機在過濾病毒上展現更好的性能

 

物理過濾與合成過濾的長期效能存在很大的差異,而在大多數情況下,物理式的空氣清淨機在過濾病毒上會隨著時間推移,相較展現出更好的性能。

此外,能捕獲小至0.3微米空氣顆粒的HEPA濾網必須經過測試認證,但0.3微米幾乎是一般病毒平均大小的三倍。

單獨HEPA濾網的測試存在兩個問題:

     1. 不會對 HEPA濾網的過濾效能做持續的測試

         無法得知濾網在最佳狀態的效能以及過一段時間之後的濾網效能情況與之間差距。

     2. 單獨測量HEPA濾網的CADR值不是具有意義的

         因HEPA濾網真正使用於空氣清淨機時所的空氣輸送率(CADR)測試與單獨測量濾網的測量結果有很大差距。

三、空氣清淨機的CADR是指什麼?

從理論上講,CADR(Clean Air Delivery Rate)是指潔淨空氣的輸出量,以一小時為單位計算輸出的乾淨空氣是多少立方公尺(單位:m3/h),相對意思是指空氣清淨機在一小時內去除了多少量的空氣汙染物。目前CADR是判斷空氣清淨機效能最具指標性的數值。

但是這樣的測試方式其實是有問題的,以下是CADR測試的進行方式:

     • 被測試的空氣清淨機被放置在一個約28立方公尺大小的測試空間 (約三坪大的房間)中。

     • 將灰塵、花粉和香菸的煙霧污染物引進測試空間中。

     • 將空氣清淨機開啟二十分鐘(而灰塵花粉測試僅在十分鐘後就結束了)。

     • 在短時間的運行之後,將會偵測空氣中餘留的污染物並轉換成最終的CADR等級。

目前的”CADR評級系統”存在著缺陷,包括:

     • CADR僅測試開始運行的前二十分鐘的性能。但是大多數的HEPA空氣清淨機在使用一小時後就開始失去效率,有些甚至在僅測試8個禮拜後就失去了高達 50% 的效能。

     • CADR不會針對小於 0.1 微米的空氣微粒(包括許多病毒)的過濾效果進行性能測試。

CADR僅測試空氣清淨機運行開始的前 20 分鐘的性能,
而且不會測試對小於 0.1 微米的細微顆粒(其中包括許多種病毒)的過濾效果。

 新冠肺炎COVID-19和其他相關非典型肺炎SARS的病毒粒子大小約在0.06到 0.14微米之間,比HEPA規格(0.3微米)還要小,因此我們需要找的是有經過測試和認證,可過濾超細微顆粒(UFP)且具有高製造標準的空氣清淨機。

新冠肺炎的病毒大小約在 0.06 到 0.14 微米之間
 — 這比一般HEPA測試標準的0.3微米還要小得多。 

四、空氣清淨機是防禦病毒的最後一道保護防線

空氣清淨機並不是抵禦病毒的主要防線,保持社交距離、戴口罩和保持良好的衛生習慣才應該是您的第一道防線。空氣清淨機無法成為主要防疫手段的原因是病毒雖然可以被有些HEPA濾網給捕獲,但是空氣傳播只是病毒傳播的其中一種方式,尤其是如果當病毒和疾病的傳播是通過與感染或攜帶病毒的人直接接觸,譬如:

    • 通過與感染者接觸體液 (如親吻等)

    • 吸入因咳嗽或打噴嚏的染疫飛沫

即使是最高效能的空氣清淨機也不能阻絕上述兩種病毒傳播方式,因此無法保證您獲得100%的安全防護。

但是,可以過濾漂浮在空氣中的超細顆粒(包括新冠肺炎等病毒)的空氣清淨機的確是可幫助防止新冠肺炎病毒傳播的重要防疫措施之一,針對會通過氣溶膠傳播的病毒,高效能的空氣清淨機可以成為您防禦病毒的最後一道重要安全防線。

任何聲稱可以 100% 防止病毒傳播的廠商都是虛假廣告。
空氣清淨機可以幫助清除漂浮在空氣中的病毒,但不能阻止病毒以其他方式的傳播。

在疫情大流行的期間,尤其是高風險的感染區域(例如醫院),除了做環境病源管控之外,另外會再增添高效能的空氣清淨機,通過過濾漂浮在空氣中的汙染物或病毒,加強環境的感染源控制,降低感染的風險。亦建議在疫情仍尚在流行的階段,潛在高風險的區域,如學校、辦公室等公共場所,在做足防疫措施的條件下,通過空氣清淨機做好更完善的健康防護。