防护服和口罩技术标准之全球汇总与解析
由于全球公共卫生事件的不断蔓延,各国的医疗防护物资也纷纷“告急”,出现了供不应求的情况,面临医疗物质的供应出现较为急迫的缺口,尤其是医用体温计、防护服、医用口罩和医用手套等,因此各国都加大此类医疗物质的生产、供应。医疗资源紧缺的情况下,各行各业都在努力协助及时保证物质稳定供应,同时,俗话说的好“宁缺毋滥”,医疗物资品质是否达标是大家关注重点,而检测行业一直是这些标准的一线关注者。
为此,上海泛标收集了国内外的医用防护服和口罩标准,就和大家一起了解下全球的标准。
疫情发生以后,我国为缓解医用防护服生产供应严重不足问题,采取了疫情防控的临时应急措施,进行了海外标准的衔接,加大分级分类供给。其中,增加符合欧盟标准的紧急医用物资防护服供给,紧急医用物资防护服应符合欧盟医用防护服EN 14126标准(其中液体阻隔等级在2级以上)并取得欧盟CE认证(上表所示),或液体致密型防护服(type3,符合EN 14605标准)、喷雾致密型防护服(type4,符合EN 14605标准)、防固态颗粒物防护服(type5,符合ISO 13982-1&2标准)。
防护服的“防护性能”是最为重要的性能要求,主要包括液体阻隔、微生物阻隔和对颗粒物质的阻隔等方面。目前国际上较通用的医用防护服标准是美国NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)标准和欧盟的EN标准。下面就主要国家医用防护服标准中的防护性能进行简单比对。
我国2003年首次颁布了《医用一次性防护服技术要求》国家强制标准,并于2009年进行了修订,GB19082-2009《医用一次性防护服技术要求》中规定的性能指标相对较丰富,如“过滤效率”指标就是其他国家标准中未提及的。
国际上基本采用一次性非织造(无纺布)材料制成医用防护服,这种防护服经过进一步的抗菌、抗静电等处理,可穿着性跟传统纺织品比较接近,而且价格较低。因此,在医疗领域的隔离衣和防护服中应用较为广泛。但是,各国家对于防护服指标考虑的侧重点、产品性能要求、测试方法等存在一定的差异。
随着全球新型冠状病毒感染疫情的不断蔓延,戴口罩是民众必不可少的“防毒”措施,国内外口罩的需求急剧增长,因此有关口罩的“有效性”、“达标”及“选用”问题也迅速成为了公众的焦点。
首先就大家关心的几个关于口罩的流行词汇进行下梳理:
★N95口罩
经常提到的N95型口罩,是指通过美国NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)认证,符合美国呼吸护具标准42 CFR Part84,非油性颗粒过滤效率达到95%以上的口罩,包括 N 、 R 、 P 三种系列。
N 系列即可阻隔非油性颗粒物的呼吸防护器具(包括口罩),而国内相关标准体系是没有N95的说法的 ;此外N系列口罩可用于防护颗粒物的场合、包括病毒等病原体传播的场合。
★医用防护口罩
目前国内医用领域要求最高的防护口罩,技术指标详见 GB 19083,可用于高风险、高暴露的防疫一线医护人员和工作人员防护。
★劳保口罩 (KN 、KP系列):
国内劳保领域普及最广的标准GB 2626 中的概念,标准中呼吸器(包括口罩)分为 KN 和 KP 系列, KN 系列可阻隔非油性颗粒物,KP 系列可阻隔油性和非油性颗粒物。
★过滤效率:
医用防护、外科口罩与普通口罩的主要区别是能阻挡液体尤其是血液渗透。
BFE:要≥95%细菌过滤效果 (Bacterial Filtration Efficiency),是用以测量口罩过滤细菌的效率,数值越高效果愈好。可过滤:3微米微粒,包括花粉或普通飞沫。
PFE:≥95%是粒子过滤效果 (Particulate Filtration Efficiency),测量口罩过滤粒子的效率,数值越高效果愈好。可过滤:0.1微米微粒,包括阻挡流感、沙士等病毒。
VFE:是病毒过滤效果 (Viral Filtration Efficiency),测量口罩过滤病毒的效率,数值越高效果愈好。可过滤:0.1至5微米微粒,更佳阻挡流感、沙士等病毒。
由于新型冠状病毒的传播途径主要经过飞沫传播,通过国内外不同文献得到的飞沫粒径分布的实验数据了解到,直径大于20μm的飞沫会迅速沉降,直径在0.5μm~20μm的飞沫会悬浮在空气中并被易感人群吸入。飞沫是一种非油性颗粒物,因此防护新型冠状病毒感染的口罩,必须能够满足过滤直径0.5μm以上直径的非油性颗粒物微粒的要求,才能有效阻挡飞沫,起到保护作用。
口罩的多层结构能阻断大颗粒,而最难隔离的颗粒在0.1-0.3微米之间。通常以0.3微米颗粒的阻隔能力来划分口罩颗粒过滤等级,如KN95即表示能阻隔95%的0.3微米颗粒。口罩标准中的“过滤效率”是指在规定条件下,口罩对空气中的颗粒物滤除的百分数,也就是我们通俗理解的口罩隔离病毒的能力,除此以外,就是佩戴的舒适度(通气阻力)。但这两个指标又是一个相互矛盾体,通常口罩防护性能越高,舒适度相应也会降低,因此本文仅以“过滤效率”指标来分析中国、美国、欧盟、日本、韩国、澳洲、中国台湾等地的口罩标准情况,使我们更进一步了解口罩的基本特性与功能。
1、中国对于口罩的要求
目前,市场上有部分口罩执行的是GB/T 32610标准,这是国家首个民用防护口罩的国家标准,适用于过滤进入口鼻的空气,以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具。虽有一定的防护作用,但不能用于阻止呼吸道病原体,不属于医用范畴。材质为棉布、纱布、海绵、帆布及绒等口罩,只能隔离空气中部分粉尘,基本不具备防护作用。GB/T 32610-2016 防护级别为A时,或过滤级别为Ⅱ级以上才能近似于KN95/N95口罩(如下图所示),我们通常讲的PM2.5口罩源于此标准。
从图中可以看出,GB 2626-2006根据口罩的泄漏率与口罩本身的过滤效率将口罩分为90(KN90、KP90)、95(KN95、KP95)、100(KN100、KP100)三个等级,这就是我们常说的KN/KP系列口罩。这个标准和国际标准更加接近,例如欧盟标准EN 149,美国的NIOSH认证口罩,澳洲AS 1716(下文图),都很类似。应该说除了不防毒气和火灾,可以防大多数空气污染了,除了防雾霾,也适用于长时间呆在工厂之类的粉尘环境。(注:GB 2626-2019将于2020年7月1日实施。)
医用防护口罩,符合中国GB19083-2010 强制性标准,具有良好面部密合性,不设呼气阀,过滤效率≥95%(使用非油性颗粒物测试),要求通过合成血液穿透测试(防止体液喷溅),并对微生物指标提出要求。这也是医用的特殊要求。
2、美国对于口罩的要求
美国联邦法规CFR是技术性法规,类似于我国的强制标准,CFR中指定的相关标准(或部分章节)和相关指南(或部分章节),即成为美国的强制性技术规范。
下图中的ASTM F2100标准,主要针对提供医疗服务(如手术、病人护理等)的医用口罩制造材料的试验和要求,与CFR 84-42的解释指南、EN 149、GB 19083、GB 2626等标准不同,本标准并未区分油性颗粒和非油性颗粒。
3、欧盟对于口罩的要求:
欧洲针对口罩的标准与我国相似,分成通用的呼吸防护装置和专用的医用口罩,口罩产品在欧盟市场上销售必须获得CE认证。EN 149 中分 FFP1、FFP2 、FFP3 共三个级别,但其测试参数(测试流量、气溶胶粒径特征等)与GB 2626及美国N95都不同,FFP系列口罩来源于此。
EN14683标准将医用口罩分为两种类型(I型和II型),其中II型根据口罩是否防溅而进一步划分,“R”表示防溅。其中I型只能用于患者或其他人,不适用于手术室或有其他类似要求的医疗场所的医护人员。
4、日本对口罩的要求
从过滤效率的分类来看,日本标准将口罩按照是否重复使用分为RL(可重复使用类型)和DL(不可重复使用类型),RL和DL再根据过滤效率分别分成三个级别,具体如下图所示:
本标准针对过滤的颗粒的大小、浓度等进行了规定,标准中过滤的颗粒物的粒度小于中国国家标准GB/T 32610-2016《日常防护型口罩技术规范》规定的PM2.5,即小于等于2.5μm的颗粒物。
5、韩国对于口罩的要求:
目前谈及比较多的KF94就源于此。
6、澳洲对于口罩的要求
AS / NZS 1716是澳大利亚和新西兰的呼吸保护装置标准。
7、中国台湾对于口罩的要求:
通过口罩标准的调研比对发现,国外通用口罩大多执行CFR 42-84(美国联邦法规)的解释指南《NIOSH Guide to theSelection and Use of Particulate Respirators》、EN 149(欧洲标准)。日常生活中常常提到的非油性颗粒物的N系列是美国标准,FFP系列是欧洲标准,KN系列是中国标准,数字越大防护等级也越高。
各标准中使用的油性颗粒物介质的选择并不完全相同,因此过滤效率数值仅供参考,事实上,一款口罩产品可能同时符合多个标准的要求,比如同时符合劳动防护和医用防护口罩两个标准要求。