Himoya uskunalari va materiallari bo'yicha mukammallik markazi (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamilton, ON, Kanada
Do'stlaringiz va hamkasblaringiz bilan ushbu maqolaning to'liq matnli versiyasini baham ko'rish uchun quyidagi havoladan foydalaning.ko'proq ma'lumot olish.
Sog'liqni saqlash idoralari jamoalarga COVID-19 kabi havo orqali yuqadigan kasalliklar tarqalishini kamaytirish uchun niqoblardan foydalanishni tavsiya qiladi.Niqob yuqori samarali filtr vazifasini bajarsa, virus tarqalishi kamayadi, shuning uchun niqobning zarracha filtrlash samaradorligini (PFE) baholash muhimdir.Biroq, PFE tizimini kalit bilan sotib olish yoki akkreditatsiyalangan laboratoriyani yollash bilan bog'liq yuqori xarajatlar va uzoq muddatlar filtr materiallarini sinovdan o'tkazishga to'sqinlik qiladi.Albatta, "moslashtirilgan" PFE test tizimiga ehtiyoj bor;ammo, (tibbiy) niqoblarni PFE sinovidan o'tkazishni belgilaydigan turli standartlar (masalan, ASTM International, NIOSH) ularning protokollari va ko'rsatmalarining ravshanligida juda farq qiladi.Bu erda "ichki" PFE tizimini ishlab chiqish va amaldagi tibbiy niqob standartlari kontekstida niqoblarni sinovdan o'tkazish usuli tasvirlangan.ASTM xalqaro standartlariga muvofiq, tizim lateks sharlari (0,1 mkm nominal o'lcham) aerozollardan foydalanadi va niqob materialining yuqori va quyi oqimidagi zarrachalar kontsentratsiyasini o'lchash uchun lazer zarralari analizatoridan foydalanadi.Turli umumiy matolar va tibbiy niqoblarda PFE o'lchovlarini bajaring.Ushbu ishda tasvirlangan usul PFE sinovining joriy standartlariga javob beradi, shu bilan birga o'zgaruvchan ehtiyojlarga va filtrlash sharoitlariga moslashish uchun moslashuvchanlikni ta'minlaydi.
Sog'liqni saqlash idoralari umumiy aholiga COVID-19 va boshqa tomchilar va aerozollar orqali yuqadigan kasalliklar tarqalishini cheklash uchun niqob kiyishni tavsiya qiladi.[1] Niqob kiyish talabi yuqtirishni kamaytirishda samarali va [2] sinovdan o'tmagan jamoat niqoblari foydali filtrlashni ta'minlaydi.Aslida, modellashtirish tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, COVID-19 tarqalishining kamayishi niqob samaradorligi va qabul qilish darajasining kombinatsiyalangan mahsulotiga deyarli proportsionaldir va bu va boshqa aholiga asoslangan chora-tadbirlar kasalxonaga yotqizish va o'limni kamaytirishga sinergik ta'sir ko'rsatadi.[3]
Sog'liqni saqlash va boshqa front xodimlari tomonidan talab qilinadigan sertifikatlangan tibbiy niqoblar va respiratorlar soni keskin oshdi, bu mavjud ishlab chiqarish va ta'minot zanjirlariga qiyinchiliklar tug'dirdi va yangi ishlab chiqaruvchilarga yangi materiallarni tezda sinab ko'rish va sertifikatlash imkonini berdi.ASTM International va Milliy mehnat xavfsizligi va salomatligi instituti (NIOSH) kabi tashkilotlar tibbiy niqoblarni sinovdan o'tkazish uchun standartlashtirilgan usullarni ishlab chiqdilar;ammo, bu usullarning tafsilotlari juda xilma-xildir va har bir tashkilot o'zining ishlash standartlarini o'rnatgan.
Zarrachalarni filtrlash samaradorligi (PFE) niqobning eng muhim xususiyatidir, chunki u aerozollar kabi kichik zarralarni filtrlash qobiliyati bilan bog'liq.Tibbiy niqoblar ASTM International yoki NIOSH kabi tartibga soluvchi idoralar tomonidan sertifikatlangan bo'lishi uchun maxsus PFE maqsadlariga[4-6] javob berishi kerak.Jarrohlik niqoblari ASTM tomonidan sertifikatlangan va N95 respiratorlari NIOSH tomonidan sertifikatlangan, ammo ikkala niqob ham maxsus PFE chegara qiymatlaridan o'tishi kerak.Masalan, N95 niqoblari o'rtacha diametri 0,075 mkm bo'lgan tuz zarralaridan tashkil topgan aerozollar uchun 95% filtratsiyaga erishishi kerak, ASTM 2100 L3 jarrohlik niqoblari esa o'rtacha diametri 0,1 mkm bo'lgan lateks to'plaridan tashkil topgan aerozollar uchun 98% filtratsiyaga erishishi kerak. .
Birinchi ikkita variant qimmat (har bir sinov namunasi uchun >1000 dollar, belgilangan uskuna uchun >150000 dollar deb baholanadi) va COVID-19 pandemiyasi vaqtida yetkazib berishning uzoq muddatlari va yetkazib berish muammolari tufayli kechikishlar mavjud.PFE testining yuqori narxi va cheklangan kirish huquqlari - standartlashtirilgan ishlashni baholash bo'yicha izchil yo'riqnomaning etishmasligi bilan birgalikda - tadqiqotchilarni ko'pincha sertifikatlangan tibbiy niqoblar uchun bir yoki bir nechta standartlarga asoslangan turli xil moslashtirilgan test tizimlaridan foydalanishga olib keldi.
Mavjud adabiyotlarda mavjud bo'lgan maxsus niqob materiallarini sinovdan o'tkazish uskunasi odatda yuqorida ko'rsatilgan NIOSH yoki ASTM F2100 / F2299 standartlariga o'xshaydi.Biroq, tadqiqotchilar dizayn yoki operatsion parametrlarni o'zlarining afzalliklariga ko'ra tanlash yoki o'zgartirish imkoniyatiga ega.Misol uchun, namuna sirt tezligi, havo / aerozol oqimi tezligi, namuna hajmi (maydoni) va aerozol zarralari tarkibidagi o'zgarishlar ishlatilgan.Ko'pgina so'nggi tadqiqotlar niqob materiallarini baholash uchun moslashtirilgan uskunalardan foydalangan.Ushbu uskunalar natriy xlorid aerozollaridan foydalanadi va NIOSH standartlariga yaqin.Masalan, Rogak va boshqalar.(2020), Zangmeister va boshqalar.(2020), Drunic va boshqalar.(2020) va Joo va boshqalar.(2021) Barcha qurilgan asbob-uskunalar natriy xlorid aerozolini (turli o'lchamdagi) ishlab chiqaradi, u elektr zaryadi bilan neytrallanadi, filtrlangan havo bilan suyultiriladi va material namunasiga yuboriladi, bu erda optik zarrachalar o'lchagich, turli xil konsentratsiyali zarrachalar birlashgan zarracha konsentratsiyasini o'lchash [9, 14-16] Konda va boshqalar.(2020) va Hao va boshqalar.(2020) Shunga o'xshash qurilma qurilgan, ammo zaryadni neytrallash moslamasi kiritilmagan.[8, 17] Ushbu tadqiqotlarda namunadagi havo tezligi 1 va 90 L min-1 (ba'zan oqim / tezlik ta'sirini aniqlash uchun) orasida o'zgargan;shu bilan birga, sirt tezligi 5,3 va 25 sm s-1 orasida edi.Namuna hajmi ≈3,4 va 59 sm2 orasida o'zgarib turadi.
Aksincha, ASTM F2100/F2299 standartiga yaqin bo'lgan lateks aerozolidan foydalangan holda niqob materiallarini baholash bo'yicha bir nechta tadqiqotlar mavjud.Masalan, Bagheri va boshqalar.(2021), Shakya va boshqalar.(2016) va Lu va boshqalar.(2020) Polistirol lateks aerozolini ishlab chiqarish uchun qurilma qurildi, u suyultirildi va material namunalariga yuborildi, bu erda zarrachalar konsentratsiyasini o'lchash uchun turli zarrachalar analizatorlari yoki skanerlash harakatchanligi zarracha o'lchami analizatorlari ishlatilgan.[18-20] Va Lu va boshqalar.Zaryadni neytrallashtiruvchi ularning aerozol generatorining quyi oqimida ishlatilgan, qolgan ikkita tadqiqot mualliflari esa foydalanmagan.Namunadagi havo oqimi tezligi ham biroz o'zgardi - lekin F2299 standarti chegaralarida - ≈7,3 dan 19 L min-1 gacha.Bagheri va boshqalar tomonidan o'rganilgan havo yuzasi tezligi.mos ravishda 2 va 10 sm s–1 (standart diapazonda) ni tashkil qiladi.Va Lu va boshqalar, Shakya va boshqalar.[18-20] Bundan tashqari, muallif va Shakya va boshqalar.turli o'lchamdagi (ya'ni, 20 nm dan 2500 nm gacha) lateks sharlari sinovdan o'tkazildi.Va Lu va boshqalar.Hech bo'lmaganda ba'zi sinovlarida ular belgilangan 100 nm (0,1 mikron) zarracha o'lchamidan foydalanadilar.
Ushbu ishda biz mavjud ASTM F2100/F2299 standartlariga imkon qadar mos keladigan PFE qurilmasini yaratishda duch keladigan qiyinchiliklarni tasvirlaymiz.Asosiy mashhur standartlar (ya'ni, NIOSH va ASTM F2100/F2299) orasida ASTM standarti tibbiy bo'lmagan niqoblarda PFE ga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan filtrlash samaradorligini o'rganish uchun parametrlarda (masalan, havo oqimi tezligi) ko'proq moslashuvchanlikni ta'minlaydi.Biroq, biz ko'rsatganimizdek, bu moslashuvchanlik bunday uskunani loyihalashda qo'shimcha murakkablik darajasini ta'minlaydi.
Kimyoviy moddalar Sigma-Aldrichdan sotib olindi va xuddi shunday ishlatilgan.Stirol monomeri (≥99%) alumina ingibitorini olib tashlash vositasi bo'lgan shisha ustun orqali tozalanadi, bu tert-butilkatexolni olib tashlash uchun mo'ljallangan.Deionlashtirilgan suv (≈0,037 µS sm–1) Sartorius Arium suvni tozalash tizimidan olinadi.
Nominal ogʻirligi 147 gm-2 boʻlgan 100% paxta tolasi (Muslin CT) Veratex Lining Ltd., QC, bambuk/spandeks aralashmasi esa D. Zinman Textiles, QC.Boshqa nomzod niqob materiallari mahalliy mato sotuvchilardan (Fabricland) keladi.Ushbu materiallarga ikkita turli xil 100% paxta to'quv matolari (turli nashrlar bilan), bitta paxta/spandeks trikotaj mato, ikkita paxta/polyester trikotaj mato (bitta "universal" va bitta "kozok") va to'qilmagan paxta/polipropilen aralashmasi kiradi. paxta tolasi uchun material.1-jadvalda ma'lum mato xususiyatlarining qisqacha mazmuni ko'rsatilgan.Yangi jihozlarni sinash uchun mahalliy shifoxonalardan sertifikatlangan tibbiy niqoblar, jumladan ASTM 2100 2-darajali (L2) va 3-darajali (L3; Halyard) sertifikatlangan tibbiy niqoblar va N95 respiratorlari (3M) olindi.
Sinov qilinadigan har bir materialdan taxminan 85 mm diametrli dumaloq namuna kesilgan;materialga boshqa o'zgartirishlar kiritilmagan (masalan, yuvish).Sinov uchun PFE qurilmasining namuna ushlagichidagi mato halqasini mahkamlang.Havo oqimi bilan aloqada bo'lgan namunaning haqiqiy diametri 73 mm, qolgan materiallar esa namunani mahkam o'rnatish uchun ishlatiladi.Yig'ilgan niqob uchun yuzga tegib turgan tomoni ta'minlangan materialning aerozolidan uzoqda joylashgan.
Emulsiya polimerizatsiyasi orqali monodispers anion polistirolli lateks sharlarini sintez qilish.Oldingi tadqiqotda tasvirlangan protseduraga ko'ra, reaktsiya monomer ochligining yarim partiyali rejimida amalga oshirildi.[21, 22] 250 mL hajmli uch boʻyinli dumaloq tubiga deionizatsiyalangan suv (160 ml) qoʻshing va uni aralashtiruvchi moy hammomiga soling.Keyin kolba azot bilan tozalandi va tozalangan, aralashtirilgan kolbaga inhibitorsiz stirol monomeri (2,1 ml) qo'shildi.70 °C da 10 daqiqadan so'ng, deionizatsiyalangan suvda (8 ml) erigan natriy lauril sulfat (0,235 g) qo'shing.Yana 5 daqiqadan so'ng, deionizatsiyalangan suvda (2 ml) eritilgan kaliy persulfat (0,5 g) qo'shildi.Keyingi 5 soat ichida 66 mkL min-1 tezlikda qo'shimcha inhibitorsiz stirolni (20 ml) asta-sekin kiritish uchun shpritsli nasosdan foydalaning.Stirol infuzioni tugagandan so'ng, reaktsiya yana 17 soat davom etdi.Keyin polimerizatsiyani tugatish uchun kolba ochildi va sovutildi.Sintezlangan polistirol lateks emulsiyasi besh kun davomida SnakeSkin dializ trubkasida (3500 Da molekulyar og'irlik chegarasi) deionlangan suvga qarshi dializ qilindi va deionizatsiyalangan suv har kuni almashtirildi.Emulsiyani dializ trubkasidan olib tashlang va ishlatilgunga qadar muzlatgichda 4°C haroratda saqlang.
Dinamik yorug'lik tarqalishi (DLS) Brookhaven 90Plus analizatori bilan amalga oshirildi, lazer to'lqin uzunligi 659 nm, detektor burchagi 90 ° edi.Ma'lumotlarni tahlil qilish uchun o'rnatilgan zarracha eritmasi dasturidan foydalaning (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation).Lateks suspenziyasi deionlashtirilgan suv bilan zarrachalar soni sekundiga taxminan 500 ming marta (kcps) bo'lguncha suyultiriladi.Zarrachalar o'lchami 125 ± 3 nm ekanligi aniqlandi va xabar qilingan polidisperslik 0,289 ± 0,006 edi.
Fazali tahlil nurining tarqalishi rejimida zeta potentsialining o'lchangan qiymatini olish uchun ZetaPlus zeta potentsial analizatori (Brookhaven Instruments Corp.) ishlatilgan.Namuna 5 × 10-3 m NaCl eritmasiga lateks alikvotu qo'shib, taxminan 500 kcps zarrachalar soniga erishish uchun lateks suspenziyasini yana suyultirish orqali tayyorlangan.Beshta takroriy o'lchov (har biri 30 ta yugurishdan iborat) amalga oshirildi, natijada zeta potentsial qiymati -55,1 ± 2,8 mV bo'lib, bu erda xato beshta takrorlashning o'rtacha qiymatining standart og'ishini ifodalaydi.Ushbu o'lchovlar zarrachalarning manfiy zaryadlanganligini va barqaror suspenziya hosil qilishini ko'rsatadi.DLS va zeta potentsial ma'lumotlarini S2 va S3 qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotlar jadvallarida topish mumkin.
Uskunani quyida tavsiflangan va 1-rasmda ko‘rsatilganidek, ASTM xalqaro standartlariga muvofiq qurdik. Yagona reaktiv Blaustein atomizatsiya moduli (BLAM; CHTech) aerozol generatori lateks to‘plari bo‘lgan aerozollarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.Filtrlangan havo oqimi (GE Healthcare Whatman 0,3 mkm HEPA-CAP va 0,2 mkm POLYCAP TF filtrlari orqali olingan) aerozol generatoriga 20 psi (6,9 kPa) bosimda kiradi va 5 mg L-1 ning bir qismini atomizatsiya qiladi. suspenziya Suyuqlik shprits pompasi (KD Scientific Model 100) orqali uskunaning lateks shariga AOK qilinadi.Aerozollangan nam zarralar aerozol generatoridan chiqadigan havo oqimini quvurli issiqlik almashtirgich orqali o'tkazish orqali quritiladi.Issiqlik almashtirgich 8 fut uzunlikdagi isitish batareyasi bilan o'ralgan 5/8 dyuymli zanglamaydigan po'lat quvurdan iborat.Chiqish quvvati 216 Vt (BriskHeat).Uning sozlanishi kadranga ko'ra, isitgichning chiqishi qurilmaning maksimal qiymatidan (≈86 Vt) 40% ga o'rnatiladi;bu 112 °C (standart og'ish ≈1 °C) o'rtacha tashqi devor haroratini hosil qiladi, bu sirtga o'rnatilgan termojuft (Teylor AQSh) o'lchovi bilan aniqlanadi.Qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotdagi S4-rasmda isitgichning ishlashi umumlashtiriladi.
Keyin quritilgan atomizatsiyalangan zarralar 28,3 L min-1 (ya'ni daqiqada 1 kub fut) umumiy havo oqimi tezligiga erishish uchun katta hajmdagi filtrlangan havo bilan aralashtiriladi.Bu qiymat tanlangan, chunki u lazer zarrachalari analizatori moslamasining tizimdan quyi oqimidan namuna olishning aniq oqim tezligidir.Lateks zarralarini olib yuradigan havo oqimi ikkita bir xil vertikal kameralardan biriga (ya'ni silliq devorli zanglamaydigan po'lat quvurlar) yuboriladi: niqob moddasi bo'lmagan "nazorat" kamerasi yoki aylana shaklida kesilgan "namuna" kamerasi. Namuna ushlagichi matodan tashqarida kiritiladi.Ikki kameraning ichki diametri 73 mm ni tashkil qiladi, bu namuna ushlagichining ichki diametriga mos keladi.Namuna ushlagichi niqob materialini mahkam yopish uchun yivli halqalar va chuqurlashtirilgan murvatlardan foydalanadi, so'ngra olinadigan qavsni namuna kamerasining bo'shlig'iga joylashtiring va uni rezina qistirmalar va qisqichlar bilan qurilmaga mahkam yopishtiring (S2-rasm, qo'llab-quvvatlash ma'lumoti).
Havo oqimi bilan aloqa qiladigan mato namunasining diametri 73 mm (maydon = 41,9 sm2);u sinov paytida namuna kamerasida muhrlanadi."Boshqarish" yoki "namuna" kamerasidan chiqadigan havo oqimi lateks zarralari soni va kontsentratsiyasini o'lchash uchun lazer zarrachalar analizatoriga (zarrachalarni o'lchash tizimi LASAIR III 110) o'tkaziladi.Zarrachalar analizatori zarrachalar kontsentratsiyasining pastki va yuqori chegaralarini belgilaydi, mos ravishda har bir kub fut uchun 2 × 10-4 va ≈34 zarracha (har bir kub fut uchun 7 va ≈950 000 zarracha).Lateks zarralari kontsentratsiyasini o'lchash uchun zarracha kontsentratsiyasi aerozoldagi yagona lateks zarrachalarining taxminiy o'lchamiga mos keladigan pastki chegarasi va yuqori chegarasi 0,10-0,15 mkm bo'lgan "qutida" xabar qilinadi.Shu bilan birga, boshqa quti o'lchamlaridan foydalanish mumkin va bir vaqtning o'zida bir nechta qutilarni baholash mumkin, maksimal zarracha hajmi 5 mkm.
Uskunaga shuningdek, kamera va zarrachalar analizatorini toza filtrlangan havo bilan yuvish uchun uskunalar, shuningdek, zarur klapanlar va asboblar kiradi (1-rasm).To'liq quvurlar va asboblar diagrammasi qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotlarning S1-rasm va S1-jadvalida ko'rsatilgan.
Tajriba davomida lateks suspenziyasi aerozol generatoriga ≈60 dan 100 µL min-1 gacha bo‘lgan oqim tezligida zarrachalarning barqaror chiqishini ta’minlash uchun yuborildi, har bir kub santimetrga taxminan 14-25 zarracha (har bir kub santimetrga 400 000) 700 000 zarracha).Oyoqlari) 0,10-0,15 mkm bo'lgan qutiga.Ushbu oqim tezligi diapazoni aerozol generatorining quyi oqimida lateks zarralari kontsentratsiyasida kuzatilgan o'zgarishlar tufayli talab qilinadi, bu aerozol generatorining suyuqlik tutqichi tomonidan tutilgan lateks suspenziyasi miqdorining o'zgarishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Berilgan mato namunasining PFE ni o'lchash uchun lateks zarralari aerozollari birinchi navbatda nazorat xonasi orqali o'tkaziladi va keyin zarrachalar analizatoriga yo'naltiriladi.Har biri bir daqiqa davom etadigan ketma-ket uchta zarracha kontsentratsiyasini doimiy ravishda o'lchang.Zarrachalar analizatori tahlil paytida zarrachalarning vaqtdagi o'rtacha konsentratsiyasini, ya'ni namunaning bir daqiqasidagi (28,3 L) zarrachalarning o'rtacha konsentratsiyasini xabar qiladi.Barqaror zarrachalar soni va gaz oqimi tezligini aniqlash uchun ushbu asosiy o'lchovlarni o'tkazgandan so'ng, aerozol namuna kamerasiga o'tkaziladi.Tizim muvozanatga erishgandan so'ng (odatda 60-90 soniya), yana uchta ketma-ket bir daqiqali o'lchovlar tez ketma-ketlikda amalga oshiriladi.Ushbu namuna o'lchovlari mato namunasidan o'tadigan zarrachalar kontsentratsiyasini ifodalaydi.Keyinchalik, aerozol oqimini nazorat xonasiga qaytarish orqali, yuqori oqimdagi zarrachalar kontsentratsiyasi butun namunani baholash jarayonida sezilarli darajada o'zgarmasligini tekshirish uchun nazorat xonasidan yana uchta zarracha kontsentratsiyasi o'lchovlari olindi.Ikki kameraning dizayni bir xil bo'lgani uchun - namuna kamerasi namuna ushlagichini sig'dira olishidan tashqari - kameradagi oqim sharoitlarini bir xil deb hisoblash mumkin, shuning uchun nazorat kamerasidan va namuna kamerasidan chiqadigan gazdagi zarrachalar kontsentratsiyasi. solishtirish mumkin.
Zarrachalar analizatori asbobining ishlash muddatini saqlab qolish va har bir sinov o'rtasida tizimdagi aerozol zarralarini olib tashlash uchun har bir o'lchovdan keyin zarrachalar analizatorini tozalash uchun HEPA filtrlangan havo oqimidan foydalaning va namunalarni almashtirishdan oldin namuna kamerasini tozalang.PFE qurilmasidagi havo yuvish tizimining sxematik diagrammasi uchun qo'llab-quvvatlash ma'lumotlaridagi S1-rasmga qarang.
Ushbu hisob bitta material namunasi uchun bitta "takroriy" PFE o'lchovini ifodalaydi va ASTM F2299 (tenglama (2))dagi PFE hisobiga tengdir.
2.1-bandda ko'rsatilgan materiallar niqob materiallari sifatida mosligini aniqlash uchun §2.3 da tasvirlangan PFE uskunasidan foydalangan holda lateks aerozollari bilan e'tiroz bildirildi.2-rasmda zarrachalar kontsentratsiyasi analizatoridan olingan ko'rsatkichlar ko'rsatilgan va bir vaqtning o'zida kozok matolari va matolarning PFE qiymatlari o'lchanadi.Jami ikkita material va oltita takrorlash uchun uchta namuna tahlili o'tkazildi.Shubhasiz, uchta o'qish to'plamidagi birinchi o'qish (ochiq rang bilan soyalangan) odatda boshqa ikkita o'qishdan farq qiladi.Misol uchun, birinchi o'qish 2-rasmdagi 12-15 uchlikdagi boshqa ikkita o'qishning o'rtacha qiymatidan 5% dan ko'proq farq qiladi.Bu kuzatish zarrachalar analizatori orqali oqib o'tadigan aerozol o'z ichiga olgan havo muvozanati bilan bog'liq.Materiallar va usullarda muhokama qilinganidek, muvozanat ko'rsatkichlari (ikkinchi va uchinchi nazorat va namuna ko'rsatkichlari) mos ravishda 2-rasmdagi quyuq ko'k va qizil soyalarda PFEni hisoblash uchun ishlatilgan.Umuman olganda, uchta replikatsiyaning o'rtacha PFE qiymati kozok mato uchun 78% ± 2% va paxta tolasi uchun 74% ± 2% ni tashkil qiladi.
Tizimning ishlashini sinash uchun ASTM 2100 sertifikatiga ega tibbiy niqoblar (L2, L3) va NIOSH respiratorlari (N95) ham baholandi.ASTM F2100 standarti 2-darajali va 3-darajali niqoblarning 0,1 mkm zarrachalarining mikron osti zarrachalarini filtrlash samaradorligini mos ravishda ≥ 95% va ≥ 98% qilib belgilaydi.[5] Xuddi shunday, NIOSH tomonidan sertifikatlangan N95 respiratorlari oʻrtacha diametri 0,075 mkm boʻlgan atomlashtirilgan NaCl nanozarralari uchun filtrlash samaradorligini ≥95% koʻrsatishi kerak.[24] Rengasamy va boshqalar.Hisobotlarga ko'ra, shunga o'xshash N95 maskalari PFE qiymatini 99,84% -99,98% ni ko'rsatadi, [25] Zangmeister va boshqalar.Hisobotlarga ko'ra, ularning N95 filtrlash samaradorligi 99,9% dan yuqori, [14] esa Joo va boshqalar.Hisobotlarga ko'ra, 3M N95 maskalari 99% PFE (300 nm zarralar), [16] va Hao va boshq.Xabar qilingan N95 PFE (300 nm zarralar) 94,4% ni tashkil qiladi.[17] Shakya va boshqalar e'tiroz bildirgan ikkita N95 niqobi uchun.0,1 mikron lateks to'plari bilan PFE taxminan 80% dan 100% gacha tushib ketdi.[19] Lu va boshqalar qachon.N95 niqoblarini baholash uchun bir xil o'lchamdagi lateks to'plaridan foydalangan holda, o'rtacha PFE 93,8% ni tashkil qiladi.[20] Ushbu ishda tasvirlangan asbob-uskunalar yordamida olingan natijalar N95 niqobining PFE ko'rsatkichi 99,2 ± 0,1% ekanligini ko'rsatadi, bu ko'pchilik oldingi tadqiqotlar bilan yaxshi mos keladi.
Jarrohlik niqoblari ham bir nechta tadqiqotlarda sinovdan o'tgan.Hao va boshqalarning jarrohlik niqoblari.73,4% PFE (300 nm zarrachalar) ni ko'rsatdi, [17] esa Drewnick va boshqalar tomonidan sinovdan o'tkazilgan uchta jarrohlik niqobi.Ishlab chiqarilgan PFE taxminan 60% dan deyarli 100% gacha.[15] (Oxirgi niqob sertifikatlangan model bo'lishi mumkin.) Biroq, Zangmeister va boshqalar.Hisobotlarga ko'ra, sinovdan o'tgan ikkita jarrohlik niqobining minimal filtrlash samaradorligi 30% dan bir oz yuqoriroq, [14] bu tadqiqotda sinovdan o'tgan jarrohlik niqoblaridan ancha past.Xuddi shunday, Joo va boshqalar tomonidan sinovdan o'tgan "ko'k jarrohlik niqobi".PFE (300 nm zarralar) faqat 22% ekanligini isbotlang.[16] Shakya va boshqalar.Jarrohlik niqoblarining PFE (0,1 mkm lateks zarralari yordamida) taxminan 60-80% ga kamaydi.[19] Xuddi shu o'lchamdagi lateks to'plardan foydalangan holda, Lu va boshqalarning jarrohlik niqobi o'rtacha PFE natijasini 80,2% ni tashkil qildi.[20] Taqqoslash uchun, bizning L2 niqobimizning PFE darajasi 94,2 ± 0,6% va L3 niqobining PFE darajasi 94,9 ± 0,3% ni tashkil qiladi.Garchi ushbu PFElar adabiyotda ko'plab PFElardan oshib ketgan bo'lsa-da, shuni ta'kidlashimiz kerakki, avvalgi tadqiqotda deyarli hech qanday sertifikatlash darajasi yo'q va bizning jarrohlik niqoblarimiz 2 va 3 darajali sertifikatlarga ega.
2-rasmdagi nomzod niqob materiallari tahlil qilinganidek, boshqa oltita materialda ularning niqobga mosligini aniqlash va PFE qurilmasining ishlashini ko'rsatish uchun uchta sinov o'tkazildi.3-rasmda barcha sinovdan o'tgan materiallarning PFE qiymatlari ko'rsatilgan va ularni sertifikatlangan L3 va N95 niqob materiallarini baholash natijasida olingan PFE qiymatlari bilan taqqoslanadi.Ushbu ish uchun tanlangan 11 ta niqob/nomzod niqobi materiallaridan, boshqa tadqiqotlar [8, 9, 15] va sanoat identifikatorlari bilan mos keladigan ≈10% dan 100% gacha bo'lgan PFE ishlashining keng doirasini aniq ko'rish mumkin. PFE va PFE o'rtasida aniq munosabatlar yo'q.Masalan, o'xshash tarkibga ega bo'lgan materiallar (ikkita 100% paxta namunasi va paxta muslin) juda boshqacha PFE qiymatlarini ko'rsatadi (mos ravishda 14%, 54% va 13%).Lekin unumdorligi past (masalan, 100% paxta A; PFE ≈ 14%), oʻrtacha unumdorlik (masalan, 70%/30% paxta/polyester aralashmasi; PFE ≈ 49%) va yuqori unumdorlik (masalan, sviter Mato; PFE ≈ 78%) Ushbu ishda tasvirlangan PFE uskunasi yordamida matoni aniq aniqlash mumkin.Ayniqsa, kozok matolari va paxta matolari juda yaxshi ishladi, PFElar 70% dan 80% gacha.Bunday yuqori samarali materiallar yuqori filtrlash ko'rsatkichlariga hissa qo'shadigan xususiyatlarni tushunish uchun batafsilroq aniqlanishi va tahlil qilinishi mumkin.Shunga qaramay, shuni eslatib o'tmoqchimizki, shunga o'xshash sanoat tavsifiga ega bo'lgan materiallarning PFE natijalari (ya'ni paxta materiallari) juda farq qiladi, bu ma'lumotlar mato niqoblari uchun qaysi materiallar keng qo'llanilishini ko'rsatmaydi va biz xususiyatlar haqida xulosa qilmoqchi emasmiz - moddiy toifalar.Ishlash munosabati.Biz kalibrlashni namoyish qilish uchun aniq misollar keltiramiz, o'lchov mumkin bo'lgan filtrlash samaradorligining butun diapazonini qamrab olishini ko'rsatamiz va o'lchov xatosi hajmini beramiz.
Biz ushbu PFE natijalarini uskunamizning o'lchash imkoniyatlarining keng doirasiga ega ekanligini, past xatolikka ega ekanligini va adabiyotda olingan ma'lumotlar bilan taqqoslash uchun oldik.Masalan, Zangmeister va boshqalar.Bir nechta to'qilgan paxta matolari (masalan, "Paxta 1-11") (har bir dyuym uchun 89 dan 812 gacha iplar) PFE natijalari haqida xabar berilgan.11 ta materialdan 9 tasida "minimal filtrlash samaradorligi" 0% dan 25% gacha;boshqa ikkita materialning PFE taxminan 32% ni tashkil qiladi.[14] Xuddi shunday, Konda va boshqalar.Ikkita paxta matosining PFE ma'lumotlari (80 va 600 TPI; 153 va 152 gm-2) haqida xabar berilgan.PFE mos ravishda 7% dan 36% gacha va 65% dan 85% gacha.Drewnick va boshqalarning tadqiqotida, bir qatlamli paxta matolarida (ya'ni paxta, paxta trikotaj, moleton; 139-265 TPI; 80-140 gm-2) PFE materialining diapazoni taxminan 10% dan 30% gacha.Joo va boshqalarni o'rganishda ularning 100% paxta moddasi PFE 8% (300 nm zarralar) ga ega.Bagheri va boshqalar.0,3 dan 0,5 mkm gacha bo'lgan polistirol lateks zarralari ishlatilgan.Oltita paxta materialining PFE (120-200 TPI; 136-237 gm-2) 0% dan 20% gacha o'lchandi.[18] Shuning uchun, bu materiallarning aksariyati bizning uchta paxta matolarimiz (ya'ni Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A va B) PFE natijalariga yaxshi mos keladi va ularning o'rtacha filtrlash samaradorligi mos ravishda 13%, 14% va.54%.Ushbu natijalar paxta materiallari o'rtasida katta farqlar mavjudligini va yuqori PFEga olib keladigan material xususiyatlarining (ya'ni Konda va boshqalarning 600 TPI paxtasi; bizning paxta B) yaxshi tushunilmaganligini ko'rsatadi.
Ushbu taqqoslashlarni amalga oshirayotganda, biz adabiyotda sinovdan o'tgan materiallarni ushbu tadqiqotda sinovdan o'tgan materiallar bilan bir xil xususiyatlarga ega (ya'ni, material tarkibi, to'quv va trikotaj, TPI, vazn va boshqalar) topish qiyinligini tan olamiz va shuning uchun to'g'ridan-to'g'ri taqqoslab bo'lmaydi.Bundan tashqari, mualliflar tomonidan ishlatiladigan asboblardagi farqlar va standartlashtirishning yo'qligi yaxshi taqqoslashlarni qiyinlashtiradi.Shunga qaramay, oddiy matolarning ishlash / ishlash munosabatlari yaxshi tushunilmaganligi aniq.Ushbu munosabatlarni aniqlash uchun materiallar standartlashtirilgan, moslashuvchan va ishonchli uskunalar (masalan, ushbu ishda tasvirlangan uskunalar) bilan sinovdan o'tkaziladi.
Bir nusxada (0-4%) va uch nusxada tahlil qilingan namunalar o'rtasida umumiy statistik xatolik (0-5%) mavjud bo'lsa-da, bu ishda taklif qilingan uskunalar turli materiallarning PFEni sinash uchun samarali vosita ekanligini isbotladi.Oddiy matolardan sertifikatlangan tibbiy niqoblarga.Shuni ta'kidlash kerakki, 3-rasm uchun sinovdan o'tgan 11 ta material orasida tarqalish xatosi sprop bitta namunaning PFE o'lchovlari orasidagi standart og'ishdan, ya'ni 11 ta materialdan 9 tasining ssd dan oshadi;bu ikki istisno juda yuqori PFE qiymatida (ya'ni L2 va L3 niqoblarida) uchraydi.Rengasamy va boshqalar tomonidan taqdim etilgan natijalarga qaramasdan.Takroriy namunalar orasidagi farq unchalik katta emasligini ko'rsatib (ya'ni, beshta takrorlash <0,29%), [25] ular niqob ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan yuqori ma'lum filtrlash xususiyatlariga ega bo'lgan materiallarni o'rganishdi: materialning o'zi bir xil bo'lishi mumkin va sinov ham bu PFE diapazonining maydoni yanada izchil bo'lishi mumkin.Umuman olganda, bizning uskunamiz yordamida olingan natijalar PFE ma'lumotlari va boshqa tadqiqotchilar tomonidan olingan sertifikatlash standartlariga mos keladi.
PFE niqobning ishlashini o'lchash uchun muhim ko'rsatkich bo'lsa-da, shu nuqtada biz o'quvchilarga kelajakdagi niqob materiallarini har tomonlama tahlil qilishda boshqa omillarni, ya'ni materialning o'tkazuvchanligini (ya'ni bosimning pasayishi yoki differentsial bosim sinovi orqali) hisobga olish kerakligini eslatishimiz kerak. ).ASTM F2100 va F3502da qoidalar mavjud.Qabul qilinadigan nafas o'tkazuvchanligi foydalanuvchining qulayligi va nafas olish paytida niqobning chetidan oqmasligi uchun zarurdir.Ko'pgina keng tarqalgan materiallarning PFE va havo o'tkazuvchanligi odatda teskari proportsional bo'lgani uchun, niqob materialining ishlashini to'liqroq baholash uchun bosimning pasayishi o'lchovi PFE o'lchovi bilan birgalikda bajarilishi kerak.
ASTM F2299 ga muvofiq PFE uskunasini qurish bo'yicha ko'rsatmalar standartlarni doimiy ravishda takomillashtirish, tadqiqot laboratoriyalari o'rtasida solishtirilishi mumkin bo'lgan tadqiqot ma'lumotlarini yaratish va aerozol filtratsiyasini yaxshilash uchun zarur bo'lishini tavsiya qilamiz.Faqat bitta qurilmani (TSI 8130A) belgilaydigan va tadqiqotchilarni kalit qurilmalarni (masalan, TSI tizimlari) sotib olishni cheklaydigan NIOSH (yoki F3502) standartiga tayaning.TSI 8130A kabi standartlashtirilgan tizimlarga tayanish joriy standart sertifikatlash uchun muhim ahamiyatga ega, biroq u tadqiqot taraqqiyotiga zid keladigan niqoblar, respiratorlar va boshqa aerozol filtrlash texnologiyalarini ishlab chiqishni cheklaydi.Shuni ta'kidlash kerakki, NIOSH standarti ushbu uskuna kerak bo'lganda kutilgan og'ir sharoitlarda respiratorlarni sinovdan o'tkazish usuli sifatida ishlab chiqilgan, ammo aksincha, jarrohlik niqoblari ASTM F2100/F2299 usullari bilan sinovdan o'tkaziladi.Jamoa niqoblarining shakli va uslubi ko'proq jarrohlik niqoblariga o'xshaydi, bu ularning N95 kabi mukammal filtrlash samaradorligini anglatmaydi.Agar jarrohlik niqoblari hali ham ASTM F2100/F2299 ga muvofiq baholansa, oddiy matolar ASTM F2100/F2299 ga yaqinroq usul yordamida tahlil qilinishi kerak.Bundan tashqari, ASTM F2299 turli parametrlarda (masalan, filtrlash samaradorligini o'rganishda havo oqimi tezligi va sirt tezligi) qo'shimcha moslashuvchanlikni ta'minlaydi, bu esa uni tadqiqot muhitida taxminiy yuqori standartga aylantirishi mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2021-yil 30-avgust