Коргоо жабдыктары жана материалдары боюнча тажрыйба борбору (CEPEM), 1280 Main St. W., Гамильтон, ОН, Канада
Бул макаланын толук текст версиясын досторуңуз жана кесиптештериңиз менен бөлүшүү үчүн төмөнкү шилтемени колдонуңуз.көбүрөөк билүү.
Коомдук саламаттыкты сактоо агенттиктери жамааттарга COVID-19 сыяктуу аба аркылуу жуккан оорулардын жайылышын азайтуу үчүн беткаптарды колдонууну сунуштайт.Маска жогорку эффективдүү фильтр катары иштегенде, вирустун таралышы азаят, андыктан масканын бөлүкчөлөрдү чыпкалоо натыйжалуулугун (PFE) баалоо маанилүү.Бирок, ачкыч PFE системасын сатып алуу же аккредиттелген лабораторияны жалдоо менен байланышкан жогорку чыгымдар жана узак мөөнөттөр чыпкалоочу материалдарды сынап көрүүгө тоскоол болот.“Ыңгайлаштырылган” PFE тест системасына муктаждык бар экени анык;бирок, (медициналык) маскалардын PFE сынагынан өтүүнү белгилеген ар кандай стандарттар (мисалы, ASTM International, NIOSH) алардын протоколдорунун жана көрсөтмөлөрүнүн айкындыгы жагынан абдан айырмаланат.Бул жерде "ички" PFE системасын иштеп чыгуу жана медициналык маскалардын учурдагы стандарттарынын контекстинде маскаларды сыноо ыкмасы сүрөттөлөт.ASTM эл аралык стандарттарына ылайык, система латекс шарларын (0,1 мкм номиналдык өлчөмү) аэрозолдорду колдонот жана масканын материалынын жогору жана төмөн жагындагы бөлүкчөлөрдүн концентрациясын өлчөө үчүн лазердик бөлүкчөлөрдүн анализаторун колдонот.Ар кандай жалпы кездемелерде жана медициналык маскаларда PFE өлчөөлөрүн аткарыңыз.Бул иште сүрөттөлгөн ыкма PFE тестирлөөнүн учурдагы стандарттарына жооп берет, ошол эле учурда өзгөрүп жаткан муктаждыктарга жана чыпкалоо шарттарына көнүү үчүн ийкемдүүлүктү камсыз кылат.
Коомдук саламаттыкты сактоо органдары COVID-19 жана башка тамчылар жана аэрозолдор аркылуу жуккан оорулардын жайылышын чектөө үчүн жалпы калкка беткап кийүүнү сунуштайт.[1] Беткап кийүү талабы жугууну азайтууда натыйжалуу жана [2] сыналбаган жамааттык маскалар пайдалуу чыпкалоону камсыздай турганын көрсөтүп турат.Чындыгында, моделдөөчү изилдөөлөр көрсөткөндөй, COVID-19 жугушунун кыскарышы масканын эффективдүүлүгүнүн жана кабыл алуу көрсөткүчүнүн биргелешкен продуктусуна дээрлик пропорционалдуу жана бул жана башка калкка негизделген чаралар ооруканага жаткырууларды жана өлүмдөрдү азайтууда синергетикалык таасирге ээ.[3]
Медициналык жана башка фронттогу кызматкерлер талап кылган сертификацияланган медициналык беткаптардын жана респираторлордун саны кескин көбөйүп, учурдагы өндүрүшкө жана жеткирүү чынжырларына кыйынчылыктарды жаратып, жаңы өндүрүүчүлөрдүн жаңы материалдарды тез сынап, сертификациялоосуна алып келди.ASTM International жана Улуттук Эмгекти коргоо жана саламаттыкты сактоо институту (NIOSH) сыяктуу уюмдар медициналык маскаларды сыноонун стандартташтырылган ыкмаларын иштеп чыгышты;бирок, бул ыкмалардын майда-чүйдөсүнө чейин ар түрдүү жана ар бир уюм өзүнүн аткаруу стандарттарын белгилейт.
Бөлчөктөрдү чыпкалоо эффективдүүлүгү (PFE) масканын эң маанилүү мүнөздөмөсү болуп саналат, анткени ал аэрозолдор сыяктуу майда бөлүкчөлөрдү чыпкалоо жөндөмүнө байланыштуу.Медициналык маскалар ASTM International же NIOSH сыяктуу жөнгө салуучу агенттиктер тарабынан тастыкталуу үчүн PFEнин белгилүү максаттарына[4-6] жооп бериши керек.Хирургиялык маскалар ASTM тарабынан, ал эми N95 респираторлору NIOSH тарабынан тастыкталган, бирок эки маска тең PFE кесүү маанилеринен өтүшү керек.Мисалы, N95 маскалары орточо диаметри 0,075 мкм болгон туз бөлүкчөлөрүнөн турган аэрозолдор үчүн 95% фильтрацияга жетиши керек, ал эми ASTM 2100 L3 хирургиялык маскалары орточо диаметри 0,1 мкм фильтр менен латекс шарларынан турган аэрозолдор үчүн 98% фильтрацияга жетиши керек. .
Биринчи эки вариант кымбат (бир сыноо үлгүсү үчүн> $ 1,000, көрсөтүлгөн жабдуулар үчүн> $ 150,000 деп болжолдонууда) жана COVID-19 пандемиясынын учурунда жеткирүүнүн узак мөөнөтүнөн жана жеткирүү маселелеринен улам кечигүүлөр болот.PFE тестирлөөнүн кымбаттыгы жана чектелген жеткиликтүүлүк укуктары - стандартташтырылган натыйжалуулукту баалоо боюнча ырааттуу жетекчиликтин жоктугу менен айкалышып, изилдөөчүлөрдү көбүнчө сертификатталган медициналык маскалар үчүн бир же бир нече стандарттарга негизделген ар кандай ыңгайлаштырылган тестирлөө системаларын колдонууга алып келди.
Учурдагы адабияттарда табылган атайын маска материалын сыноочу жабдуулар, адатта, жогоруда айтылган NIOSH же ASTM F2100/F2299 стандарттарына окшош.Бирок, изилдөөчүлөр өздөрүнүн каалоосуна жараша дизайнды же операциялык параметрлерди тандоо же өзгөртүү мүмкүнчүлүгүнө ээ.Мисалы, үлгү бетинин ылдамдыгынын, абанын/аэрозолдун агымынын ылдамдыгынын, үлгүнүн өлчөмүнүн (аянты) жана аэрозоль бөлүкчөлөрүнүн курамындагы өзгөрүүлөр колдонулган.Көптөгөн акыркы изилдөөлөр маска материалдарын баалоо үчүн ылайыкташтырылган жабдууларды колдонушкан.Бул жабдуулар натрий хлоридинин аэрозолдорун колдонушат жана NIOSH стандарттарына жакын.Мисалы, Рогак жана башкалар.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) жана Joo et al.(2021) Бардык курулган жабдуулар натрий хлоридинин аэрозолдорун (ар кандай өлчөмдөгү) чыгарат, ал электр заряды менен нейтралдаштырылган, чыпкаланган аба менен суюлтулган жана материал үлгүсүнө жөнөтүлөт, мында оптикалык бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн өлчөөчү, конденсацияланган бөлүкчөлөр ар кандай Комбинацияланган бөлүкчөлөрдүн концентрациясын өлчөөчү [9, 14-16] Konda et al.(2020) жана Hao et al.(2020) Окшош түзүлүш курулган, бирок зарядды нейтрализатор камтылган эмес.[8, 17] Бул изилдөөлөрдө, үлгүдөгү аба ылдамдыгы 1 жана 90 L мин-1 (кээде агымы / ылдамдыгы таасирин аныктоо үчүн) ортосунда өзгөргөн;бирок беттик ылдамдыгы 5,3 жана 25 см с-1 ортосунда болгон.Үлгү өлчөмү ≈3,4 жана 59 см2 ортосунда өзгөрөт.
Тескерисинче, ASTM F2100/F2299 стандартына жакын латекс аэрозолду колдонгон жабдуулар аркылуу масканын материалдарын баалоо боюнча изилдөөлөр аз.Мисалы, Багери жана башкалар.(2021), Shakya et al.(2016) жана Lu et al.(2020) Полистирол латекс аэрозолду өндүрүү үчүн түзүлүш курулган, ал суюлтулган жана материалдык үлгүлөргө жөнөтүлгөн, мында бөлүкчөлөрдүн концентрациясын өлчөө үчүн ар кандай бөлүкчөлөрдүн анализаторлору же сканерлөөчү мобилдүүлүк бөлүкчөлөрүнүн өлчөмдөрү колдонулган.[18-20] Жана Lu et al.Алардын аэрозолдук генераторунун ылдый жагында зарядды нейтрализатор колдонулган, ал эми калган эки изилдөөнүн авторлору колдонгон эмес.Үлгүдөгү аба агымынын ылдамдыгы да бир аз өзгөрдү, бирок F2299 стандартынын чегинде - ≈7,3тен 19 L мин-1ге чейин.Багери жана башкалар изилдеген аба бетинин ылдамдыгы.тиешелүүлүгүнө жараша 2 жана 10 см с–1 (стандарттык диапазондо) болуп саналат.Жана Лу жана башкалар, Шакья жана башкалар.[18-20] Мындан тышкары, автор жана Шакья ж.б.ар кандай өлчөмдөгү (б.а. жалпысынан 20 нмден 2500 нмге чейин) сыналган латекс шарлары.Жана Лу жана башкалар.Жок дегенде кээ бир сыноолорунда алар белгиленген 100 нм (0,1 микрон) бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн колдонушат.
Бул иште биз мүмкүн болушунча учурдагы ASTM F2100/F2299 стандарттарына туура келген PFE түзмөгүн түзүүдө туш болгон кыйынчылыктарды сүрөттөп беребиз.Негизги популярдуу стандарттардын арасында (б.а. NIOSH жана ASTM F2100/F2299), ASTM стандарты медициналык эмес маскалардагы PFEге таасир этиши мүмкүн болгон чыпкалоо ишин изилдөө үчүн параметрлерде (мисалы, абанын агымынын ылдамдыгында) көбүрөөк ийкемдүүлүктү камсыз кылат.Бирок, биз көрсөткөндөй, бул ийкемдүүлүк мындай жабдууларды долбоорлоодо кошумча татаалдыкты камсыз кылат.
Химиялык заттар Sigma-Oldrich компаниясынан сатылып алынган жана ошол бойдон колдонулган.Стирол мономери (≥99%) терт-бутилкатехолду жок кылуу үчүн иштелип чыккан глиноземдин ингибиторун тазалоочу айнек колонка аркылуу тазаланат.Деионизацияланган суу (≈0,037 μS см–1) Sartorius Arium суу тазалоо тутумунан келет.
Номиналдуу салмагы 147 гм-2 болгон 100% пахтадан жасалган жөнөкөй токуу (Muslin CT) Veratex Lining Ltd., QC, ал эми бамбук/спандекс аралашмасы D. Zinman Textiles, QC.Башка талапкер маска материалдары жергиликтүү кездеме сатуучулардан (Fabricland) келет.Бул материалдарга эки түрдүү 100% пахтадан токулган кездемелер (ар кандай басуулар менен), бир пахта/спандекстен токулган кездемелер, эки пахта/полиэстер трикотаж кездемелери (бир "универсалдуу" жана бир "свитер кездеме") жана токулган эмес пахта/полипропилен аралашмасы кирет. пахтадан жасалган материал.1-таблицада кездеменин белгилүү касиеттеринин корутундусу көрсөтүлгөн.Жаңы жабдууларды баалоо үчүн жергиликтүү ооруканалардан сертификатталган медициналык маскалар, анын ичинде ASTM 2100 2-деңгээл (L2) жана 3-деңгээл (L3; Halyard) сертификацияланган медициналык маскалар жана N95 респираторлор (3M) алынды.
Ар бир материалдан болжол менен 85 мм диаметрдеги тегерек үлгү кесилген;материалга мындан ары эч кандай өзгөртүүлөр киргизилген эмес (мисалы, жуу).Текшерүү үчүн PFE аппаратынын үлгү кармагычына кездеме илмектерин кысып коюңуз.Абанын агымы менен байланышта болгон үлгүнүн чыныгы диаметри 73 мм, ал эми калган материалдар үлгүнү бекем бекитүү үчүн колдонулат.Чогулган маска үчүн бетке тийген тарап берилген материалдын аэрозолунан алыс жайгашкан.
Эмульсиялык полимерлөө жолу менен монодисперстүү аниондуу полистирол латекс шарларынын синтези.Мурунку изилдөөдө сүрөттөлгөн процедурага ылайык, реакция мономердик ачкачылыктын жарым партия режиминде жүргүзүлгөн.[21, 22] 250 мл үч моюндуу тегерек түбү бар колбага деионизацияланган сууну (160 мл) кошуп, аны аралаштырып турган май ваннасына салыңыз.Андан кийин колба азот менен тазаланды жана ингибитору жок стирол мономери (2,1 мл) тазаланган, аралаштырылган колбага кошулду.70 °C температурада 10 мүнөттөн кийин деионизацияланган сууда (8 мл) эриген натрий лаурилсульфатын (0,235 г) кошуңуз.Дагы 5 мүнөттөн кийин деионизацияланган сууда (2 мл) эриген калий персульфаты (0,5 г) кошулду.Кийинки 5 сааттын ичинде колбага 66 мкл мин-1 ылдамдыгы менен кошумча ингибитору жок стиролду (20 мл) акырындык менен киргизүү үчүн шприц насосун колдонуңуз.Стиролдун инфузиясы аяктагандан кийин реакция дагы 17 саатка созулду.Андан кийин колба ачылып, полимеризация аякташ үчүн муздатылган.Синтезделген полистирол латекс эмульсиясы беш күн бою SnakeSkin диализ түтүкчөсүндө (3500 Да молекулярдык салмактын чеги) деионизацияланган сууга каршы диализден өткөрүлдү жана деионизацияланган суу күн сайын алмаштырылды.Эмульсияны диализ түтүкчөсүнөн чыгарып, аны колдонгонго чейин 4°C муздаткычта сактаңыз.
Динамикалык жарык чачыратуу (DLS) Brookhaven 90Plus анализатору менен аткарылган, лазердин толкун узундугу 659 нм, детектордун бурчу 90° болгон.Маалыматтарды талдоо үчүн орнотулган бөлүкчөлөрдүн чечим программасын (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) колдонуңуз.Латекс суспензиясы бөлүкчөлөрүнүн саны секундасына болжол менен 500 миң санга (kcps) жеткенге чейин деионизацияланган суу менен суюлтулган.Бөлүкчөлөрдүн өлчөмү 125 ± 3 нм деп аныкталган, ал эми полидисперстик 0,289 ± 0,006 болгон.
Фазалык анализдин жарык чачуу режиминде zeta потенциалынын өлчөнгөн маанисин алуу үчүн ZetaPlus zeta потенциалдык анализатору (Brookhaven Instruments Corp.) колдонулган.Үлгү 5 × 10-3 м NaCl эритмесине латекстин аликвотун кошуу жана болжол менен 500 kcps бөлүкчөлөрдүн санын алуу үчүн латекс суспензиясын кайра суюлтуу жолу менен даярдалды.Беш кайталанган өлчөө (ар бири 30 чуркоодон турат) аткарылды, натыйжада -55,1 ± 2,8 mV zeta потенциалдык мааниси пайда болду, мында ката беш кайталоонун орточо маанисинин стандарттык четтөөсүн билдирет.Бул өлчөөлөр бөлүкчөлөр терс заряддуу жана туруктуу суспензияны түзөрүн көрсөтүп турат.DLS жана zeta потенциалдуу маалыматтар S2 жана S3 колдоочу маалымат таблицаларында тапса болот.
Биз жабдууларды ASTM эл аралык стандарттарына ылайык курдук, төмөндө сүрөттөлгөн жана 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Бир реактивдүү Blaustein атомизациялоо модулу (BLAM; CHTech) аэрозоль генератору латекс шарлары бар аэрозолдорду өндүрүү үчүн колдонулат.Фильтрленген аба агымы (GE Healthcare Whatman 0,3 мкм HEPA-CAP жана 0,2 мкм POLYCAP TF чыпкалары аркылуу алынган) 20 psi (6,9 кПа) басымда аэрозоль генераторуна кирип, 5 мг L-1дин бир бөлүгүн атомизациялайт. суспензия Суюктук шприц насосу (KD Scientific Model 100) аркылуу жабдуунун латекс шарына куюлат.Аэрозолдук нымдуу бөлүкчөлөр аэрозоль генераторунан чыккан аба агымын түтүктүү жылуулук алмаштыргыч аркылуу өткөрүү менен кургатылат.Жылуулук алмаштыргыч 5/8 "дат баспас болоттон жасалган түтүктөн, 8 фут узундуктагы жылытуу катушкасынан турат.Чыгуусу 216 Вт (BriskHeat).Анын жөнгө салынуучу терүү ылайык, жылыткыч чыгаруу аппараттын максималдуу маанисинин 40% (≈86 W) белгиленген;бул сырткы дубалдын орточо температурасы 112 °C (стандарттык четтөө ≈1 °C) түзөт, ал бетке орнотулган термопара (Тейлор АКШ) өлчөө менен аныкталат.Кошумча маалыматтагы S4-сүрөт жылыткычтын иштешин жалпылайт.
Кургатылган атомизацияланган бөлүкчөлөр андан кийин 28,3 L мин-1 (башкача айтканда, мүнөтүнө 1 куб фут) жалпы аба агымынын ылдамдыгына жетүү үчүн чыпкаланган абанын чоңураак көлөмү менен аралаштырылат.Бул маани системанын ылдый жагындагы лазердик бөлүкчөлөрдүн анализаторунун приборунун агымынын так ылдамдыгы болгондуктан тандалды.Латекс бөлүкчөлөрүн ташыган аба агымы эки бирдей тик камеранын бирине жөнөтүлөт (б.а. жылмакай дубалдуу дат баспас болоттон жасалган түтүктөр): маска материалы жок "башкаруу" камерасы же тегерек кесилген "үлгү" камерасы үчүн ажыратуу Үлгү кармоочу кездемеден тышкары киргизилет.Эки камеранын ички диаметри 73 мм, бул үлгү кармоочунун ички диаметрине дал келет.Үлгү кармоочу тиштүү шакекчелерди жана оймо болтторду масканын материалын бекем жабуу үчүн колдонот, андан кийин алынуучу кронштейнди үлгү камерасынын боштугуна киргизип, аны резина прокладкалар жана кычкычтар менен аппаратка бекем бекитет (S2 сүрөтү, колдоо маалыматы).
аба агымы менен байланышта кездеме үлгүсүнүн диаметри 73 мм (аянты = 41,9 см2);сыноо учурунда үлгү камерасында пломбаланат."Көзөмөлдөө" же "үлгү" камерасынан чыккан аба агымы латекс бөлүкчөлөрүнүн санын жана концентрациясын өлчөө үчүн лазердик бөлүкчөлөрдүн анализаторуна (бөлүкчөлөрдү өлчөө системасы LASAIR III 110) өткөрүлүп берилет.Бөлүкчөлөрдүн анализатору бөлүкчөлөрдүн концентрациясынын төмөнкү жана жогорку чектерин, тиешелүүлүгүнө жараша бир куб фут үчүн 2 × 10-4 жана ≈34 бөлүкчөлөрдү (куб фут үчүн 7 жана ≈950 000 бөлүкчө) көрсөтөт.Латекс бөлүкчөлөрүнүн концентрациясын өлчөө үчүн бөлүкчөлөрдүн концентрациясы аэрозолдогу синглет латекс бөлүкчөлөрүнүн болжолдуу өлчөмүнө туура келген төмөнкү чеги жана 0,10–0,15 мкм жогорку чеги бар "кутуда" билдирилет.Бирок, башка урналардын өлчөмдөрүн колдонсо болот жана бир эле учурда бир нече урналарды баалоого болот, бөлүкчөлөрдүн максималдуу өлчөмү 5 мкм.
Жабдууга ошондой эле камераны жана бөлүкчөлөрдүн анализаторун таза чыпкаланган аба менен жууш үчүн жабдуулар, ошондой эле керектүү клапандар жана аспаптар кирет (1-сүрөт).Толук түтүктөр жана приборлор диаграммалары S1-сүрөттө жана кошумча маалыматтын S1-таблицаларында көрсөтүлгөн.
Эксперимент учурунда латекс суспензиясы аэрозоль генераторуна ≈60 дан 100 мкл мин-1 агымынын ылдамдыгында бөлүкчөлөрдүн туруктуу чыгышын, болжол менен куб сантиметрге 14-25 бөлүкчө (куб сантиметрге 400 000) 700 киргизүү үчүн сайылган. 000 бөлүкчөлөр).Бут) 0,10–0,15 мкм өлчөмүндөгү урнага.Бул агымдын ылдамдыгы диапазону аэрозоль генераторунун ылдый жагында латекс бөлүкчөлөрүнүн концентрациясынын байкалган өзгөрүшүнө байланыштуу талап кылынат, бул аэрозолдук генератордун суюк кармагычы тарабынан кармалган латекс суспензиясынын өлчөмүндөгү өзгөрүүлөргө байланыштуу болушу мүмкүн.
Берилген кездеме үлгүсүндөгү PFE өлчөө үчүн, латекс бөлүкчөлөрүнүн аэрозолдору адегенде башкаруу бөлмөсү аркылуу өткөрүлүп, андан кийин бөлүкчөлөрдүн анализаторуна багытталат.Ар бири бир мүнөткө созулган үч бөлүкчөнүн концентрациясын тынымсыз өлчөө.Бөлүкчөлөрдүн анализатору талдоо учурунда бөлүкчөлөрдүн убакыттын орточо концентрациясын, башкача айтканда үлгүнүн бир мүнөтүндөгү (28,3 л) бөлүкчөлөрдүн орточо концентрациясын билдирет.Туруктуу бөлүкчөлөрдүн санын жана газдын агымынын ылдамдыгын аныктоо үчүн бул базалык өлчөөлөрдү алгандан кийин, аэрозоль үлгү камерасына өткөрүлөт.Система тең салмактуулукка жеткенден кийин (көбүнчө 60-90 секунда), дагы бир мүнөттүк ырааттуу үч өлчөө тездик менен жүргүзүлөт.Бул үлгүдөгү өлчөөлөр кездеме үлгүсүнөн өткөн бөлүкчөлөрдүн концентрациясын билдирет.Кийинчерээк, аэрозолдун агымын кайра башкаруу бөлмөсүнө бөлүү жолу менен, бөлүкчөлөрдүн концентрациясын башка үч өлчөө контролдоо бөлмөсүнөн жогорку агымдагы бөлүкчөлөрдүн концентрациясынын бардык үлгүлөрдү баалоо процессинде олуттуу өзгөрбөгөндүгүн текшерүү үчүн алынган.Эки камеранын конструкциясы бирдей болгондуктан — үлгү камерасы үлгү кармоочуну жайгаштыра алгандан башкасы — камерадагы агымдын шарттарын бирдей кароого болот, ошондуктан башкаруу камерасынан жана үлгү камерасынан чыккан газдагы бөлүкчөлөрдүн концентрациясы салыштырууга болот.
Бөлүкчөлөрдүн анализаторунун аспаптын иштөө мөөнөтүн сактап калуу жана ар бир сыноонун ортосунда системадагы аэрозоль бөлүкчөлөрүн алып салуу үчүн, ар бир өлчөөдөн кийин бөлүкчөлөр анализаторун тазалоо үчүн HEPA чыпкаланган аба агымын колдонуңуз жана үлгүлөрдү алмаштыруудан мурун үлгү камерасын тазалаңыз.Сураныч, PFE түзмөгүндөгү абаны тазалоо системасынын схемалык диаграммасын колдоо маалыматындагы S1 сүрөтүн караңыз.
Бул эсептөө бир материалдын үлгүсү үчүн бир "кайталануучу" PFE өлчөөсүн билдирет жана ASTM F2299 (Теңдеме (2)) PFE эсептөөсүнө барабар.
§2.1де көрсөтүлгөн материалдар 2.3-пунктта сүрөттөлгөн PFE жабдыгын колдонуу менен латекс аэрозолдору менен алардын маска материалдары катары ылайыктуулугун аныктоо үчүн сынга алынды.2-сүрөттө бөлүкчөлөрдүн концентрациясынын анализаторунан алынган көрсөткүчтөр көрсөтүлгөн, ал эми свитер кездемелеринин жана батинг материалдарынын PFE маанилери бир эле учурда өлчөнөт.Жалпысынан эки материал жана алты кайталоо үчүн үч үлгү анализи жасалды.Албетте, үч окуунун топтомундагы биринчи окуу (ачык түс менен көлөкө) адатта башка эки окуудан айырмаланат.Мисалы, биринчи окуу 2-сүрөттөгү 12-15 үч эселенген башка эки көрсөткүчтүн орточо көрсөткүчүнөн 5% ашык айырмаланат.Бул байкоо бөлүкчөлөрдүн анализатору аркылуу агып жаткан аэрозолду камтыган абанын тең салмактуулугуна байланыштуу.Материалдар жана методдордо талкуулангандай, тең салмактуулуктун көрсөткүчтөрү (экинчи жана үчүнчү контролдук жана үлгүдөгү окуулар) тиешелүүлүгүнө жараша 2-сүрөттө кочкул көк жана кызыл түстөгү PFEди эсептөө үчүн колдонулган.Жалпысынан үч репликациянын орточо PFE мааниси свитер кездемелери үчүн 78% ± 2% жана кебезден жасалган материал үчүн 74% ± 2% түзөт.
Системанын натыйжалуулугун баалоо үчүн ASTM 2100 тастыкталган медициналык маскалар (L2, L3) жана NIOSH респираторлору (N95) да бааланган.ASTM F2100 стандарты 2-деңгээлдеги жана 3-деңгээл маскаларынын 0,1 мкм бөлүкчөлөрүнүн субмикрондук бөлүкчөлөрдү чыпкалоо натыйжалуулугун тиешелүүлүгүнө жараша ≥ 95% жана ≥ 98% деп белгилейт.[5] Ошо сыяктуу эле, NIOSH тарабынан тастыкталган N95 респираторлору орточо диаметри 0,075 мкм болгон атомизацияланган NaCl нанобөлүкчөлөрү үчүн ≥95% чыпкалоо натыйжалуулугун көрсөтүшү керек.[24] Rengasamy et al.Кабарларга караганда, окшош N95 маскалары PFE маанисин 99,84%–99,98% көрсөтөт, [25] Zangmeister et al.Кабарларга караганда, алардын N95 минималдуу чыпкалоо эффективдүүлүгүн 99,9% дан ашат, [14], ал эми Joo et al.Маалыматтарга ылайык, 3M N95 маскалары 99% PFE (300 нм бөлүкчөлөр) өндүргөн [16] жана Hao et al.Билдирилген N95 PFE (300 нм бөлүкчөлөр) 94,4% түзөт.[17] Шакья жана башкалар талашкан эки N95 маскасы үчүн.0,1 мкм латекс шарлары менен PFE болжол менен 80% дан 100% га чейин төмөндөдү.[19] Lu et al.N95 маскаларын баалоо үчүн бирдей өлчөмдөгү латекс шарларын колдонуу менен орточо PFE 93,8% түзөт.[20] Бул иште сүрөттөлгөн жабдууларды колдонуу менен алынган натыйжалар N95 маскасынын PFE 99,2 ± 0,1% экенин көрсөтүп турат, бул мурунку изилдөөлөрдүн көбү менен жакшы шайкеш келет.
Хирургиялык маскалар дагы бир нече изилдөөлөрдө сыналган.Хао жана башкалар хирургиялык маскалар.73,4% бир PFE (300 нм бөлүкчөлөр) көрсөттү, [17] Drewnick et al сынаган үч хирургиялык маскалар, ал эми.Өндүрүлгөн PFE болжол менен 60% дан дээрлик 100% га чейин.[15] (Акыркы маска тастыкталган үлгү болушу мүмкүн.) Бирок, Zangmeister et al.Маалыматтарга ылайык, эки хирургиялык масканын фильтрациялоонун минималдуу эффективдүүлүгү 30%дан бир аз жогору, [14] бул изилдөөдө сыналган хирургиялык маскалардан бир топ төмөн.Ошо сыяктуу эле, "көк хирургиялык маска" Joo et al.PFE (300 нм бөлүкчөлөр) болгону 22% экенин далилдегиле.[16] Shakya et al.хирургиялык маскалардын PFE (0,1 микрон латекс бөлүкчөлөрүн колдонуу) болжол менен 60-80% га төмөндөгөндүгүн билдирди.[19] Ошол эле өлчөмдөгү латекс шарларын колдонуп, Лу жана башкалар хирургиялык маскасы орточо PFE натыйжасын 80,2% түздү.[20] Салыштыруу үчүн, биздин L2 масканын PFE 94,2 ± 0,6%, ал эми L3 маскасынын PFE 94,9 ± 0,3% түзөт.Бул PFEлер адабияттардагы көптөгөн PFEлерден ашып түшсө да, биз белгилешибиз керек, мурунку изилдөөдө айтылган дээрлик эч кандай сертификация деңгээли жок жана биздин хирургиялык маскалар 2-деңгээл жана 3-деңгээлдеги сертификатка ээ.
2-сүрөттөгү талапкер масканын материалдары талдоого алынгандай эле, башка алты материалда алардын маскага ылайыктуулугун аныктоо жана PFE аппаратынын иштешин көрсөтүү үчүн үч сыноо жүргүзүлдү.3-сүрөттө бардык текшерилген материалдардын PFE баалуулуктары көрсөтүлгөн жана аларды L3 жана N95 сертификатталган маска материалдарын баалоо аркылуу алынган PFE баалуулуктары менен салыштырган.Бул иш үчүн тандалган 11 масканын/талапкер маскасынын материалдарынын ичинен PFEнин иштөөсүнүн кеңири диапазону ≈10%дан 100%га чейин, башка изилдөөлөргө [8, 9, 15] жана тармактын дескрипторлоруна шайкеш келет. PFE менен PFE ортосунда так мамиле жок.Мисалы, окшош курамы бар материалдар (эки 100% пахта үлгүлөрү жана пахта муслин) өтө ар түрдүү PFE маанилерин көрсөтүшөт (тиешелүүлүгүнө жараша 14%, 54% жана 13%).Бирок төмөнкү өндүрүмдүүлүк (мисалы, 100% пахта A; PFE ≈ 14%), орточо өндүрүмдүүлүк (мисалы, 70%/30% пахта/полиэстер аралашмасы; PFE ≈ 49%) жана жогорку өндүрүмдүүлүк (мисалы, свитер Кездеме; PFE ≈ 78%) кездемени бул иште сүрөттөлгөн PFE жабдыгы аркылуу так аныктоого болот.Айрыкча, свитер кездемелери жана кебезден жасалган материалдар абдан жакшы аткарылды, PFEs 70% дан 80% га чейин.Мындай жогорку натыйжалуу материалдарды аныктоо жана алардын жогорку чыпкалоо натыйжалуулугун өбөлгө мүнөздөмөлөрүн түшүнүү үчүн кененирээк талдоо болот.Бирок, ушул сыяктуу тармактык мүнөздөмөлөрү бар материалдардын (б.а. пахта материалдары) PFE натыйжалары өтө ар түрдүү болгондуктан, бул маалыматтар кездеме маскалары үчүн кайсы материалдар кеңири пайдалуу экенин көрсөтпөй турганын эскертип кеткибиз келет материалдык категориялар.Аткаруу мамилеси.Биз калибрлөө көрсөтүү үчүн конкреттүү мисалдарды келтиребиз, өлчөө мүмкүн болгон чыпкалоо эффективдүүлүгүнүн бардык диапазонун камтыганын көрсөтөбүз жана өлчөө катасынын өлчөмүн беребиз.
Биз бул PFE натыйжаларын биздин жабдуулардын өлчөө мүмкүнчүлүктөрүнүн кеңири диапазону, катасы аз жана адабияттан алынган маалыматтар менен салыштыруу үчүн алдык.Мисалы, Зангмайстер жана башкалар.Бир нече токулган пахта кездемелеринин (мисалы, “Көк 1-11”) (бир дюймуна 89дан 812 жипке чейин) PFE натыйжалары билдирилди.11 материалдын 9унда “фильтрациянын минималдуу эффективдүүлүгү” 0% дан 25% га чейин;башка эки материалдын PFE болжол менен 32% түзөт.[14] Ошо сыяктуу эле, Konda et al.Эки пахта кездемесинин PFE маалыматтары (80 жана 600 TPI; 153 жана 152 гм-2) билдирилген.PFE тиешелүүлүгүнө жараша 7%дан 36%га чейин жана 65%тен 85%ке чейин.Дрюник ж.б. изилдөөсүндө, бир катмарлуу пахта кездемелеринде (б.а. пахта, пахтадан токулган, молетон; 139–265 TPI; 80–140 гм–2) PFE материалынын диапазону 10% дан 30%ке чейин.Joo жана башкалар изилдөөдө, алардын 100% пахта материалы 8% (300 нм бөлүкчөлөр) PFE бар.Багери жана башкалар.0,3 дан 0,5 мкмге чейинки полистирол латекс бөлүкчөлөрү колдонулат.Алты пахта материалдарынын PFE (120-200 TPI; 136-237 гм-2) 0%дан 20%га чейин ченелген.[18] Ошондуктан, бул материалдардын көбү биздин үч пахта кездемелеринин PFE натыйжалары менен жакшы макулдашат (б.а. Veratex Muslin CT, Fabric Store Cottons A жана B) жана алардын орточо чыпкалоо эффективдүүлүгү тиешелүүлүгүнө жараша 13%, 14% жана.54%.Бул жыйынтыктар пахта материалдарынын ортосунда чоң айырмачылыктар бар экенин жана жогорку PFE (башкача айтканда, Конда ж.б. 600 TPI пахтасы; биздин пахта B) начар түшүнүлгөндүгүн көрсөтүп турат.
Бул салыштырууларды жасоодо, биз бул изилдөөдө сыналган материалдар менен бирдей мүнөздөмөлөргө ээ (б.а. материалдын курамы, токуу жана токуу, TPI, салмагы ж.б.) адабияттарда сыналган материалдарды табуу кыйын экенин моюнга алабыз жана ошондуктан түз салыштырууга болбойт.Мындан тышкары, авторлор колдонгон инструменттердин айырмачылыгы жана стандартташтыруунун жоктугу жакшы салыштырууларды жасоону кыйындатат.Ошого карабастан, кадимки кездемелердин аткаруу/аткаруу мамилеси жакшы түшүнүлбөгөнү анык.Бул мамилелерди аныктоо үчүн материалдар стандартташтырылган, ийкемдүү жана ишенимдүү жабдуулар менен (мисалы, бул иште сүрөттөлгөн жабдуулар) дагы текшерилет.
Бир кайталанма (0-4%) менен үч нускада талданган үлгүлөрдүн ортосунда жалпы статистикалык ката (0-5%) бар болсо да, бул иште сунушталган жабдуулар ар кандай материалдардын ПФЭ тестирлөөнүн натыйжалуу куралы болуп чыкты.Кадимки кездемелерден сертификатталган медициналык маскалар.3-сүрөт үчүн сыналган 11 материалдын ичинен σprop таралуу катасы бир үлгүдөгү PFE өлчөөлөрүнүн ортосундагы стандарттык четтөөдөн, башкача айтканда, 11 материалдын 9унун σsdдан ашканын белгилей кетүү керек;бул эки өзгөчөлүк өтө жогору PFE маанисинде (б.а. L2 жана L3 маскасы) кездешет.Ренгасамы жана башкалар тарабынан берилген натыйжалар да.Кайталануучу үлгүлөрдүн ортосундагы айырма аз экенин көрсөтүп (б.а. беш кайталоо <0,29%), [25] алар атайын маска өндүрүү үчүн иштелип чыккан белгилүү фильтрлөөчү касиеттери бар материалдарды изилдешти: материалдын өзү бир калыпта болушу мүмкүн жана тест дагы Бул PFE диапазонунун аянты көбүрөөк ырааттуу болушу мүмкүн.Жалпысынан, биздин жабдууларды колдонуу менен алынган натыйжалар башка изилдөөчүлөр тарабынан алынган PFE маалыматтарына жана сертификаттоо стандарттарына шайкеш келет.
PFE масканын натыйжалуулугун өлчөө үчүн маанилүү индикатор болсо да, бул учурда биз окурмандарга келечектеги масканын материалдарын комплекстүү талдоодо башка факторлорду, башкача айтканда, материалдын өткөрүмдүүлүгүн (башкача айтканда, басымдын төмөндөшү же дифференциалдык басым тести аркылуу) эске алышы керектигин эскертишибиз керек. ).ASTM F2100 жана F3502 эрежелери бар.Кабыл алына турган дем алуу кийүүчүнүн ыңгайлуулугу жана дем алуу учурунда масканын четинин агып кетишинин алдын алуу үчүн зарыл.Көптөгөн кеңири таралган материалдардын PFE жана аба өткөргүчтүгү адатта тескери пропорционалдуу болгондуктан, масканын материалынын натыйжалуулугун толугураак баалоо үчүн басымдын төмөндөшүн өлчөө PFE өлчөө менен бирге аткарылышы керек.
ASTM F2299 ылайык PFE жабдууларын куруу боюнча көрсөтмөлөрдү стандарттарды үзгүлтүксүз өркүндөтүү, изилдөө лабораториялары ортосунда салыштырууга боло турган изилдөө маалыматтарын түзүү жана аэрозолдук чыпкалоону өркүндөтүү үчүн зарыл деп сунуштайбыз.NIOSH (же F3502) стандартына гана таяныңыз, ал бир түзмөктү (TSI 8130A) аныктайт жана изилдөөчүлөргө ачкычты тапшырган түзмөктөрдү (мисалы, TSI системалары) сатып алууну чектейт.TSI 8130A сыяктуу стандартташтырылган системаларга таянуу учурдагы стандарттык сертификаттоо үчүн маанилүү, бирок ал маскалардын, респираторлордун жана башка аэрозолдук чыпкалоо технологияларынын өнүгүшүн чектейт, алар изилдөөлөрдүн жүрүшүнө каршы келет.Белгилей кетсек, NIOSH стандарты респираторлорду бул жабдуу керек болгондо күтүлгөн катаал шарттарда сыноо ыкмасы катары иштелип чыккан, бирок, тескерисинче, хирургиялык маскалар ASTM F2100/F2299 методдору менен сыналат.Жамааттык маскалардын формасы жана стили хирургиялык маскаларга көбүрөөк окшош, бул алардын N95 сыяктуу фильтрациянын эң сонун натыйжалуулугун билдирбейт.Эгерде хирургиялык маскалар дагы эле ASTM F2100/F2299га ылайык бааланып жатса, жөнөкөй кездемелер ASTM F2100/F2299га жакыныраак ыкманы колдонуу менен талданышы керек.Мындан тышкары, ASTM F2299 ар кандай параметрлерде (мисалы, чыпкалоо эффективдүүлүгүн изилдөөдө абанын агымынын ылдамдыгы жана беттик ылдамдыгы сыяктуу) кошумча ийкемдүүлүккө мүмкүндүк берет, бул аны изилдөө чөйрөсүндө болжолдуу эң жогорку стандартка айландырышы мүмкүн.
Посттун убактысы: 30-август-2021