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史堡董垫里生墼些疸蓥查 笙 旦箜 鲞箜 塑垦 型旦竖Q 业堕 竺 坐 常用N 9 5 型自吸过滤式防尘口罩阻力与 过滤效率及影响因素 王昕妍史廷明 卢玮覃绍先刘跃伟 陶莹张洪歌陈卫红 摘要 目的研究N 9 5 型自吸过滤式防尘口罩过滤效率和吸气阻力的影响因素 为降低阻力和 提高口罩过滤效率提供改进依据 方法购买目前市场销量领先且已获得认证的6 个品牌 共2 1 个 型号的N 9 5 防尘口罩 在1 0 1 0 0 L m i n 流量下测量E l 罩的过滤效率及吸气阻力 以过滤效率大于9 5 吸气阻力小于3 5 0 P a 为合格标准 分析不同因素对口罩性能的影响 结果全部2 1 个型号的口罩中 有2 个型号的过滤效率低于9 5 合格率为9 0 4 7 过滤效率随流量增大而下降 呈线性负相关 r 2 o 7 l l P 0 0 5 所有E l 罩的吸气阻力均符合国家标准的要求 吸气阻力随流量提高而增大 二者呈线性 正相关 r 2 0 8 7 8 P 0 0 5 不同品牌口罩的吸气阻力 过滤效率的差异有统计学意义 P O 0 5 但吸气阻力的差异有统计学意义 P 0 0 5 未见通气阀对阻力和过滤效率的影响 结论本研究测试的N 9 5 型防尘口罩吸气阻力均达到国家标 准要求 过滤效率达标率超过9 0 影响口罩吸气阻力的因素有口罩材质 尺寸和通气流量 影响E l 罩 过滤效率的因素是口罩材质和通气流量 关键词 自吸过滤式防尘口罩 过滤效率 吸气阻力 T h ea s p i r a t o r yr e s i s t a n c ea n df i l t r a t i o np e n e t r a t i o no fN 9 5f i l t e r i n g f a c e p i e c er e s p i r a t o r su s e dw i d e l yi n C h i n aW a n gX i n y a n S h iT i n g m i n g L uW e i Q i nS h o o x i a n L i uY u e w e i T o oY i n g Z h a n gH o n g g e C h e n W e i h o n g D e p a r t m e n to fO c c u p a t i o n 0 1a n dE n v i r o n m e n t o lH e 以t h S c h o o fo fP u b l i cH e 0 1 t h T o n g f f iM e d i c 0 1 C o l l e g e H u a z h o n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y W u h a n4 3 0 0 3 0 C h i n a C o r r e s p o n d i n ga u t h o r C h e nW e i h o n g E m a i l w c h e n m a i 如 t i m u e d u c n A b s t r a c t O b j e c t i v eT h eo b j e c t i v eo ft h i ss t u d yw a s t oi n v e s t i g a t et h ea s p i r a t o r yr e s i s t a n c e f i l t r a t i o n D e n e t r a t i o na n dt h e i ri n f l u e n c ef a c t o r so fN 9 5f i l t e r i n g f a c e p i e c er e s p i r a t o r su s e dw i d e l yi nC h i n a M e t h o d s T h et o t a lo f6b r a n d sa n d21m o d e l so fN 9 5f i l t e r i n g f a c e p i e c er e s p i r a t o r sw h i c ha r ec e r t i f i e da n db i gs a l e so n t h em a r k e t T h ea s p i r a t o r yr e s i s t a n c ea n df i l t r a t i o ne f f i c i e n c yf i l t e rp e n e t r a t i o nw e r em e a s u r e dw h i l ea i rp u m p r a nf r o m1 0L m i nt o1 0 0U m i nu s i n gd i f f e r e n t i a lp r e s s u r eg a u g ea n dt h eP o r t a C o u n t r e s p e c t i v e l y R e s u l t sT h e f i l t r a t i o np e n e t r a t i o n sf o r2o ft h e2lm o d e l sw e r el o w e rt h a n9 5 a n dt h eq u a l i f i e dr a t ef o ra l lm o d e l sw a s 9 0 4 7 T h ef i l t r a t i o np e n e t r a t i o n sg r a d u a l l yd e c r e a s e dw h e nv e n t i l a t i o nf l o wo fa i rp u m pi n c r e a s e d T h e n e g a t i v ec o r r e l a t i o nW a so b s e r v e db e t w e e nf i l t r a t i o np e n e t r a t i o na n dv e n t i l a t i o nf l o w F 0 7 1 1 P 0 0 5 T h e r e s i s t a n c e so fa l l2lm o d e l so fN 9 5r e s p i r a t o r sm e tt h er e q u i r e m e n t so ft h en a t i o n a ls t a n d a r d T h ea s p i r a t o r y r e s i s t a n c es t a r t e dt oe l e v a t ew i t ht h ei n c r e a s i n go fv e n t i l a t i o nf l o w a n dap o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nb o t h r 2 0 8 7 8 P 0 0 5 S i g n i f i c a n td i f f e r e n c e so ff i l t r a t i o np e n e t r a t i o na n da s p i r a t o r yr e s i s t a n c ew e r eo b s e r v e da m o n g b t t w e e nd i f f e r e n tb r a n d s P 0 0 5 B u tt h ed i f f e r e n c e so ft h ea s p i r a t o r yr e s i s t a n c ea m o n gd i f i e r e n tm o d e l so fo n e b r a n dw e r es t a t i s t i c a l l vs i g n i f i c a n t P 0 0 5 C o n c l u s i o nT h ea s p i r a t o r yr e s i s t a n c e so fa l lN 9 5f i l t e r i n g f a c e p i e c er e s p i r a t o r su s e di nt h i ss t u d ym e tt h er e q u i r e m e n t so ft h en a t i o n a ls t a n d a r d A n dt h eq u a l i f i e dr a t i oo f f i l t r a t i o np e n e t r a t i o no fa l lm o d e l sw a sh i g h e rt h a n9 0 1 1 h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so fa s p i r a t o r yr e s i s t a n c ei n c l u d e d m a t e r i a l s s i z ea n dv e n t i l a t i o nf l o w A n di n f l u e n c i n gf a c t o r s f o rf i l t r a t i o n p e n e t r a t i o nw e r em a t e r i a l sa n d v e n t i l a t i o nf l o w K e yw o r d s F i l e r i n g f a e e p i e c er e s p i r a t o r s F i l t r a t i o np e n e t r a t i o n A s p i r a t o r yr e s i s t a n c e D O I 1 0 3 7 6 0 c m a j i s s n 1 0 0 1 9 3 9 1 2 0 1 5 u 1 0 0 2 基金项目 国家重点基础研究发展计划资助 2 0 11 C B 5 0 3 8 0 4 作者单位 4 3 0 0 3 0 武汉 华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系 环境与健康教育部 重点实验室 王昕妍 卢玮 陶莹 张洪歌 陈卫红 湖北省疾病预防控制中心 史廷明 刘跃伟 湖北省超能电力有 限责任公司 覃绍先 通信作者 陈卫红 E m a i l w c h e n m a i l s t j m u e d u c n j 论著 万方数据 4 主堡董麴里生墼些疸苤查垫 i 生 旦箜 鲞箜 塑鱼生 趟坚强堕 业坠 塑垫 型 型 我国接触生产性粉尘的劳动者超过2 千万 2 0 1 3 年报告由于接尘引起的职业病尘肺新发病例 为2 31 5 2 例 占新发职业病总数的8 7 7 2 t 2 1 由于 工程措施的限制 一些生产场所中粉尘浓度难以降 到接触限值内 此时佩戴个体呼吸防护用品是保护 接尘工人健康的最后一道防线 3 N 9 5 自吸过滤式 防尘口罩是目前使用最广泛的防尘口罩 同时 N 9 5 型防尘口罩也是居民防雾霾及预防呼吸系统传染 性疾病的常用呼吸防护用品f 4 嘲 效果好于一般的医 用口罩 6 8 1 美国劳工部1 9 9 5 年批准在医院使用 N 9 5 型口罩预防肺结核等呼吸系传染病 9 随着防 尘口罩的广泛使用 其防护效果和舒适性日益受到 关注 影响防护口罩防护 生能的主要因素有口罩滤 料的过滤效率及口罩与佩戴者的适合性 1 0 l 我国防 尘口罩的生产自2 0 世纪8 0 年代开始基本形成规 模 颁布了防尘口罩过滤效率的实验室检测标准和 实用性能的评价标准 2 1 目前市场上N 9 5 型自吸 过滤式防尘口罩品牌众多 其防护性能及影响因素 的研究甚少 本次研究在市场调查销量的基础上 对6 个品牌的2 1 个型号的N 9 5 防尘口罩材料的过 滤性和吸气阻力进行了比较分析 探讨其影响因素 对象与方法 1 测试对象 选择国内销量领先的6 个品牌的 N 9 5 防尘口罩 共2 1 个型号 表1 其中 5 个为国 外品牌 产品在中国生产 1 个为国内品牌 这些口 罩获得了美国国家职业安全卫生研究所 N I O S H 或 者国内认证 均有国家特种劳动防护用品生产许可 证 L A 认证 及安全许可征 2 1 个型号的口罩中1 5 个为杯状 4 个为折叠 2 个为平面 按有无通气阀 分为两类 1 8 种无通气阀门 3 种有通气阀门 3 个 品牌的口罩有中号 M 和小号 S 2 种尺寸 2 口罩材料过滤效率的测试 口罩材料过滤效 率即口罩材料滤除颗粒物的百分比 使用呼吸器适 合性测试仪P o r t a C o u n t T S l 8 0 2 0 美国T S I 公司 采 用核凝计数器法分别测定四周密封的口罩内外两 侧空气颗粒物的个数 计数最难滤过的o 3 斗m 颗 粒 并计算过滤效率 根据国内外相关标准 1 1 14 在 8 5L r a i n 流量下 过滤效率应不低于9 5 测试仪器 连接方法参见本课题组前期研究 1 5 1 3 吸气阻力的测定 采用数字微压计 M P l 0 0 S 法国K I M O 公司 进行测量 测试时在口罩上打孔 连接数字微压计检测口罩密封腔内的压力 吸气过 程中口罩内为负压 绝对数值越大则表示吸气阻力 越大 根据国内外相关标准 1 l 一4 1 在8 5L m i n 流量 下 阻力不应大于3 5 0P a 表16 个品牌2 1 个型号N 9 5 防尘口罩的基本信息 注 M 为中号 S 为小号 4 流量的选择 采用转子式流量计对吸气流量 进行调节 流量取值范围1 0 1 0 0L r a i n 共有1 0 2 0 3 0 4 0 4 5 5 0 6 0 7 0 8 0 8 5 9 0 1 0 0 1 0U m i n 共 13 个测试流量 参照国内外相关检测标准 1 1 1 4 模拟 人体静息及轻中度体力劳动时的呼吸流量 选择在 1 0 3 0 8 5L m i n 流量下对防尘口罩的阻力及过滤效 率影响因素进行分析 5 统计学分析 每个型号测试3 个以上口罩 过 滤效率测试结果取算术平均数 M F F 口罩阻力呈 正态分布 用A N O V A 方法分析不同品牌 形状的口 罩过滤效率及吸气阻力的差异 用t 检验分忻不同型号 有无通气阀口罩间的差异 过滤效率为非正态分 布 用非参数检验分析 用相关分析比较过滤效率 与吸气流量 吸气阻力与吸气流量的关系 检验水 准a O 0 5 用S P S S1 9 0 统计软件进行统计学分析 结果 1 口罩吸气阻力及其影响因素 2 1 个型号的口 万方数据 主堡董垫里生墼些疸苤查垫 生 旦箜 鲞箜 塑堡 尘 型旦埋Q 竖业堕 塑 Q 堕 罩均通过了吸气阻力的测试 达标率为1 0 0 8 5 L m i n 时阻力范围为2 1 3 3 5 3 3P a 平均为4 7 5P a 其中阻力最大的为1 5 号V I 罩 达7 5 3 3P a 全部口罩的平均吸气阻力随流量升高而增大 二者呈线性关系 y O 5 1 96 x F 0 8 7 7 8 P O 0 5 图 1 对不同品牌口罩的阻力进行比较 不同品牌口 罩阻力随流量的变化速度及幅度不同 差异有统计 学意义 P 0 0 5 其余2 个品牌的口罩阻力的差异无统计学意 义 杯罩式 折叠式和平面式3 种口罩的吸气阻力 间的差异无统计学意义 1 9 0 0 5 比较各品牌口罩 中有通气阀和无通气阀口罩的吸气阻力 结果显示 通气阀并未使吸气阻力下降 7 0 0 0 6 00 0 王5 0 0 0 o4 00 0 3 0 o 釜2 00 0 1 0O O O 0 0 流量 1 m i n 图l全部口罩平均吸气阻力随流量变化的趋势 4 06 08 01 0 01 2 0 流量 I d r a i n 怦口罩阻力随流量变化的比较 2 过滤效率及影响因素 8 5L m i n 时2 1 个型号 口罩的过滤效率范围为9 3 7 6 9 9 9 2 平均为 9 7 4 9 编号9 和1 8 这2 个型号的E l 罩过滤效率 分别为9 3 7 6 9 4 3 4 未通过测试 总合格率为 9 0 4 7 全部口罩的平均过滤效率均随流量升高而 下降 二者呈线性负相关 y 一0 0 0 0 3 x l F 0 7 1 1 P O 0 5 图3 不同品牌的口罩在1 0 3 0 8 5L r a i n 流量下的过滤效率比较 各品牌吸气阻力间的差异 有统计学意义 尸 0 0 5 杯罩 式和折叠式与平面式口罩的过滤效率的差异有统 计学意义 P 0 0 5 杯罩型和折叠型的过滤效率均高于平面型 差异有统计学意义 P O 0 5 有无通气阀对过滤效 率并无明显的影响 12 14 1h S 1l I ll 二 呢 I I 1 1 I 图3 嗣 f 的J r 效 随 i i 量 蔓化 0r 豳势 表2 不同通气流量时6 个品牌N 9 5V l 罩的过滤效率 通气流量 ABCDEF L r a i n 10 9 9 9 9 7 0 9 9 9 9 4 89 9 9 9 3 8 9 9 8 9 6 9 9 9 8 2 8 9 9 8 5 6 3 0 9 9 9 3 2 a 9 9 8 6 1 b 9 9 7 8 9 b9 9 8 3 7 9 9 9 6 2 a9 9 4 11 8 5 9 8 7 8 8 a9 6 5 5 2 b9 6 9 7 0 b 9 7 2 9 7 b9 8 6 4 9 a 9 5 9 1 7 注 表中数据为过滤效率 的中位数 与F 品牌比较 8 尸 0 0 5 与E 品牌比较 b p 0 0 5 与D 品牌比较 c p 0 0 5 l U l 小 1 0 0o 9 9o 享 9 8o 簧9 7 0 菩9 6 讲 9 5o 9 40 9 3 札重匡 1 J n l i i l 与平面式V I 罩的过滤效率比较 3 P 0 0 5 图4 不同形状的口罩的过滤效率随流量变化情 兑 讨论 本研究对我国市场上销量领先且获得生产许 可证和安全许可证的6 个品牌共2 1 个型号的自吸 过滤式N 9 5 型防尘V l 罩在不同流量下的过滤效率 以及吸气阻力进行了测试 结果表明 全部口罩吸 气阻力均达到国家标准 1 9 个型号的K I 罩过滤效率 达到国家标准 达标率为9 0 4 7 口罩的吸气阻力 与过滤效率均与通过口罩的通气流量呈线性相关 不同品牌的口罩阻力和过滤效率之间存在差异 口 罩尺寸对部分品牌口罩的吸气阻力有影响 但不影 响过滤效率 口罩形状不影响吸气阻力 但影响过 滤效率 本次研究结果显示 通气阀对阻力 过滤效 m 加 一年 fr矗暑 鍪一 万方数据 6 生坐董塑里生墼些塞苤查丝 i 生 旦箜 鲞笙 塑堡 堡 堂旦婆Q 竖坚 翌垫 翌尘堕 率的影响不明显 相关的质量监督抽查表明我国市场上的防尘 口罩合格率为8 0 1 1 6 低于本次研究结果 可能与某 些市售口罩部分并未取得认证 过滤效率不达标有 关 该现象说明口罩的滤过陛认证是保证其防护效 果的重要 环 口罩的吸气阻力不仅直接影响佩戴者的主观 感觉 还会影响使用者的生理 心理及劳动效率等叩l 因此国家相关标准限定了口罩的最大吸气阻力 要 求在8 5U m i n 流量下 阻力不大于3 5 0P a 本测试 发现国内销量大的口罩型号吸气阻力均满足国家 标准 其中阻力最大口罩的阻力为7 5 3 3P a 远低于 国家标准 我们的实验显示 影响口罩吸气阻力的 因素主要有L I 罩滤料和通气量 L I 罩滤料的内部结 构决定其阻留颗粒物能力 也决定其通过空气的能 力 口罩材料不同 自然会有不同的通气阻力 1 8 部 分品牌吸气阻力受型号影响可能是口罩尺寸较小 时 其用于通气的面积也相应减小 导致单位面积 上通气量增加 阻力也随之上升 N 9 5 型口罩即要求口罩在8 5L m i n 流量下 过 滤效率应不低于9 5 以满足口罩滤过粉尘 微生 物颗粒的需求 有研究显示N 9 5 口罩的防护效果优 于一般外科口罩畔 此次测试的口罩中9 0 以上满 足滤过要求 本次研究发现影响过滤效率的因素主 要有口罩滤料 形状以及吸气的流量 口罩的目的 就是滤过颗粒物 口罩所用滤料是其阻留颗粒物基 础 随着吸气流量增大 相同时间通过口罩滤料的 颗粒物也相应增加 可能超过滤料阻留颗粒物的能 力导致过滤效率下降 口罩形状可能从两个方面影 响其过滤效率 一方面口罩形状可能影响气流从通 过口罩进入其死腔直到进入呼吸道过程中的流动 方式 另一方面 口罩形状影响其边缘与脸部的接 触紧密程度 也可影响其对颗粒物的过滤水平 此外 防尘口罩的通气阀是单向阀门 在呼气 时开放 吸气时关闭 1 9 以减小呼气阻力 排出湿热 空气 提高舒适性 本次研究结果表明 通气阀对于 吸气阻力及过滤效率影响不大 可认为通气阀门不 能通过降低吸气阻力来减轻憋气等反应 本次研究主要针对口罩本身进行测试 并未涉 及使用者佩戴口罩时的情况 某些N 9 5 型口罩的过 滤性能达到国标要求 但与国人脸型不适合 在使 用时仍达不到防护粉尘的目的1 1 5 瑚 因此 我们建 议从过滤效率和适合性等方面考虑改进口罩的防 护效果 参考文献 11 C h e nW L i uY W a n gH e ta l L o n g t e r me x p o s u r et os i l i c ad u s ta n d r i s ko ft o t a la n dc a u s e s p e c i f i cm o r t a l i t yi nC h i n e s ew o r k e r s a c o h o r ts t u d y J P L o SM e d 2 0 12 9 4 e 1 0 0 12 0 6 2 1W a n gH T a oL C u r r e n ts i t u a t i o n sa n dc h a l l e n g e so fo c c u p a t i o n a l d i s e a s ep r e v e n t i o na n dc o n t r o li nC h i n a J I n dH e a l t h 2 0 1 2 5 0 2 7 3 7 9 3 Z h u a n gZ R e s p i r a t o r yP r o t e c t i o nP r a c t i c e sf o rC o n t r o l l i n gW o r k e r E x p o s u r ei nt h eU n i t e dS t a t e s Z 2 0 0 7 T h ei n t e rn a t i o n a lw o r k s h o p o nd u s tp a t h o g e n e s i sm e c h a n i s m sa n dp r e v e n t i o np o l i c y m a k i n g B e i j i n g C h i n a 3 5 3 7 4 K i e l yP M L i a nK N a p p e rG e ta 1 I n f l u e n z aA H 1 N 1 a n d i n f e c t i o nc o n t r o lg u i d e l i n e sf o ro p t o m e t r i s t s J C l i n i c a la n dE x p e r i m e n t a l O p t o m e t r y 2 0 0 9 9 2 6 4 9 0 4 9 4 5 1 Q i a nY W i l l e k eK G r i n s h p u nS A e ta 1 P e r f o r m a n c eo fN 9 5 r e s p i r a t o r s f i l t r a t i o ne f f i c i e n c yf o ra i r b o r n em i c r o b i a la n d i n e r t p a r t i c l e s J A m I n d H y g A s s o cJ 1 9 9 8 5 9 2 1 2 8 1 3 2 6 M a c i n t y r eC R W a n gQ R a h m a nB e ta 1 E f f i c a c yo ff a c em a s k sa n d r e s p i r a t o r si np r e v e n t i n gu p p e rr e s p i r a t o r yt r a c tb a c t e r i a lc o l o n i z a t i o na n dc o i n f e c t i o ni nh o s p i t a lh e a l t h c a r ew o r k e r s J P r e yM e d 2 0 1 4 6 2 1 1 7 7 1 L a w r e n c eR B D u l i n gM G C a l v e r tC A e ta l C o m p a r i s o no f p e r f o r m a n c eo ft h r e ed i f f e r e n tt y p e so fr e s p i r a t o r yp r o t e c t i o nD e v i c e s J 1 J o u r n a lo fo c c u p a t i o n a la n de n v i r o n m e n t a lh y g i e n e 2 0 0 6 3 9 4 6 5 4 7 4 8 B a a z yA T o i v o l aM A d h i k a r iA e ta 1 D oN 9 5r e s p i r a t o r sp r o v i d e 9 5 p r o t e c t i o nl e v e la g a i n s ta i r b o r n ev i r u s e s a n dh o wa d e q u a t ea r e s u r g i c a lm a s k s A m e r i c a nJ o u r n a lo fI n f e c t i o nC o n t r o l 2 0 0 6 3 4 2 5 1 5 7 f 9 O S H A 百v e sg r e e nl i g h tt ou s e N 9 5 r e s p i r a t o r s O c c u p a t i o n a l S a f e t ya n dH c a h hA d m i n i s t r a t i o n f J l A I D SA l e r t 1 9 9 5 1 0 1 2 1 5 4 1 0 A m i r a vI N e w h o u s eMT R e v i e wo fo p t i m a lc h a r a c t e r i s t i c so ff a c e m a s k sf o rv a l v e d h o l d i n gc h a m b e r s V H C s J P e d i a t rP u l m o n o l 2 0 0 8 4 3 3 2 6 8 2 7 4 1 1 G B 2 6 2 6 2 0 0 6 呼吸防护用品一自吸过滤式防颗粒物呼吸器 s f 1 2 G B T 2 3 4 6 5 2 0 0 9 呼吸防护用品实用性能评价 S 1 3 1O S H A4 2C F R 8 4S u b p a r t sk n o n p o w e r e da i rp u r i f y i n gp a r t i c u l a t e r e s p i r a t o r S 1 4 E u r o p e a nC o m m i t t e ef o rS t a n d a r d i z a t i o n 2 0 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华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境 卫生学系 环境与健康教育部重点实验室 史廷明 刘跃伟 湖北省疾病预防控制中心 覃绍先 湖北省 超能电力有限责任公司 刊名 中华劳动卫生职业病杂志 英文刊名 Chinese Journal of Industrial Hygiene and Occupational Diseases 年 卷 期 2015 33 1 参考文献 21条 参考文献 21条 1 Chen W Liu Y Wang H Long term exposure to silica dust and risk of total and cause specific mortality in Chinese workers a cohort study 2012 4 2 Wang H Tao L Current situations and challenges of occupational disease prevention and control in China 2012 2 3 Zhuang Z Respiratory Protection Practices for Controlling Worker Exposure in the United States 2007 4 Kiely PM Lian K Napper G Influenza A H1N1 and infection control guidelines for optometrists 2009 6 5 Qian Y Willeke K Grinshpun SA Performance of N95 respirators filtration efficiency for airborne microbial and

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