摘要：一项研究追踪了医院诊所的空气悬浮颗粒，发现通风和便携式空气净化器可能会加剧颗粒迁移。在某些情况下，便携式空气净化器使扩散率增加了 29%，内置通风设备导致气溶胶迁移率增加 5.5 倍。研究人员发现，即使在现代医院中，气流模式也非常难以预测。

医院空气净化器和通风系统可能会无意中传播病毒颗粒，而不是减少它们。一项研究表明，复杂的气流相互作用有时会加剧颗粒迁移，这表明需要更好的放置策略。

空气净化器和通风系统旨在减少医院内的空气传播感染，但可能会产生意想不到的效果，有时会增加病毒颗粒的传播。

一项研究追踪了医院诊所的空气悬浮颗粒，发现通风和便携式空气净化器可能会加剧颗粒迁移。在某些情况下，便携式空气净化器使扩散率增加了 29%，内置通风设备导致气溶胶迁移率增加 5.5 倍。研究人员发现，即使在现代医院中，气流模式也非常难以预测。

为了减少医院内病毒感染的传播，通风系统和空气净化器的使用有所增加。然而，伦敦大学学院 (UCL) 和伦敦大学学院医院 (UCLH) 研究人员的一项新研究表明，这些措施可能会产生不可预测的影响，可能导致病毒颗粒的传播量超过预期。

该研究于 1 月 31 日发表在《气溶胶科学与技术》上，研究了内置机械通风和便携式空气净化器 (PAC) [1]如何影响空气中颗粒物的移动。这些颗粒物与患有SARS-CoV-2或流感等呼吸道感染的人呼出的颗粒物相似。

为了追踪颗粒的运动，研究小组在伦敦市中心的伦敦大学学院医院的一家典型医院门诊部进行了实验。他们使用气溶胶发生器和颗粒计数器[2]模拟了各种场景，包括颗粒如何在房间之间、整个诊所内，甚至到远处传播。

该研究还探讨了关门或调整通风系统和 PAC 的位置等因素是否会影响颗粒的扩散方式。

研究人员发现，虽然使用内置通风设备和 PAC 在某些情况下可以减少颗粒扩散，但在某些实验中，使用 PAC 会使相邻房间之间的气溶胶扩散增加高达 29%。内置通风设备可能使整个诊所内的气溶胶迁移比不使用通风设备时增加高达 5.5 倍。

这项研究的资深作者、伦敦大学学院外科与介入科学系和伦敦大学学院医院的劳伦斯·洛瓦特教授表示：“新冠肺炎疫情确实凸显了医院中通过空气传播的病毒感染的风险，这自然导致了人们努力降低这种风险。在许多医院，通风系统和便携式空气净化器的使用有所增加。

“虽然情况紧急，需要迅速采取行动，但从那时起，我们一直在研究病毒颗粒在现实空间中的移动方式，并对我们的发现感到惊讶。

“在某些情况下，在房间内放置空气净化器会导致气溶胶循环意外增加，但我们花了几个月的时间才明白发生了什么。每种情况都会产生不同的意外结果，具体取决于所涉及的空间和气流源。

“即使是在不到 20 年前建成的现代化医院 UCLH，气流模式也是不可预测的。在经常有自然通风的老医院，情况可能更加复杂。”

研究得出结论，在医院中使用气流装置试图限制空气传播病原体的移动需要仔细考虑气流动力学和装置放置位置，以减少加剧问题的风险。

进行实验的诊所包括一个大型中央候诊室（154 立方米，为研究目的分为 A 和 B 两间）、八个周围的诊室和一个护士站（所有约 35 立方米）。诊所通过一条永久开放的通道与通往医院其他地方的走廊相连。实验在晚上和周末进行，那时没有工作人员或病人在场。

研究人员进行了一系列实验，在某些房间放置气溶胶发生器来分散盐溶液，并在其他房间放置粒子探测器来跟踪诊所周围粒子的移动。

在一项实验中，研究人员模拟了颗粒从一间诊室的医护人员或患者传播到相邻房间的过程。在诊室中，当所有门都打开且没有使用通风设备或 PAC 时，对气溶胶源进行了基线测量。

研究发现，关闭包含污染源的房间门可显著减少颗粒扩散，而关闭两个房间的门可使颗粒扩散减少 97%。

但当门打开并打开相邻候诊室的大型 PAC 时，向相邻诊室的传播率增加了 29%。当在诊室和护士站都增加小型台式 PAC 时，传播率低于基线，但幅度很小。

该研究的第一作者、伦敦大学学院机械工程系名誉研究员雅各布·萨蒙史密斯博士表示：“如果你认为经常更换房间空气可以减少病毒颗粒的传播，那么这项实验的结果可能看起来有悖常理。

“虽然空气净化器确实可以清除空气中的病毒颗粒并减少整体传播，但它们也可能带来意想不到的后果。特别是，这项实验表明，较大的空气净化器（其排气口较大，可引入自己的气流）可能会导致未被过滤掉的颗粒传播得比没有空气净化器时传播得更远。

“在任何给定空间中，许多不同的气流之间都会存在复杂的相互作用，例如通风、关门和人们的移动。我们的研究结果表明，在选择何时何地引入空气净化器时，需要考虑整体情况。”

在另一项实验中，当所有诊室的门都打开时，研究小组观察到了高度复杂的颗粒扩散模式。

其中一个场景是，在距离气溶胶源最远的房间中检测到的颗粒浓度最高，该气溶胶源位于一台 PAC 正在运行的诊室中。距离气溶胶源最远的房间中的颗粒水平比平均值高出 184%，而与气溶胶源正对面的房间中的颗粒水平比平均值低 68%。

此外，距离诊室最远的候诊室（PAC 正在运行）的颗粒浓度比紧邻的候诊室高出 247%。护士站的颗粒浓度比诊所同一侧气溶胶发生器所在房间的任何房间都高。

这项研究的作者之一、伦敦大学学院机械工程系的 Andrea Ducci 教授表示：“我们的实验表明，由于气流动力学，大量颗粒会被聚集到特定区域。这显然不是理想的情况，特别是如果该区域是关键位置，例如护士站，治疗患者的工作人员在轮班期间可能会经常访问该区域。

“好消息是，我们正在迅速扩大对这一现象的了解。我们目前正在进行的项目旨在模拟诊所内的整个气流，并评估放置在不同位置的不同设备的功效。这将使我们能够找到相对简单的干预措施，例如更好地定位通风设备以减少颗粒的传播，从而降低在医院感染的风险。”

鉴于气溶胶颗粒在空间中移动的不可预测性和测量的困难，该团队目前正在构建一个人工智能系统来帮助做到这一点，并希望在未来 18 个月内开始测试。

作者表示，这项研究很有希望为政府采取行动提供参考，确保 NHS 的通风和感染标准符合目的，与预防未来大流行的努力保持一致。

参考文献：Jacob Salmonsmith 等人撰写的《机械通气和便携式空气净化器对医院门诊气溶胶扩散的影响》，2025 年 1 月 31 日，《气溶胶科学与技术》。DOI：10.1080/02786826.2024.2446587

来源：康嘉年華