Ionad Sàr-mhathais airson Uidheam Dìon agus Stuthan (CEPEM), 1280 Main St. W., Hamaltan, ON, Canada
Cleachd an ceangal gu h-ìosal gus an tionndadh teacsa slàn den artaigil seo a cho-roinn le do charaidean is do cho-obraichean.Ionnsaich barrachd.
Tha buidhnean slàinte poblach a’ moladh gum bi coimhearsnachdan a’ cleachdadh masgaichean gus sgaoileadh ghalaran èadhair leithid COVID-19 a lughdachadh.Nuair a bhios am masg ag obair mar shìoltachan àrd-èifeachdais, thèid sgaoileadh a ’bhìoras a lughdachadh, agus mar sin tha e cudromach measadh a dhèanamh air èifeachdas sìoltachaidh gràinean (PFE) den masg.Ach, tha na cosgaisean àrda agus na h-amannan stiùiridh fada co-cheangailte ri bhith a’ ceannach siostam turnkey PFE no a’ fastadh obair-lann barrantaichte a’ cur bacadh air deuchainn stuthan sìoltachain.Tha e soilleir gu bheil feum air siostam deuchainn PFE “gnàthaichte”;ge-tà, tha na diofar inbhean a tha ag òrdachadh deuchainn PFE air masgaichean (meidigeach) (mar eisimpleir, ASTM International, NIOSH) ag atharrachadh gu mòr ann an soilleireachd am protocolaidhean agus an stiùireadh.An seo, thathas a’ toirt cunntas air leasachadh siostam PFE “a-staigh” agus dòigh airson masgaichean a dhearbhadh ann an co-theacsa inbhean masg meidigeach gnàthach.A rèir inbhean eadar-nàiseanta ASTM, bidh an siostam a ’cleachdadh raointean latex (meud ainmichte 0.1 µm) aerosols agus a’ cleachdadh anailisiche gràin laser gus dùmhlachd mìrean suas an abhainn agus sìos an abhainn den stuth masg a thomhas.Dèan tomhasan PFE air diofar aodach cumanta agus aghaidhean choimheach meidigeach.Tha an dòigh a tha air a mhìneachadh san obair seo a’ coinneachadh ris na h-ìrean gnàthach de dheuchainnean PFE, agus aig an aon àm a’ toirt sùbailteachd gus gabhail ri feumalachdan caochlaideach agus suidheachaidhean sìolaidh.
Tha buidhnean slàinte poblach a’ moladh gum bi an sluagh san fharsaingeachd a’ caitheamh masgaichean gus casg a chuir air sgaoileadh COVID-19 agus galairean eile air an giùlan le boinneagan is aerosol.[1] Tha an riatanas a bhith a’ caitheamh masgaichean èifeachdach ann a bhith a’ lughdachadh tar-chuir, agus [2] a’ nochdadh gu bheil masgaichean coimhearsnachd gun dearbhadh a’ toirt seachad sìoladh feumail.Gu dearbh, tha sgrùdaidhean modaladh air sealltainn gu bheil an lùghdachadh ann an sgaoileadh COVID-19 cha mhòr a rèir toradh còmhla èifeachdas masg agus ìre uchd-mhacachd, agus tha buaidh synergistic aig iad sin agus ceumannan eile stèidhichte air àireamh-sluaigh ann a bhith a’ lughdachadh ospadalan agus bàsan.[3]
Tha an àireamh de mhasgan meidigeach dearbhte agus analach a dh’ fheumas luchd-obrach cùram slàinte agus luchd-obrach aghaidh eile air a dhol suas gu mòr, a’ toirt dhùbhlain dha na slabhraidhean saothrachaidh agus solair a th’ ann mar-thà, agus ag adhbhrachadh do luchd-saothrachaidh ùr stuthan ùra a dhearbhadh agus a dhearbhadh gu sgiobalta.Tha buidhnean leithid ASTM International agus an Institiud Nàiseanta airson Sàbhailteachd Dreuchdail agus Slàinte (NIOSH) air dòighean àbhaisteach a leasachadh airson a bhith a’ dèanamh deuchainn air masgaichean meidigeach;ge-tà, tha mion-fhiosrachadh mu na modhan sin ag atharrachadh gu farsaing, agus tha gach buidheann air a h-ìrean coileanaidh fhèin a stèidheachadh.
Is e èifeachdas sìoltachaidh gràineach (PFE) am feart as cudromaiche de masg oir tha e co-cheangailte ris a’ chomas aige gràinean beaga leithid aerosolas a shìoladh.Feumaidh masgaichean meidigeach coinneachadh ri targaidean sònraichte PFE[4-6] gus a bhith air an dearbhadh le buidhnean riaghlaidh leithid ASTM International no NIOSH.Tha masgaichean lannsaireachd air an dearbhadh le ASTM, agus tha luchd-analach N95 air an dearbhadh le NIOSH, ach feumaidh an dà masg a dhol seachad air luachan gearraidh PFE sònraichte.Mar eisimpleir, feumaidh masgaichean N95 sìoladh 95% a choileanadh airson aerosolas air a dhèanamh suas de ghràinean salainn le trast-thomhas cuibheasach cunntais de 0.075 µm, agus feumaidh masgaichean lannsaireachd ASTM 2100 L3 sìoladh 98% a choileanadh airson aerosolas air a dhèanamh suas de bhàlaichean latex le trast-thomhas cuibheasach de 0.1 µm Filter .
Tha a’ chiad dà roghainn daor (> $ 1,000 gach sampall deuchainn, air a mheas mar> $ 150,000 airson uidheamachd sònraichte), agus rè galar lèir-sgaoilte COVID-19, tha dàil ann mar thoradh air amannan lìbhrigidh fada agus cùisean solair.Tha cosgais àrd deuchainn PFE agus còraichean-slighe cuibhrichte - còmhla ri dìth stiùiridh ciallach air measaidhean coileanaidh àbhaisteach - air toirt air luchd-rannsachaidh grunn shiostaman deuchainn gnàthaichte a chleachdadh, a tha gu tric stèidhichte air aon inbhean no barrachd airson masgaichean meidigeach le teisteanas.
Tha an uidheamachd deuchainn stuthan masg sònraichte a lorgar anns an litreachas a th’ ann mar as trice coltach ris na h-inbhean NIOSH no ASTM F2100 / F2299 gu h-àrd.Ach, tha cothrom aig luchd-rannsachaidh an dealbhadh no na crìochan obrachaidh a thaghadh no atharrachadh a rèir an roghainnean.Mar eisimpleir, chaidh atharrachaidhean ann an luaths uachdar sampall, ìre sruthadh adhair / aerosol, meud sampall (sgìre), agus co-dhèanamh gràinean aerosol a chleachdadh.Tha mòran de sgrùdaidhean o chionn ghoirid air uidheamachd gnàthaichte a chleachdadh gus stuthan masg a mheasadh.Bidh na h-innealan sin a’ cleachdadh aerosols sodium chloride agus tha iad faisg air inbhean NIOSH.Mar eisimpleir, tha Rogak et al.(2020), Zangmeister et al.(2020), Drunic et al.(2020) agus Joo et al.(2021) Bidh a h-uile uidheamachd togte a ’toirt a-mach aerosol sodium chloride (diofar mheudan), a tha air a neodachadh le cosgais dealain, air a lagachadh le èadhar sìolaidh agus air a chuir chun sampall stuthan, far am bi meudaiche mìrean optigeach, gràinean dùmhail de dhiofar tomhas dùmhlachd gràin co-cheangailte [9, 14-16] Konda et al.(2020) agus Hao et al.(2020) Chaidh inneal coltach ris a thogail, ach cha deach an neutralizer cosgais a thoirt a-steach.[8, 17] Anns na sgrùdaidhean sin, bha astar an adhair san t-sampall ag atharrachadh eadar 1 agus 90 L min-1 (uaireannan gus buaidhean sruthadh / luaths a lorg);ge-tà, bha an luaths uachdar eadar 5.3 agus 25 cm s-1 eadar.Tha e coltach gu bheil meud an t-sampall ag atharrachadh eadar ≈3.4 agus 59 cm2.
Air an làimh eile, chan eil mòran sgrùdaidhean ann air measadh stuthan masg tro uidheamachd a ’cleachdadh aerosol latex, a tha faisg air inbhe ASTM F2100 / F2299.Mar eisimpleir, tha Bagheri et al.(2021), Shakya et al.(2016) agus Lu et al.(2020) Chaidh inneal a thogail gus aerosol polystyrene latex a thoirt gu buil, a chaidh a lagachadh agus a chuir gu sampallan stuthan, far an deach diofar sgrùdairean gràin no sgrùdairean meud mìrean gluasaid sganaidh a chleachdadh gus dùmhlachd mìrean a thomhas.[18-20] Agus Lu et al.Chaidh neodadair cosgais a chleachdadh sìos an abhainn bhon ghineadair aerosol aca, agus cha do rinn ùghdaran an dà sgrùdadh eile sin.Dh'atharraich an ìre sruth-adhair san sampall beagan cuideachd - ach taobh a-staigh crìochan inbhe F2299 - bho ≈7.3 gu 19 L min-1.Chaidh an luaths uachdar adhair a sgrùdadh le Bagheri et al.tha 2 agus 10 cm s–1 (taobh a-staigh an raon àbhaisteach), fa leth.Agus Lu et al., agus Shakya et al.[18-20] A bharrachd air an sin, tha an t-ùghdar agus Shakya et al.rinn iad deuchainn air raointean latex de dhiofar mheudan (ie, gu h-iomlan, 20 nm gu 2500 nm).Agus Lu et al.Co-dhiù ann an cuid de na deuchainnean aca, bidh iad a’ cleachdadh am meud gràin 100 nm (0.1 µm) ainmichte.
Anns an obair seo, tha sinn a’ toirt cunntas air na dùbhlain a tha romhpa ann a bhith a’ cruthachadh inneal PFE a bhios a rèir inbhean ASTM F2100/F2299 a tha ann mar-thà cho mòr ‘s a ghabhas.Am measg nam prìomh inbhean mòr-chòrdte (ie NIOSH agus ASTM F2100 / F2299), tha inbhe ASTM a’ toirt barrachd sùbailteachd ann am paramadairean (leithid ìre sruthadh adhair) gus sgrùdadh a dhèanamh air coileanadh sìoltachaidh a dh’ fhaodadh buaidh a thoirt air PFE ann am masgaichean neo-mheidigeach.Ach, mar a tha sinn Mar a chaidh a dhearbhadh, tha an sùbailteachd seo a’ toirt ìre a bharrachd de dh’ iom-fhillteachd ann a bhith a’ dealbhadh uidheamachd mar sin.
Chaidh na ceimigean a cheannach bho Sigma-Aldrich agus an cleachdadh mar a tha.Tha monomer Styrene (≥99%) air a ghlanadh tro cholbh glainne anns a bheil inneal-dìon alùmanum, a tha air a dhealbhadh gus tert-butylcatechol a thoirt air falbh.Tha uisge deionized (≈0.037 µS cm–1) a’ tighinn bho shiostam glanaidh uisge Sartorius Arium.
Tha fighe sìmplidh cotan 100% (Muslin CT) le cuideam ainmichte de 147 gm-2 a’ tighinn bho Veratex Lining Ltd., QC, agus tha am measgachadh bambù / spandex a’ tighinn bho D. Zinman Textiles, QC.Bidh stuthan masg tagraiche eile a’ tighinn bho luchd-reic aodach ionadail (Fabricland).Tha na stuthan sin a’ toirt a-steach dà aodach fighte cotan 100% eadar-dhealaichte (le clò-bhualaidhean eadar-dhealaichte), aon aodach fighe cotan / spandex, dà aodach fighe cotan / polyester (aon “choitcheann” agus aon “aodach geansaidh”) agus cotan neo-fhighte / polypropylene measgachadh stuth batting cotan.Tha Clàr 1 a’ sealltainn geàrr-chunntas air feartan aodaich aithnichte.Gus an uidheamachd ùr a thomhas, chaidh masgaichean meidigeach dearbhte fhaighinn bho ospadalan ionadail, a’ toirt a-steach masgaichean meidigeach le teisteanas ASTM 2100 Ìre 2 (L2) agus Ìre 3 (L3; Halyard) agus analach N95 (3M).
Chaidh sampall cruinn timcheall air 85 mm de thrast-thomhas a ghearradh bho gach stuth a bha ri dhearbhadh;cha deach tuilleadh atharrachaidhean a dhèanamh air an stuth (mar eisimpleir, nighe).Clamp an lùb aodaich ann an neach-gleidhidh sampall an inneal PFE airson deuchainn.Is e fìor thrast-thomhas an t-sampall ann an conaltradh ris an t-sruth adhair 73 mm, agus thathas a’ cleachdadh na stuthan a tha air fhàgail gus an sampall a chàradh gu teann.Airson an masg cruinnichte, tha an taobh a tha a’ suathadh ris an aghaidh air falbh bho aerosol an stuth a chaidh a thoirt seachad.
Synthesis de raointean monodisperse polystyrene latex anionic le polymerization emulsion.A rèir an dòigh-obrach a chaidh a mhìneachadh san sgrùdadh roimhe, chaidh an ath-bhualadh a dhèanamh ann am modh leth-batch de acras monomer.[21, 22] Cuir uisge deionized (160 mL) ann am flasg bonn cruinn trì-amhach 250 mL agus cuir ann an amar ola gluasadach e.Chaidh am flasg an uairsin a ghlanadh le nitrigin agus chaidh monomer styrene gun inhibitor (2.1 mL) a chur ris a 'bhlasg ghlan, gluasad.Às deidh 10 mionaidean aig 70 ° C, cuir sodium lauryl sulfate (0.235 g) air a sgaoileadh ann an uisge deionized (8 mL).Às deidh 5 mionaidean eile, chaidh persulfate potasium (0,5 g) air a sgaoileadh ann an uisge deionized (2 mL) a chur ris.Thairis air na 5 uairean a tha romhainn, cleachd pumpa syringe gus styrene a bharrachd gun inhibitor (20 mL) a thoirt a-steach don fhlasg aig ìre 66 µL min-1.Às deidh an in-fhilleadh styrene a chrìochnachadh, lean am freagairt airson 17 uairean eile.An uairsin chaidh am flasg fhosgladh agus fhuarachadh gus crìoch a chur air a 'polymerization.Chaidh an emulsion latex polystyrene synthesized a dhì-ghalarachadh an aghaidh uisge deionized ann an tiùb dialysis SnakeSkin (gearradh cuideam moileciuil 3500 Da) airson còig latha, agus chaidh an uisge deionized a chuir na àite a h-uile latha.Thoir air falbh an emulsion bhon phìob dialysis agus stòraich e san fhrigeradair aig 4 ° C gus an tèid a chleachdadh.
Chaidh sgapadh solais dinamach (DLS) a dhèanamh le anailisiche Brookhaven 90Plus, b ’e an tonn-tonn laser 659 nm, agus b’ e ceàrn an lorgaire 90 °.Cleachd am bathar-bog fuasglaidh mìrean togte (v2.6; Brookhaven Instruments Corporation) gus an dàta a mhion-sgrùdadh.Tha an casg latex air a lagachadh le uisge deionized gus am bi an àireamh de ghràinean timcheall air 500 mìle cunntadh gach diog (kcps).Chaidh meud a ’ghràin a dhearbhadh mar 125 ± 3 nm, agus b’ e am polydispersity a chaidh aithris 0.289 ± 0.006.
Chaidh anailisiche comas ZetaPlus zeta (Brookhaven Instruments Corp.) a chleachdadh gus luach tomhais a’ chomas zeta fhaighinn ann am modh sgapaidh solais mion-sgrùdadh ìre.Chaidh an sampall ullachadh le bhith a’ cur aliquot de latex ri fuasgladh NaCl 5 × 10-3m agus a’ caolachadh a’ chasg latex a-rithist gus cunntas gràin de mu 500 kcps a choileanadh.Chaidh còig tomhasan ath-aithris (gach fear le ruith 30) a dhèanamh, a’ leantainn gu luach comasach zeta de -55.1 ± 2.8 mV, far a bheil a’ mhearachd a’ riochdachadh claonadh àbhaisteach luach cuibheasach nan còig ath-aithris.Tha na tomhais sin a’ nochdadh gu bheil na gràineanan fo chasaid àicheil agus a’ cruthachadh crochadh seasmhach.Gheibhear dàta comas DLS agus zeta anns na clàran fiosrachaidh taic S2 agus S3.
Thog sinn an uidheamachd a rèir inbhean ASTM International, mar a tha air a mhìneachadh gu h-ìosal agus air a shealltainn ann am Figear 1. Tha an gineadair aerosol modal aon-jet Blaustein (BLAM; CHTech) air a chleachdadh gus aerosolan a dhèanamh anns a bheil bàlaichean latex.Bidh an t-sruth èadhair sìolaidh (a gheibhear tro shìoltachain GE Healthcare Whatman 0.3 µm HEPA-CAP agus 0.2 µm POLYCAP TF ann an sreath) a ’dol a-steach don ghineadair aerosol aig cuideam 20 psi (6.9 kPa) agus a’ atomize cuibhreann den 5 mg L-1 crochaidh Tha an leaghan air a chuir a-steach do bhall latex an uidheamachd tro phump steallaire (Modail Saidheans KD 100).Tha na mìrean fliuch aerosolized air an tiormachadh le bhith a’ dol seachad air an t-sruth èadhair a ’fàgail an gineadair aerosol tro iomlaid teas tubular.Tha an t-iomlaid teas air a dhèanamh suas de phìob stàilinn stainless 5/8" le coil teasachaidh 8-troigh a dh'fhaid.Is e an toradh 216 W (BriskHeat).A rèir an dial a ghabhas atharrachadh, tha toradh an teasadair air a shuidheachadh gu 40% de luach as àirde an inneil (≈86 W);bidh seo a’ toirt a-mach teòthachd cuibheasach balla a-muigh de 112 ° C (claonadh àbhaisteach ≈1 ° C), a tha air a dhearbhadh le tomhas teirm-couple air a chuir air uachdar (Taylor USA).Tha Figear S4 anns an fhiosrachadh taice a’ toirt geàrr-chunntas air coileanadh an teasadair.
Tha na mìrean atomized tiormaichte an uairsin air an measgachadh le meud nas motha de èadhar sìoltaichte gus ìre sruth adhair iomlan de 28.3 L min-1 a choileanadh (is e sin, 1 troigh ciùbach gach mionaid).Chaidh an luach seo a thaghadh leis gur e an ìre sruth neo-mhearachdach den ionnstramaid anailisiche mìrean laser a tha a’ samplachadh sìos an abhainn den t-siostam.Bithear a’ cur an t-sruth-adhair a tha a’ giùlan nam mìrean latex gu aon de dhà sheòmar dhìreach co-ionann (ie tiùban stàilinn stainless le ballachan rèidh): seòmar “smachd” gun stuth masg, no seòmar “sampall” le gearradh cruinn a ghabhas toirt air falbh An neach-gleidhidh sampall air a chuir a-steach taobh a-muigh an aodach.Is e trast-thomhas a-staigh an dà sheòmar 73 mm, a tha a rèir trast-thomhas a-staigh an neach-gleidhidh sampall.Bidh an neach-gleidhidh sampall a’ cleachdadh fàinneachan claoidhte agus boltaichean cùlaist gus an stuth masg a ròn gu teann, agus an uairsin cuir a-steach am bracaid so-ruigsinneach a-steach do bheàrn an t-seòmair sampall, agus seulaich e gu teann san inneal le gasgaidean rubair agus clamps (Figear S2, fiosrachadh taice).
Is e trast-thomhas an sampall aodaich ann an conaltradh ris an t-sruth-adhair 73 mm (sgìre = 41.9 cm2);tha e air a seuladh anns an t-seòmar sampall rè an deuchainn.Tha an sruth-adhair a tha a’ fàgail an t-seòmair “smachd” no “sampall” air a ghluasad gu anailisiche gràin laser (siostam tomhais gràin LASAIR III 110) gus àireamh agus dùmhlachd ghràinean latex a thomhas.Bidh an anailisiche mìrean a’ sònrachadh na crìochan as ìsle agus as àirde a thaobh dùmhlachd mìrean, fa leth 2 × 10-4 agus ≈34 gràineanan gach cas ciùbach (7 agus ≈950 000 gràineanan gach cas ciùbach).Airson tomhas dùmhlachd de ghràinean latex, thathas ag aithris air an ìre de ghràinean ann am “bogsa” le crìoch nas ìsle agus crìoch àrd de 0.10–0.15 µm, a rèir meud tuairmseach gràinean latex singilte san aerosol.Ach, faodar meudan biona eile a chleachdadh, agus faodar grunn bhionaichean a mheasadh aig an aon àm, le meud gràin as àirde de 5 µm.
Tha an uidheamachd cuideachd a’ toirt a-steach uidheamachd eile, leithid uidheamachd airson a bhith a’ sruthadh an t-seòmar agus an anailisiche mìrean le èadhar glan sìolaidh, a bharrachd air bhalbhaichean agus ionnstramaidean riatanach (Figear 1).Tha na diagraman pìobaireachd agus ionnstramaid iomlan rim faicinn ann am Figear S1 agus Clàr S1 den fhiosrachadh taice.
Rè an deuchainn, chaidh an casg latex a chuir a-steach don ghineadair aerosol aig ìre sruthadh de ≈60 gu 100 µL min-1 gus toradh gràineach seasmhach a chumail suas, timcheall air 14-25 gràinean gach ceudameatair ciùbach (400 000-gach ceudameatair ciùbach) 700 000 mìrean).Feet) ann am biona le meud 0.10–0.15 µm.Tha feum air an raon ìre sruthadh seo mar thoradh air na h-atharrachaidhean a chaidh fhaicinn ann an dùmhlachd de ghràinean latex sìos an abhainn bhon ghineadair aerosol, a dh’ fhaodadh a bhith air sgàth atharrachaidhean anns an ìre de chasg latex a chaidh a ghlacadh le ribe liùlach an gineadair aerosol.
Gus PFE de shampall aodach sònraichte a thomhas, thèid an aerosol particle latex a ghluasad tron t-seòmar smachd an toiseach agus an uairsin a stiùireadh chun mhion-sgrùdair gràin.Tomhais gu leantainneach an dùmhlachd de thrì gràinean ann an leantainneachd luath, gach fear a’ mairsinn aon mhionaid.Bidh an anailisiche mìrean ag aithris air an ìre cuibheasach ùine de ghràineanan rè an sgrùdaidh, is e sin, an dùmhlachd cuibheasach de ghràineanan ann an aon mhionaid (28.3 L) den sampall.Às deidh na tomhais bun-loidhne seo a ghabhail gus cunntas gràin seasmhach agus ìre sruthadh gas a stèidheachadh, thèid an aerosol a ghluasad chun t-seòmar sampall.Cho luath ‘s a ruigeas an siostam cothromachadh (mar as trice 60-90 diogan), thèid trì tomhasan aon-mionaid leantainneach a ghabhail gu sgiobalta.Tha na tomhais sampaill seo a’ riochdachadh an ìre de ghràineanan a tha a’ dol tron t-sampall aodaich.Mar thoradh air an sin, le bhith a’ sgoltadh an t-sruth aerosol air ais don t-seòmar smachd, chaidh trì tomhasan dùmhlachd gràin eile a thoirt bhon t-seòmar smachd gus dearbhadh nach do dh’ atharraich an dùmhlachd gràin suas an abhainn gu mòr rè a’ phròiseas measaidh sampall gu lèir.Leis gu bheil dealbhadh an dà sheòmar mar an ceudna - ach a-mhàin gum faod an seòmar sampall àite a thoirt don neach-gleidhidh sampall - faodar beachdachadh air na suidheachaidhean sruthadh san t-seòmar mar an ceudna, agus mar sin dùmhlachd nam mìrean anns a ’gas a’ fàgail an t-seòmar smachd agus an seòmar sampall faodar coimeas a dhèanamh.
Gus beatha an ionnstramaid anailis mìrean a chumail suas agus na gràinean aerosol san t-siostam a thoirt air falbh eadar gach deuchainn, cleachd jet adhair sìoltachaidh HEPA gus an anailisiche mìrean a ghlanadh às deidh gach tomhas, agus glan an seòmar sampall mus atharraich thu sampallan.Feuch an toir thu sùil air Figear S1 anns an fhiosrachadh taice airson diagram sgeamach den t-siostam sruthadh èadhair air an inneal PFE.
Tha an àireamhachadh seo a’ riochdachadh aon thomhas PFE “ath-aithris” airson aon sampall stuthan agus tha e co-ionann ris an àireamhachadh PFE ann an ASTM F2299 (Co-aontar (2)).
Chaidh dùbhlan a thoirt do na stuthan a chaidh a mhìneachadh ann an §2.1 le aerosols latex a’ cleachdadh an uidheamachd PFE a tha air a mhìneachadh ann an §2.3 gus faighinn a-mach dè cho freagarrach ‘s a tha iad mar stuthan masg.Tha Figear 2 a’ sealltainn na leughaidhean a gheibhear bhon mhion-sgrùdaire dùmhlachd mìrean, agus tha luachan PFE de aodach geansaidh agus stuthan batting air an tomhas aig an aon àm.Chaidh trì mion-sgrùdaidhean sampaill a dhèanamh airson dà stuth gu h-iomlan agus sia ath-aithris.Gu follaiseach, mar as trice bidh a’ chiad leughadh ann an seata de thrì leughaidhean (air a dhath le dath nas aotroime) eadar-dhealaichte bhon dà leughadh eile.Mar eisimpleir, tha a’ chiad leughadh eadar-dhealaichte bho chuibheasachd an dà leughadh eile anns na trì-fhilltean 12-15 ann am Figear 2 le barrachd air 5%.Tha an amharc seo co-cheangailte ri cothromachadh èadhar anns a bheil aerosol a’ sruthadh tron anailisiche mìrean.Mar a chaidh a dheasbad ann an Stuthan agus Dòighean, chaidh na leughaidhean cothromachaidh (an dàrna agus an treas smachd agus leughaidhean sampall) a chleachdadh gus am PFE obrachadh a-mach ann an dubhar dorcha gorm is dearg ann am Figear 2, fa leth.Gu h-iomlan, is e luach cuibheasach PFE nan trì ath-riochdachadh 78% ± 2% airson aodach geansaidh agus 74% ± 2% airson stuth batadh cotan.
Gus coileanadh an t-siostaim a thomhas, chaidh masgaichean meidigeach le teisteanas ASTM 2100 (L2, L3) agus analach NIOSH (N95) a mheasadh cuideachd.Tha inbhe ASTM F2100 a’ suidheachadh èifeachdas sìoltachaidh gràinean fo-micron de ghràineanan 0.1 µm de mhasgan ìre 2 agus ìre 3 gu bhith ≥ 95% agus ≥ 98%, fa leth.[5] San aon dòigh, feumaidh luchd-analach N95 le teisteanas NIOSH sealltainn èifeachdas sìoltachaidh de ≥95% airson nanoparticles NaCl atomized le trast-thomhas cuibheasach de 0.075 µm.[24] Rengasamy et al.A rèir aithisgean, tha masgaichean N95 coltach ris a’ nochdadh luach PFE de 99.84% -99.98%, [25] Zangmeister et al.A rèir aithisgean, tha an N95 aca a ’toirt a-mach èifeachdas sìoltachaidh as ìsle nas motha na 99.9%, [14] fhad‘ s a tha Joo et al.A rèir aithisgean, thug masgaichean 3M N95 a-mach 99% de PFE (mìrean 300 nm), [16] agus Hao et al.Is e an aithris N95 PFE (mìrean 300 nm) 94.4%.[17] Airson an dà masg N95 a chuir Shakya et al.le bàlaichean latex 0.1 µm, thuit am PFE timcheall air eadar 80% agus 100%.[19] Nuair a bha Lu et al.A’ cleachdadh bàlaichean latex den aon mheud gus masgaichean N95 a mheasadh, thathas ag aithris gu bheil am PFE cuibheasach aig 93.8%.[20] Tha na toraidhean a gheibhear a’ cleachdadh an uidheamachd a tha air a mhìneachadh san obair seo a’ sealltainn gur e 99.2 ± 0.1% am PFE den masg N95, a tha ag aontachadh gu math leis a’ mhòr-chuid de sgrùdaidhean roimhe.
Chaidh masgaichean lannsaireachd a dhearbhadh cuideachd ann an grunn sgrùdaidhean.Tha masgaichean lannsaireachd Hao et al.sheall e PFE (mìrean 300 nm) de 73.4%, [17] fhad ‘s a bha na trì masgaichean lannsaireachd a chaidh a dhearbhadh le Drewick et al.Tha am PFE a chaidh a thoirt a-mach a’ dol bho timcheall air 60% gu faisg air 100%.[15] (Faodaidh am masg mu dheireadh a bhith na mhodail le teisteanas.) Ach, tha Zangmeister et al.A rèir aithisgean, chan eil an èifeachdas sìoltachaidh as ìsle den dà masg lannsaireachd a chaidh a dhearbhadh ach beagan nas àirde na 30%, [14] fada nas ìsle na na masgaichean lannsaireachd a chaidh a dhearbhadh san sgrùdadh seo.San aon dòigh, chaidh am “masg lannsa gorm” a chaidh a dhearbhadh le Joo et al.Cruthaich nach eil ann am PFE (mìrean 300 nm) ach 22%.[16] Shakya et al.aithris gun deach am PFE de mhasgan lannsaireachd (a’ cleachdadh gràinean latex 0.1 µm) sìos timcheall air 60-80%.[19] A’ cleachdadh bàlaichean latex den aon mheud, thug masg lannsa Lu et al. toradh PFE cuibheasach de 80.2%.[20] An coimeas ri sin, is e am PFE den masg L2 againn 94.2 ± 0.6%, agus is e am PFE den masg L3 94.9 ± 0.3%.Ged a tha na PFEn sin a’ dol thairis air mòran PFEn anns an litreachas, feumaidh sinn a thoirt fa-near nach eil cha mhòr ìre teisteanais air ainmeachadh san rannsachadh roimhe, agus tha na masgaichean lannsaireachd againn air teisteanas ìre 2 agus ìre 3 fhaighinn.
San aon dòigh ’s a chaidh mion-sgrùdadh a dhèanamh air stuthan masg an tagraiche ann am Figear 2, chaidh trì deuchainnean a dhèanamh air na sia stuthan eile gus faighinn a-mach dè cho freagarrach sa tha iad san masg agus gus obrachadh an inneal PFE a nochdadh.Tha Figear 3 a’ dealbhadh luachan PFE de gach stuth a chaidh a dhearbhadh agus gan coimeas ris na luachan PFE a gheibhear le bhith a’ luachadh stuthan masg L3 agus N95 dearbhte.Bho na 11 masgaichean / stuthan masg tagraiche a chaidh a thaghadh airson na h-obrach seo, chithear raon farsaing de choileanadh PFE gu soilleir, bho ≈10% gu faisg air 100%, co-chòrdail ri sgrùdaidhean eile, [8, 9, 15] agus tuairisgeulan gnìomhachais Chan eil dàimh soilleir eadar PFE agus PFE.Mar eisimpleir, tha stuthan le co-dhèanamh coltach ris (dà shampall cotan 100% agus muslin cotan) a 'taisbeanadh luachan PFE gu math eadar-dhealaichte (14%, 54%, agus 13%, fa leth).Ach tha e riatanach gum bi coileanadh ìosal (mar eisimpleir, 100% cotan A; PFE ≈ 14%), coileanadh meadhanach (mar eisimpleir, measgachadh cotan / polyester 70% / 30%; PFE ≈ 49%) agus coileanadh àrd (mar eisimpleir, geansaidh Stuth; PFE ≈ 78%) Faodar an aodach aithneachadh gu soilleir a ’cleachdadh an uidheamachd PFE a tha air a mhìneachadh san obair seo.Gu sònraichte rinn aodach geansaidh agus stuthan batadh cotan fìor mhath, le PFEn a’ dol bho 70% gu 80%.Faodar stuthan àrd-choileanaidh leithid seo a chomharrachadh agus a sgrùdadh nas mionaidiche gus tuigse fhaighinn air na feartan a tha a’ cur ris an coileanadh sìoltachaidh àrd aca.Ach, tha sinn airson cur an cuimhne, leis gu bheil toraidhean PFE de stuthan le tuairisgeulan gnìomhachais coltach ris (ie stuthan cotan) gu math eadar-dhealaichte, chan eil an dàta seo a’ nochdadh dè na stuthan a tha feumail gu farsaing airson masgaichean aodaich, agus chan eil sinn an dùil na feartan a thoirt a-steach - roinnean de stuthan.An dàimh coileanaidh.Bidh sinn a ’toirt seachad eisimpleirean sònraichte gus calibration a nochdadh, a’ sealltainn gu bheil an tomhas a ’còmhdach an raon iomlan de èifeachdas sìoltachaidh a dh’ fhaodadh a bhith ann, agus a ’toirt seachad meud a’ mhearachd tomhais.
Fhuair sinn na toraidhean PFE seo gus dearbhadh gu bheil raon farsaing de chomasan tomhais aig an uidheamachd againn, mearachd ìosal, agus an coimeas ri dàta a gheibhear san litreachas.Mar eisimpleir, tha Zangmeister et al.Thathas ag aithris air toraidhean PFE grunn aodach cotan fighte (me “Cotton 1-11 ″) (89 gu 812 snàithleanan gach òirleach).Ann an 9 de na 11 stuthan, tha an “èifeachd sìoltachaidh as ìsle” eadar 0% agus 25%;tha PFE an dà stuth eile timcheall air 32%.[14] San aon dòigh, tha Konda et al.Thathas ag aithris air dàta PFE de dhà aodach cotan (80 agus 600 TPI; 153 agus 152 gm-2).Tha am PFE a’ dol bho 7% gu 36% agus 65% gu 85%, fa leth.Ann an sgrùdadh Drewick et al., ann an aodach cotan aon-fhillte (ie cotan, fighe cotan, moleton; 139–265 TPI; 80–140 gm–2), tha an raon de stuthan PFE timcheall air 10% gu 30%.Ann an sgrùdadh Joo et al., tha PFE de 8% (mìrean 300 nm) aig an stuth cotan 100% aca.Bagheri et al.cleachd mìrean polystyrene latex de 0.3 gu 0.5 µm.Chaidh an PFE de shia stuthan cotain (120-200 TPI; 136-237 gm-2) a thomhas, eadar 0% agus 20%.[18] Mar sin, tha a’ mhòr-chuid de na stuthan sin ag aontachadh gu math ri toraidhean PFE nan trì aodach cotan againn (ie Veratex Muslin CT, Cottons Store Fabric A agus B), agus tha an èifeachdas sìoltachaidh cuibheasach aca 13%, 14% agus fa leth.54%.Tha na co-dhùnaidhean sin a’ nochdadh gu bheil eadar-dhealachaidhean mòra eadar stuthan cotan agus nach eil tuigse mhath air na feartan stuthan a tha a’ leantainn gu PFE àrd (ie cotan 600 TPI Konda et al.; ar cotan B).
Nuair a thathar a’ dèanamh nan coimeasan sin, tha sinn ag aideachadh gu bheil e duilich stuthan a chaidh a dhearbhadh anns an litreachas a lorg aig a bheil na h-aon fheartan (ie, co-dhèanamh stuthan, fighe agus fighe, TPI, cuideam, msaa) leis na stuthan a chaidh a dhearbhadh san sgrùdadh seo, agus mar sin chan urrainnear a choimeas gu dìreach.A bharrachd air an sin, tha na h-eadar-dhealachaidhean anns na h-ionnstramaidean a chleachd na h-ùghdaran agus an dìth cunbhalachaidh ga dhèanamh duilich coimeasan math a dhèanamh.Ach a dh’ aindeoin sin, tha e soilleir nach eilear a’ tuigsinn gu math an dàimh dèanadais / coileanaidh de aodach àbhaisteach.Thèid na stuthan a dhearbhadh tuilleadh le uidheamachd àbhaisteach, sùbailte agus earbsach (leithid an uidheamachd a tha air a mhìneachadh san obair seo) gus na dàimhean sin a dhearbhadh.
Ged a tha mearachd staitistigeil iomlan (0-5%) eadar aon ath-riochdachadh (0-4%) agus na sampallan a chaidh an sgrùdadh ann an trì-fhillte, bha an uidheamachd a chaidh a mholadh san obair seo na inneal èifeachdach airson deuchainn PFE de dhiofar stuthan.Aodach àbhaisteach gu masgaichean meidigeach dearbhte.Is fhiach a bhith mothachail, am measg nan 11 stuthan a chaidh a dhearbhadh airson Figear 3, gu bheil am mearachd iomadachaidh σprop nas àirde na an claonadh àbhaisteach eadar tomhasan PFE de shampall singilte, is e sin, an σsd de 9 a-mach à 11 stuthan;tha an dà eisgeachd seo a’ nochdadh ann an luach PFE fìor àrd (ie masg L2 agus L3).Ged a tha na toraidhean a thug Rengasamy et al.A’ sealltainn gu bheil an eadar-dhealachadh eadar sampallan cunbhalach beag (ie, còig ath-aithris <0.29%), [25] rinn iad sgrùdadh air stuthan le feartan sìolaidh àrd aithnichte air an dealbhadh gu sònraichte airson saothrachadh masg: faodaidh an stuth fhèin a bhith nas èideadh, agus tha an deuchainn seo cuideachd. faodaidh raon raon PFE a bhith nas cunbhalaiche.Gu h-iomlan, tha na toraidhean a gheibhear le bhith a’ cleachdadh an uidheamachd againn a rèir dàta PFE agus inbhean teisteanais a fhuair luchd-rannsachaidh eile.
Ged a tha PFE na chomharra cudromach airson coileanadh masg a thomhas, aig an ìre seo feumaidh sinn cur an cuimhne luchd-leughaidh gum feum mion-sgrùdadh coileanta de stuthan masg san àm ri teachd beachdachadh air factaran eile, is e sin, permeability stuthan (is e sin, tro lughdachadh cuideam no deuchainn cuideam eadar-dhealaichte. ).Tha riaghailtean ann an ASTM F2100 agus F3502.Tha breathability iomchaidh riatanach airson comhfhurtachd an neach-caitheamh agus gus casg a chuir air oir na masg fhad ‘s a tha e anail.Leis gu bheil PFE agus permeability èadhair mòran de stuthan cumanta mar as trice co-rèireach neo-dhìreach, bu chòir an tomhas tuiteam cuideam a dhèanamh còmhla ri tomhas PFE gus measadh nas mionaidiche a dhèanamh air coileanadh an stuth masg.
Tha sinn a’ moladh gu bheil stiùireadh airson uidheamachd PFE a thogail a rèir ASTM F2299 deatamach airson leasachadh leantainneach air inbhean, gineadh dàta rannsachaidh a ghabhas coimeas eadar deuchainn-lannan rannsachaidh, agus àrdachadh sìoladh aerosol.Na bi ach an urra ri inbhe NIOSH (no F3502), a tha a’ sònrachadh aon inneal (TSI 8130A) agus a chuireas casg air luchd-rannsachaidh bho bhith a’ ceannach innealan turnkey (mar eisimpleir, siostaman TSI).Tha earbsa ann an siostaman àbhaisteach leithid TSI 8130A cudromach airson teisteanas àbhaisteach gnàthach, ach tha e a’ cuingealachadh leasachadh masgaichean, analach, agus teicneòlasan sìoltachaidh aerosol eile a tha an aghaidh adhartas rannsachaidh.Is fhiach a bhith mothachail gun deach inbhe NIOSH a leasachadh mar dhòigh air deuchainn a dhèanamh air analach fo na suidheachaidhean cruaidh ris a bheil dùil nuair a tha feum air an uidheamachd seo, ach an coimeas ri sin, thathas a’ dèanamh deuchainn air masgaichean lannsaireachd le modhan ASTM F2100 / F2299.Tha cumadh agus stoidhle masgaichean coimhearsnachd nas coltaiche ri masgaichean lannsaireachd, rud nach eil a’ ciallachadh gu bheil coileanadh èifeachd sìolaidh sàr-mhath aca mar N95.Ma tha masgaichean lannsaireachd fhathast air am measadh a rèir ASTM F2100 / F2299, bu chòir aodach àbhaisteach a sgrùdadh a ’cleachdadh dòigh nas fhaisge air ASTM F2100 / F2299.A bharrachd air an sin, tha ASTM F2299 a’ ceadachadh sùbailteachd a bharrachd ann an diofar pharaimearan (leithid ìre sruthadh adhair agus astar uachdar ann an sgrùdaidhean èifeachd sìolaidh), a dh’ fhaodadh a dhèanamh na ìre tuairmseach nas àirde ann an àrainneachd rannsachaidh.
Ùine puist: Lùnastal-30-2021