外部污染物
气溶胶的概念
气溶胶是指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。另一种解释:气溶胶是悬浮于气体介质中的粒径一般为0.001~100μm的固态、液态微小粒子形成的相对稳定的分散体系。
大气尘的计数浓度
大气尘是固态微粒和液态微粒的多分散气溶胶,是指大气中的悬浮微粒,粒径小于10μm,也即空气洁净技术中广义的大气尘。
大气尘的计数浓度变化很大,不同地域其浓度也不相同。同一地区不同时间大气尘的计数浓度差别也很大。所以,只能研究典型地区的大气尘计数浓度,表2-1为国外几种典型地区大气尘计数浓度。
表2-1 国外几种典型地区大气尘计数浓度
地区 |
含尘浓度/(粒/L)(≥0.5μm) |
地区 |
含尘浓度/(粒/L)(≥0.5μm) |
农村 |
3×10? |
清洁地区 |
3.5×10? |
大城市 |
12.5×10? |
洁净室设计用 |
17.5×10? |
工业中心 |
25×10? |
特别干净 |
0.19×10? |
污染地区 |
177×10? |
特别污染 |
56×10? |
普通地区 |
17.7×10? |
我国大气尘计数浓度曾分为三种类型:工业城市、城市郊外、非工业区或农村,≥0.5μm微粒的浓度分别为3×10?粒/L、2×10?粒/L、1×10?粒/L。可见,农村污染程度较低,而城市工业区的含尘浓度又远高于城市市区及郊区。因此,洁净厂房的厂址宜选在大气含尘浓度较低的地区,如农村、城市远郊、水域之滨等。不宜选在气候干旱、多风沙地区或有严重空气污染的城市工业区。
表2-2.大气尘的数量和重量的关系
粒径区间/μm |
数量(%) |
重量(%) |
||
全部 |
0.5μm以上为100 |
全部 |
0.5μm以上为100 |
|
0.5以下 |
91.5 |
1 |
||
0.5~1 |
6.97 |
81.49 |
2 |
2.02 |
1~3 |
1.1 |
12.86 |
6 |
6.06 |
3~5 |
0.25 |
3.00 |
11 |
11.11 |
5~10 |
0.17 |
2.00 |
52 |
52.53 |
10~30 |
0.05 |
0.65 |
28 |
28.28 |
大气含菌浓度
大气中的微生物包括病毒、立克次体、细菌、菌类、原生虫类等,和洁净技术有关的主要是细菌和菌类。细菌不能单独存在,它一般附着在尘粒表面,形成有生命的微粒。细菌的等价直径:无菌室(洁净室)为1~5μm;普通手术室为6~12μm;室外为5~20μm。微生物单体尺寸见表2-5.
表2-5 微生物的单体尺寸
项目 |
尺寸 |
项目 |
尺寸 |
藻类 原生动物 菌类(如真菌) 细菌 枯草菌 水肿菌 肺炎杆菌 乳酸菌 白喉菌 大肠菌 结核菌 破伤风菌 肠菌 伤寒杆菌 普通化脓杆菌 白色、金黄色葡萄球菌 |
3~100μm 1~100μm 3~80μm 5~10μm 5~10μm 1.1~7μm 1~7μm 1~6μm 1~5μm 1.5~4μm 2~4μm 1~3μm 1~3μm 0.7~1.3μm 0.3~1.2μm |
炭且杆菌 病毒 天花病毒 流行性腮腺炎病毒 麻疹病毒 狂犬病病毒 呼吸道融合病毒 腺病毒 肝炎病毒 脊髓灰质炎(小儿麻痹)病毒 肠道病毒 流行性乙型脑炎病毒 鼻病毒 冠状病毒 立克次体 |
0.46~0.56μm 0.08~0.3μm 0.2~0.3μm 0.09~0.19μm 0.12~0.18μm 0.125μm 0.09~0.12μm 0.07μm 0.02~0.04μm 0.008~0.03μm 0.3μm 0.015~0.03μm 0.015~0.03μm 0.06~0.2μm 0.25~0.6μm |
大气中的含菌浓度与大气含尘浓度一样,地区不同、季节不同、场所不同、气象条件不同,大气中的含菌浓度也不同,甚至相差很大。如人员活动频繁的医院、广场的含菌浓度较高,而校园中的草坪含菌浓度较低。在工程设计中并根据具体情况,取用相关条件下的实测统计值,表2-6为不同场所空气中细菌总数。
表2-6 不同场所空气中细菌总数 (单位:个/m3)
地点 |
范围 |
中位数 |
城区 交通干道 小巷 车站广场 商场广场 影院广场 公园草地 公园树林 公园水面 乡村 交通干道 小巷 田野 水面 |
4941~39154 0~4724 1594~8839 3248~21102 2618~11043 2303~327 906~3091 846~2185 4744~52677 512~6535 630~1476 1201~1969 |
11496 2874 2500 12303 5610 2894 1280 1280 22205 2697 906 1634 |
内部污染物
洁净室内的污染物来自以下几个方面:①操作人员散发尘、菌。②室内表面的产尘。③生产设备及生产过程中的产尘。④大气中的污染物对室内的污染。
发尘量
1)操作人员的发尘量,与洁净工作服的款式、面料及动作有关。棉质面料的发尘量最大,的确良面料次之,去静电纯涤纶、尼龙面料发尘量最小。大挂型款式发尘量最大,上下分装型款式次之,全罩型款式发尘量最小。操作人员活动时的发尘量是静止是发尘量的3~7倍。服装的发尘量还与洗涤方式有关。用溶剂洗涤的发尘量为采用一般水清洗的1/5.
2)室内表面的产尘量与材料有关,据参考文献[1]的统计,大约8㎡地面所代表的室内表面发尘量可看成是1一个人静止时的发尘量。近年来,由于洁净室的装修材料不断改善,金属壁板喷涂材料、仿搪瓷漆墙面、彩钢夹芯复合板壁面、PVC防静电地面、环氧树脂自流平地面等材料的使用,使壁面及地面无接缝或少接缝,从而可使表面的产尘量大大减少,其所占室内中产尘量的份额越来越低。
3)生产设备及生产过程的产尘量与许多因素有关,有些生产设备不符合洁净室的要求,电动机裸露、带传动,其发尘量较大,可采用不锈钢包覆装饰,减少其产尘量。生产过程的产量与生产工艺有密切的关系,可采用局部排尘、密闭隔离等方法控制,使其产尘不流入或少流入洁净室内。
4)大气中的污染物对室内的污染,可采用密闭及正压的控制措施,防止其直接污染洁净室;对新风采用粗效、中效及亚高效三级过滤措施,防治大气中的污染物直接污染洁净室。
可见,认识洁净室内最大的污染源,随着生产工艺的改进,以机械手、机器人代替人的操作,使室内总产尘量不断下降,将有利于洁净室内的污染控制。
发菌量
据参考文献[1]对国外实验室资料的分析得出如下发菌量数据:
1)洁净室内当工作人员穿无菌服时
静止时的发菌量一般为:10~300个/(min·人)
躯体一般活动时的发菌量为:150~1000个/(min·人)
快步行走时的发菌量为:900~2500个/(min·人)
2)咳嗽一次发菌量一般为:70~700个/(min·人)
喷嚏一次发菌量一般为:4000~60000个/(min·人)
3)穿平常衣服时的发菌量为:3300~62000个/(min·人)
4)有口罩发菌量:无口罩发菌量为(1:7)~(1:14)
5)发菌量:发尘量为(1:500)~(1:1000)
6)根据国内实测,手术中人员发菌量为878个/(min·人)。
可见,洁净室内穿无菌衣人员的静态发菌量一般不超过300个/(min·人),动态发菌量一般不超过1000个/(min·人),以此作为计算依据是可行的。
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