Сравниваем технологии обеззараживания воздуха в медицинских организациях

Инфекции с аэрозольным механизмом передачи определяют 90 % инфекционной заболеваемости в мире. Только от острых респираторных вирусных инфекций заболеваемость и экономические потери больше, чем от остальных инфекционных заболеваний. Обеззараживание воздуха — профилактическое мероприятие, которое помогает предотвратить распространение инфекционных заболеваний с аэрозольным механизмом передачи (туберкулез, корь, дифтерия, ветряная оспа, краснуха, ОРВИ, включая грипп, и т. п.).

Согласно СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» (далее — СанПиН 2.1.3.2630-10) для снижения обсемененности воздуха до безопасного уровня в медицинских организациях применяются технологии воздействия ультрафиолетовым излучением, аэрозолями дезинфицирующих средств, а в ряде случаев и озоном, используются бактериальные фильтры.

Технология 1. Воздействие ультрафиолетовым излучением

Ультрафиолетовое (УФ) бактерицидное облучение воздушной среды помещений — традиционное и наиболее распространенное санитарно-противоэпидемическое (профилактическое) мероприятие, направленное на снижение количества микроорганизмов в воздухе медицинских организаций и профилактику инфекционных заболеваний.

УФ-лучи являются частью спектра электромагнитных волн оптического диапазона. Они оказывают повреждающее действие на ДНК микроорганизмов, что приводит к гибели микробной клетки в первом или последующих поколениях. Спектральный состав УФ-излучения, вызывающего бактерицидное действие, лежит в интервале длин волн 205–315 нм.

Вирусы и бактерии в вегетативной форме более чувствительны к воздействию УФ-излучения, чем плесневые и дрожжевые грибы, споровые формы бактерий.

Эффективность бактерицидного обеззараживания воздуха помещений с помощью УФ-излучения зависит:

• от видовой принадлежности микроорганизмов, находящихся в воздухе;
• спектрального состава УФ-излучения;
• интенсивности импульса, выдаваемого источником УФ-лучей;
• экспозиции;
• объема обрабатываемого помещения;
• расстояния от источника, угла падения УФ-лучей («не работают» в затененных местах помещения);
• состояния воздушной среды помещения: температуры, влажности, уровня запыленности, скорости потоков воздуха.

3 способа применения УФ-излучения:

прямое облучение проводится в отсутствие людей (перед началом работы, в перерывах между выполнением определенных манипуляций, приема пациентов) с помощью бактерицидных ламп, закрепленных на стенах или потолке либо на специальных штативах, стоящих на полу;

непрямое облучение (отраженными лучами) осуществляется с использованием облучателей, подвешенных на высоте 1,8–2 м от пола с рефлектором, обращенным вверх таким образом, чтобы поток лучей попадал в верхнюю зону помещения; при этом нижняя зона помещения защищена от прямых лучей рефлектором лампы. Воздух, проходящий через верхнюю зону помещения, фактически подвергается прямому облучению;

закрытое облучение применяется в системах вентиляции и автономных рециркуляционных устройствах, допустимо в присутствии людей. Воздух, проходящий через бактерицидные лампы, находящиеся внутри корпуса рециркулятора, подвергается прямому облучению и попадает вновь в помещение уже обеззараженным.

Технические средства
для УФ-обеззараживания

Бактерицидные лампы

В качестве источников УФ-излучения используются разрядные лампы. Физическая основа их функционирования — электрический разряд в парах металлов, при котором в этих лампах генерируется излучение с диапазоном длин волн 205–315 нм (остальная область спектра излучения играет второстепенную роль).

В последние годы для обеззараживания воздуха стали использоваться ксеноновые импульсные лампы.

Ртутные лампы низкого давления конструктивно и по электрическим параметрам практически не отличаются от обычных осветительных люминесцентных ламп, за исключением того, что их колба выполнена из специального кварцевого или увиолевого стекла с высоким коэффициентом пропускания УФ-излучения, на ее внутреннюю поверхность не нанесен слой люминофора.

Основное достоинство ртутных ламп низкого давления состоит в том, что более 60 % излучения приходится на длину волны 254 нм, обеспечивающую наибольшее бактерицидное действие.

Они имеют большой срок службы (5000–10 000 ч) и мгновенную способность к работе после зажигания.

У ртутно-кварцевых ламп высокого давления иное конструктивное решение (их колба выполнена из кварцевого стекла), и поэтому при небольших размерах они имеют большую единичную мощность (100–1000 Вт), что позволяет уменьшить число ламп в помещении.

Однако эти лампы обладают низкой бактерицидной отдачей и малым сроком службы (500–1000 ч). Кроме того, микробоцидный эффект наступает через 5–10 мин. после начала работы.

Существенным недостатком ртутных ламп является опасность загрязнения парами ртути помещений и окружающей среды в случае разрушения и необходимости проведения демеркуризации. Поэтому после истечения сроков службы лампы подлежат централизованной утилизации в условиях, обеспечивающих экологическую безопасность.

В последние годы появилось новое поколение излучателей — ксеноновые короткоимпульсные лампы, обладающие гораздо большей биоцидной активностью. Принцип их действия основан на высокоинтенсивном импульсном облучении воздуха и поверхностей УФ-излучением сплошного спектра.

Преимущество ксеноновых импульсных ламп обусловлено более высокой бактерицидной активностью и меньшим временем экспозиции. Достоинством ксеноновых ламп является также то, что при случайном их разрушении окружающая среда не загрязняется парами ртути.

Основные недостатки этих ламп, сдерживающие их широкое применение, — необходимость использования для их работы высоковольтной, сложной и дорогостоящей аппаратуры, а также ограниченный ресурс излучателя (в среднем 1–1,5 года).

Бактерицидные лампы подразделяются на озонные и безозонные.

У озонных ламп в спектре излучения присутствует спектральная линия с длиной волны 185 нм, которая в результате взаимодействия с молекулами кислорода образует озон в воздушной среде. Высокие концентрации озона могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье людей. Использование этих ламп требует контроля содержания озона в воздушной среде, безупречной работы вентиляционной системы, регулярного тщательного проветривания помещения.

Чтобы исключить возможность генерации озона, разработаны так называемые бактерицидные безозонные лампы. У таких ламп за счет изготовления колбы из специального материала (кварцевое стекло с покрытием) исключается выход излучения линии 185 нм.

Бактерицидные облучатели

Бактерицидный облучатель — это электротехническое устройство, в состав которого входят: бактерицидная лампа, отражатель и другие вспомогательные элементы, а также приспособления для крепления. Бактерицидные облучатели перераспределяют поток излучения, сгенерированного лампой, в окружающее пространство в заданном направлении. Все бактерицидные облучатели подразделяются на две группы — открытые и закрытые.

В открытых облучателях используется прямой бактерицидный поток от ламп и отражателя (или без него), который охватывает определенное пространство вокруг них. Такие облучатели устанавливаются на потолке, стене или в дверных проемах, возможны мобильные (передвижные) варианты облучателей.

Особое место занимают открытые комбинированные облучатели. В этих облучателях за счет поворотного экрана бактерицидный поток от ламп можно направлять как в верхнюю, так и нижнюю зону пространства. Однако эффективность таких устройств значительно ниже из-за изменения длины волны при отражении. При использовании комбинированных облучателей бактерицидный поток от экранированных ламп должен направляться в верхнюю зону помещения таким образом, чтобы исключить выход прямого потока от лампы или отражателя в нижнюю зону.

У закрытых облучателей (рециркуляторов) бактерицидный поток распределяется в ограниченном замкнутом пространстве и не имеет выхода наружу, при этом обеззараживание воздуха осуществляется в процессе его прокачки через вентиляционные отверстия рециркулятора.

Облучатели закрытого типа (рециркуляторы) должны размещаться в помещении на стенах по ходу основных потоков воздуха (в частности, вблизи отопительных приборов) на высоте не менее 2 м от пола. Рециркуляторы на передвижной опоре размещают в центре помещения или также по периметру. Скорость воздушного потока обеспечивается либо естественной конвекцией, либо принудительно с помощью вентилятора.

При использовании бактерицидных ламп в приточно-вытяжной вентиляции их размещают в выходной камере. В помещении предпочтительней установка облучателей вблизи вентиляционных каналов (не под вытяжкой) и окон.

Сравнительная характеристика различных технических средств обеззараживания воздуха представлена в таблице.

Недостатки технологии 1:

• при использовании открытых облучателей требуются средства индивидуальной защиты, запрещается применение в присутствии пациентов;

• эффективность облучения снижается при повышенной влажности, запыленности, низких температурах;

• не удаляются запахи и органические загрязнения;

• ртутные лампы не действуют на плесневые грибы;

• использование озонных ламп требует регулярных замеров озона;

• бактерицидный поток меняется в ходе эксплуатации, необходим его контроль;

• повышенные требования к эксплуатации и утилизации облучателей, которые содержат ртуть;

• высокая стоимость установки и сложное техническое обслуживание импульсных ксеноновых ламп.

Технология 2. Применение бактериальных фильтров

Механические фильтры

Фильтры используют такой способ очистки, при котором загрязненный воздух проходит через волокнистые материалы и осаждается на них.

СанПиН 2.1.3.2630-10 регламентируют необходимость очистки воздуха, подаваемого приточными установками, фильтрами грубой и тонкой очистки.

Подбор фильтров и порядок их использования зависит от того, какая чистота воздуха должна быть обеспечена в том или ином помещении медицинской организации. Так, воздух, подаваемый в помещения чистоты классов А (операционные, реанимационные и т. д.) и Б (послеродовые палаты, палаты для ожоговых больных и т. д.), подвергается очистке и обеззараживанию устройствами, которые обеспечивают эффективность инактивации микроорганизмов на выходе из установки не менее чем на 99 % для класса А и 95 % для класса Б, а также эффективность фильтрации, соответствующей фильтрам высокой эффективности (H11–H14).

К сведению

В операционных, оборудованных вентиляцией с механическими фильтрами, бактериальная обсемененность воздушной среды к концу 2–4-часовой операции не превышает 100 микроорганизмов в 1 м3 воздуха. В операционных с обычной вентиляцией этот показатель в 25–30 раз выше.

Ионные электростатические воздухоочистители

Принцип действия таких воздухоочистителей состоит в том, что частицы загрязнения размером от 0,01 до 100 мкм, проходя через ионизационную камеру, приобретают заряд и осаждаются на противоположно заряженных пластинах.

Фотокаталитические воздухоочистители

При использовании фотокаталитических воздухоочистителей происходит разложение и окисление микроорганизмов и химических веществ на поверхности фотокатализатора под действием ультрафиолетовых лучей.

Недостатки технологии 2:

• не действует на микроорганизмы, размещенные на поверхностях;

• снижает влажность воздуха помещений;

• необходимость регулярного технического обслуживания и своевременной замены фильтрующих элементов.

Технология 3. Воздействие аэрозолями дезинфицирующих средств

Согласно МР 3.5.1.0103-15 «Методические рекомендации по применению метода аэрозольной дезинфекции в медицинских организациях» антимикробное действие аэрозолей основано на двух процессах:

• испарение частиц аэрозоля и конденсация его паров на бактериальном субстрате;
• выпадение неиспарившихся частиц на поверхности и образование бактерицидной пленки.

В зависимости от размеров частиц аэрозолей дезинфицирующих средств различают:

• «сухой» туман — размер частиц 3,5–10 мкм;
• «увлажненный» туман — размер частиц 10–30 мкм;
• «влажный» туман — размер частиц 30–100 мкм.

Преимущества данного метода дезинфекции:

• высокая эффективность при обработке помещений больших объемов, в т. ч. труднодоступных и удаленных мест;
• одновременное обеззараживание воздуха, поверхностей в помещениях, систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
• возможность выбора наиболее адекватного режима применения за счет варьирования режимов работы генератора — дисперсности, длительности циклов обработки, нормы расхода, энергии частиц;
• экономичность (низкая норма расхода и уменьшение трудозатрат);
• экологичность (за счет повышения эффективности дезинфекции аэрозольным методом снижается концентрация действующих веществ и расход средства, тем самым снижается нагрузка на окружающую среду);
• минимизация урона для объектов обработки (снижение концентрации и норм расхода движущей силы сохраняет оборудование от повреждения).

Данная технология обработки воздуха и поверхностей рекомендуется в качестве основного/вспомогательного или альтернативного метода для обеззараживания воздуха и поверхностей при проведении заключительной дезинфекции, генеральных уборок, перед сносом и перепрофилированием медицинских организаций; при различных типах уборки; для обеззараживания систем вентиляции и кондиционирования воздуха при проведении профилактической дезинфекции, дезинфекции по эпидемиологическим показаниям и очаговой заключительной дезинфекции.

Недостатки технологии 3:

• опасность вредного химического воздействия на персонал и пациентов;

• необходимы дополнительные средства индивидуальной защиты;

• длительное проветривание помещений после применения аэрозолей;

• применение только в отсутствие пациентов;

• непригодность для текущей дезинфекции.

Технология 4. Воздействие озоном

Озон — это химическое вещество, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Молекула озона нестабильна. При взаимодействии с другими веществами озон легко теряет атомы кислорода и поэтому озон является одним из наиболее сильных окислителей, намного превосходя двухатомарный кислород воздух (уступает только фтору и нестабильным радикалам). Он окисляет почти все элементы, за исключением золота и платины.

Озон энергично вступает в химические реакции со многими органическими соединениями. Этим объясняется его выраженное бактерицидное действие. Озон активно реагирует со всеми структурами клетки, чаще вызывая нарушение проницаемости или разрушение клеточной мембраны. Также озон обладает дезодорирующим действием.

В то же время озон является газом, негативное воздействие которого на организм человека превышает воздействие угарного газа.

Важно!

По токсичным свойствам озон относится к первому классу опасности и требует чрезвычайно осторожного обращения с ним. В помещениях, где работают люди, нельзя допускать утечки озона. Под его воздействием могут образовываться токсичные вещества.

Из-за высокой химической активности озон оказывает сильное коррозионное действие на конструкционные материалы.

Недостатки технологии 4:

• опасность вредного химического воздействия на персонал и пациентов;

• повышенные требования безопасности при работе; при дезинфекции в медорганизациях концентрация озона может достигать 3–10 мг/м3, поэтому обработка проводится в отсутствие людей;

• озон может распространяться на соседние помещения при негерметичности обрабатываемых помещений, неправильной работе вентиляционных систем или общих воздуховодов;

• коррозионное действие на изделия из металла;

• озон непригоден для текущей дезинфекции;

• длительное время (120 мин.) саморазложения озона после применения в помещениях, требующих асептичности.

Сочетание технологий

Примеры использования комплексных технологий:

• последние модели закрытых УФ-облучателей-рециркуляторов, которые сначала пропускают воздух через фильтры, а затем обеззараживают его внутри рабочей камеры с помощью УФ-лучей;
• различные модели фотокаталитических воздухоочистителей, где перед фотокатализом воздух проходит через механические фильтры.

В медицинских организациях можно реализовать несколько технологий, как параллельно, так и последовательно (например, очищать приточный воздух через фильтры в системе вентиляции и затем использовать рециркуляторы, чтобы поддерживать асептичность).

Система противоплесневой обработки включает первоначальную обработку воздуха и поверхностей аэрозольными генераторами и последующее включение фотокаталитических обеззараживателей.

Вывод

Каждая из технологий обеззараживания воздуха имеет свои преимущества и недостатки, знать которые необходимо как при выборе оборудования для профилактики инфекций, так и при его эксплуатации.