原創(chuàng) 陳正權(quán)、夏義玲 上海新華醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科

從口罩的防護(hù)原理談口罩的科學(xué)選用

目前，新冠肺炎疫情的形式依然十分嚴(yán)峻。口罩是預(yù)防呼吸道傳染病的重要防線，科學(xué)合理佩戴，規(guī)范使用，可有效降低新型冠狀病毒的感染風(fēng)險(xiǎn)。為防止新冠肺炎疫情的進(jìn)一步擴(kuò)散，國務(wù)院下發(fā)了《預(yù)防新型冠狀病毒感染的肺炎口罩使用指南》（以下簡稱指南），對不同場合、不同人群提出了指導(dǎo)意見。指南中涉及了多種類型的口罩，如棉紗口罩、一次性使用醫(yī)用口罩、醫(yī)用外科口罩、KN95/N95及以上顆粒物防護(hù)口罩和醫(yī)用防護(hù)口罩。本次科普將從口罩的防護(hù)原理入手，向大家介紹口罩的選用。

一.口罩的基本防護(hù)原理

口罩的防護(hù)原理主要體現(xiàn)在對空氣中顆粒物的阻留上，其用于阻留顆粒物的材料與性能決定了口罩的防護(hù)能力，而不是口罩的層數(shù)。阻留顆粒物的基本原理為：

（1）直接攔截：氣流中的顆粒大于阻留材料的物理間隙，會被直接攔截下來。

（2）重力沉降：氣流中顆粒較大的物質(zhì)，受重力的影響，也會直接沉降到阻留材料上。

（3）慣性攔截：當(dāng)較高質(zhì)量的顆粒物繞過留阻材料時(shí)，會因自身慣性的影響而偏離氣流的方向，與阻留材料發(fā)生碰撞而被留滯于材料表面得以攔截。

（4）擴(kuò)散攔截：微小的顆粒物在氣流中呈布朗運(yùn)動，無規(guī)律的顆粒物接觸到阻留材料而被過濾。

（5）靜電攔截：阻留材料通過靜電吸附附近的顆粒。靜電作用可以幫助過濾材料在不增加氣流阻力的前提下提高過濾效率。靜電攔截比上述幾種攔截方式，攔截能力更高。

二.飛沫的特性及傳播特點(diǎn)

呼吸、說話、咳嗽、打噴嚏均會產(chǎn)生飛沫，患有各種呼吸道疾病的病人產(chǎn)生的飛沫濃度大于健康人產(chǎn)生的飛沫濃度；一般而言，打噴嚏平均產(chǎn)生800000個飛沫，咳嗽平均產(chǎn)生66000個飛沫。病人的飛沫粒徑范圍為0.05-10μm，飛沫會在噴出口腔后數(shù)秒內(nèi)蒸發(fā)，形成飛沫核，飛沫核的粒徑范圍為0.01-5μm。由于飛沫核較輕，可懸浮于空氣中，形成氣溶膠，能夠隨風(fēng)播散至更遠(yuǎn)的地方，但是隨著距離的增加，感染風(fēng)險(xiǎn)會明顯降低。有的研究者通過計(jì)算機(jī)模擬咳嗽在飛沫傳播時(shí)的特征，發(fā)現(xiàn)飛沫傳播速度為10-25m/s，隨著咳嗽次數(shù)增加，感染面積會越來越大，傳播距離約為2米，且在1米以內(nèi)的范圍濃度較高。

氣溶膠傳播與空氣傳播有略微的不同。從定義上來看，世界衛(wèi)生組織根據(jù)飛沫粒徑大小為5μm 來界定空氣傳播（≤5μm）和飛沫傳播（＞5μm），而第五版新冠肺炎診治指南中提到的氣溶膠傳播，則是根據(jù)傳播介質(zhì)的特性來定義的。

三.口罩的科學(xué)選用

1.棉紗口罩

指南中明確提出棉紗口罩不具有預(yù)防病毒感染的作用，與其類似的還有海綿口罩。因?yàn)檫@些普通紗布口罩是通過機(jī)械阻擋來實(shí)現(xiàn)阻擋隔離物，過濾孔徑過大，無法將直徑過小的飛沫阻擋在外，且棉紗口罩不具備靜電攔截的條件。

有的人會提出通過增加棉紗的層數(shù)或加入活性炭，提高棉紗的預(yù)防效果。但是即使棉紗增加至24層，對飛沫的防護(hù)能力也僅有30%，且十分厚重，呼氣阻力非常大，舒適感差。而活性炭本身也是顆粒，其作用僅為吸附空氣中的刺激性的化學(xué)成分，如甲醛，對飛沫完全的阻擋作用十分微小。故指南中明確提出，棉紗口罩、海綿口罩和活性炭口罩對預(yù)防病毒感染無保護(hù)作用。

2.一次性使用醫(yī)用口罩

指南中推薦公眾在非人員密集的公共場所使用一次性醫(yī)用口罩。這種口罩在醫(yī)用防護(hù)能力上處于基礎(chǔ)地位，用于普通醫(yī)療環(huán)境中的佩戴，阻隔口腔、鼻腔噴出的污染物，生產(chǎn)過程中對口罩是否滅菌無強(qiáng)制要求。其細(xì)菌過濾效率≥95%，可有效防菌。但因?yàn)闆]有對顆粒物過濾的要求，也沒有防止液體噴濺的功能等，故該口罩僅適合在非人員密集的公共場所使用。

該口罩依據(jù)《一次性使用醫(yī)用口罩》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY/T0969-2013）生產(chǎn)，購買前請務(wù)必在包裝上確認(rèn)該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.醫(yī)用外科口罩

指南中指出，醫(yī)用外科口罩推薦疑似病例、公共交通司乘人員、出租車司機(jī)、環(huán)衛(wèi)工人、公共場所服務(wù)人員等在崗期間佩戴。根據(jù)《醫(yī)用外科口罩》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YY0469-2011）,它比一次性醫(yī)用口罩增加了非油性顆粒過濾效率（0.25μm，≥30%），防護(hù)能力增強(qiáng)。醫(yī)用外科口罩采用了外中內(nèi)三層設(shè)計(jì)，其中外層阻水，中層過濾（5μm顆粒阻留率可>90%），內(nèi)層吸濕。選用前務(wù)必確認(rèn)口罩外包裝的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4. KN95/N95及以上顆粒物防護(hù)口罩

顆粒物防護(hù)口罩有很多個名字，其中符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)（CEEN1409：2001）的為FFP系列口罩，美國標(biāo)準(zhǔn)（NIOSH）的為N系列口罩，符合國標(biāo)（GB2626-2006）的則為KN系列口罩，三者防護(hù)效應(yīng)一致。指南中提及的KN95/N95及以上顆粒物防護(hù)口罩則包含了FFP3，N95，N99，KN95和KN100。

以下以KN系列為例。KN的全稱為呼吸防護(hù)用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器，其制作標(biāo)準(zhǔn)為GB2626-2006，包含口罩、面罩等多種產(chǎn)品，防護(hù)對象包括粉塵?煙?霧、飛沫等各類顆粒物。KN類只適用于過濾非油性顆粒物,包括KN90?KN95和KN100，過濾率對應(yīng)分別為≥90%?≥95%和≥99.97%。

指南指出，KN95/N95及以上顆粒物防護(hù)口罩的防護(hù)效果優(yōu)于醫(yī)用外科口罩、一次性使用醫(yī)用口罩，并推薦現(xiàn)場調(diào)查、采樣和檢測人員使用，公眾在人員高度密集場所或密閉公共場所也可佩戴。但該口罩不具備防液體噴濺能力，故在醫(yī)療環(huán)境中無法使用。

5.醫(yī)用防護(hù)口罩

醫(yī)用防護(hù)口罩具備過濾空氣中的顆粒物的能力，同時(shí)能夠阻隔飛沫?血液?體液?分泌物（這些通常攜帶病毒）等，用于醫(yī)療工作環(huán)境。它依據(jù)《醫(yī)用防護(hù)口罩技術(shù)要求》（GB19083-2010）制作，其過濾能力分為3級，對非油性顆粒過濾效率分別≥95%?≥99%和≥99.97%，并同時(shí)具備優(yōu)秀的防噴濺能力、表面抗?jié)裥院兔芎闲?。我國自主知識產(chǎn)權(quán)的FS9901-L型醫(yī)用防護(hù)口罩,對非油性0.3μm顆粒濾過率達(dá)最高標(biāo)準(zhǔn)，對病毒氣溶膠的過濾能力大于95%。

該口罩具有最高的防護(hù)能力，故指南中推薦發(fā)熱門診、隔離病房醫(yī)護(hù)人員及確診患者轉(zhuǎn)移時(shí)佩戴醫(yī)用防護(hù)口罩。

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在明白了口罩防護(hù)原理之后，大家對自己適用何種口罩肯定有了更深刻的認(rèn)識。正所謂知己知彼，百戰(zhàn)不殆，請大家一同攜手，抗擊新冠肺炎！

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微文編輯：賈靜

微文圖片編輯：李川

原標(biāo)題：《從口罩的防護(hù)原理談口罩的科學(xué)選用—— 新華科普544篇》

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