从化学视角浅谈医用口罩的重复利用

doi:10.3866/PKU.DXHX202003060

摘要/Abstract

摘要：

在认识口罩的分类、防护层组成和结构以及防护原理的基础上，从口罩核心防护层——聚丙烯喷熔无纺布的物理化学性质出发，结合新型冠状病毒的生化特点，浅析一些常用医学消毒与灭菌方法在医用口罩重复利用中应用的可行性。

Abstract:

This paper briefly introduced the classification of disposal face masks, and the composition and structure of key protective layer, in addition to its protection principle. The feasibility of reuse and disinfection of the disposable face masks with several common medical methods is discussed based on the physical structure and chemical composition of meltblown, the main protective layer, in addition to biochemical characteristics of new coronavirus.

Key words: Medical mask, SMS structure, Polypropylene electret melt blown nonwovens

MSC2000:

葛冬琦, 石建英. 从化学视角浅谈医用口罩的重复利用[J]. 大学化学, 2020, 35(12): 87-93.

Dongqi Ge, Jianying Shi. Remark on Reuse of Medical Masks from Chemical Perspective[J]. University Chemistry, 2020, 35(12): 87-93.

图/表 7

图1

表1

图2

图3

图4

图5

表2

口罩消毒方法"

口罩重复利用方法	操作方法	特点
干热消毒法	(1)微波消毒法，拆除口罩中的金属丝，正面向上平铺。若有胶等粘附剂，在300 W下加热4 min，若无，则在700 W下加热2 min。然后，将背面平铺在微波炉中，重复以上操作^{[17, 18]}。(2)烘箱/烤箱消毒法，在70 ℃或75 ℃下对口罩烤30 min^{[16, 19]}。(3)电吹风消毒法，用保鲜袋包裹口罩，在70 ℃下吹30 min ^[2]。	加热速度快，口罩的里外层可以同时加热，并且消毒温度相对较低，不会生成残留物，不污染环境^[20]。
紫外线消毒法	(1)将口罩平放在桌面上，用紫外灯(医用紫外灯或洗碗机中的紫外灯均可)照射30 min，然后将口罩翻过来，对口罩另一面照射30 min ^[19]。(2)在阳光下暴晒30 min，具体操作如上^[19]。	紫外线消毒是医院中常用的手段，可灭活各种微生物，具有很好的杀菌效果。但是紫外线的穿透力较弱，空气中的水分、颗粒物均会降低照射强度，从而大大降低杀菌效果。
环氧乙烷消毒法	将口罩放在环氧乙烷中(浓度为400 mg·L^-1)，杀毒后需要静置7天解析，使环氧乙烷的残留量低于要求值^[20]。	环氧乙烷消毒法是工厂中制作医用口罩的最后一道消毒工艺，环氧乙烷与蛋白质分子上的巯基/氨基/羟基/羧基等发生烷基化反应，使微生物大分子失去活性，达到杀菌目的。环氧乙烷对人体有毒，需要达到相关的国家资质要求后才可进行，居民在日常生活中不具备可操作性。
荷电再生法	将一次性医用口罩放在56 ℃左右的热水中泡30 min，然后取出并甩掉表面的液滴，平铺在干燥的绝缘体表面(如木桌子和床单等)，用家用吹风机吹15 min左右，或者用家用点火器对口罩电击^[21]。	低温下加热可以灭活病毒病菌，并且不会破坏纤维微观结构。然后再通过口罩内部纤维的摩擦或外部放电来补充静电荷量，从而可以有效地提高口罩的过滤效率。

表2

参考文献 21

1	何俊美; 魏秋华; 任哲; 苏裕心; 杨华明. 中国消毒学杂志, 2020, 37 (2), 137.
2	宋武慧; 潘滨; 阚海东; 徐燕意; 易志刚. 微生物与感染, 2020, 15 (1), 31.
3	钟辑. 中国防伪, 2003, (6), 20.
4	Xu X. T. ; Chen P. ; Wang J. F. ; Feng J. N. ; Zhou H. ; Li X. ; Zhong W. ; Hao P. Sci. China Life Sci. 2020, 63 (3), 457.
5	Ziegler C. G. K. ; Allon S. J. ; Nyquist S. K. ; Mbano I. M. ; Miao V. N. ; Tzouanas C. N. ; Cao Y. ; Yousif A. S. ; Bals J. ; Hauser B. M. ; et al Cell 2020. doi: 10.1016/j.cell.2020.04.035
6	Sungnak W. ; Huang N. ; Bécavin C. ; Berg M. ; Queen R. ; Litvinukova M. ; Talavera-López C. ; Maatz H. ; Reichart D. ; Sampaziotis F. ; et al Nat. Med. 2020, 26, 681.
7	Bourouiba L. ; Dehandschoewercker E. ; Bush J. W. M. J. Fluid Mech. 2014, 745, 537.
8	国家微生物科学数据中心,国家病原微生物资源库(中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所), NPRC 2020.00002.[2020-05-12]. http://nmdc.cn/nCoV.
9	桂继杨; 陈钢进; 肖春平; 陈曦; 肖慧明. 材料科学与工程学报, 2017, 35 (1), 32.
10	Zhang H. F. ; Liu J. X. ; Zhang X. ; Huang C. ; Jin X. Y. RSC Adv. 2018, 8, 7932.
11	Rengasamy R. S. ; Kothari V. K. ; Bele V. S. ; Khanna R. J. Text. Inst. 2011, 102 (12), 1019.
12	Dunnett, S. Filtration Mechanisms. In Aerosol Science: Technology and Applications; Colbeck, I., Lazaridis, M. Eds.; Wiley: Chichester, 2014; pp. 89-117.
13	李鹏程; 周蓉; 陈莹; 唐劲天. 青岛大学学报(工程技术版), 2015, 30 (2), 52.
14	张虹. 非织造布, 1996, (2), 14.
15	张楠.本市制定国际首个《可重复使用民用口罩》团体标准.口罩可清洗消毒次数不少于3次. (2020-04-10)[2020-05-18]. http://yjj.beijing.gov.cn/yjj/zwgk20/mtjj16/1787736/index.html.
16	Liao L. ; Xiao W. ; Zhao M. ; Yu X. Z. ; Wang H. T. ; Wang Q. Q. ; Chu S. ; Cui Y. ACS Nano 2020. doi: 10.1021/acsnano.0c03597
17	Wu Y. ; Yao M. S. Chin. Sci. Bull. 2014, 59 (13), 1438.
18	要茂盛,钱华.新冠病毒疫情网络研讨会.[2020-01-27]. https://cese.pku.edu.cn/kycg/112444.htm.
19	林清; 黄韵芝; 孙桂萍. 护理管理杂志, 2020, 20, 1.
20	袁洽劻. 中国消毒学杂志, 2010, 27 (2), 234.
21	刘垠.今日要闻"让每只口罩发挥最大效能,荷电再生技术做到了".科技日报, 2020-4-29(01).

口罩类型	执行标准	特点	应用场景
医用防护口罩	GB19083-2010	能阻隔颗粒物、飞沫、血液、体液、分泌物等。采用“1级”“2级”和“3级”来表示BFE等级，1级≥ 95%，2级≥ 99%，3级≥ 99.97%	适合医疗工作环境中使用
医用外科口罩	YY0469-2011	可阻挡病原体微生物、血液、体液、颗粒物等，PFE ≥ 30%，BFE ≥ 95%，流体阻力120 mmHg	适合于有创操作等过程中使用，可有效地阻挡液体
	YY/T0969-2013	阻挡口腔和鼻腔呼出的污染物，BFE ≥ 95%以上，降低日常交叉感染风险，无法保证对粉尘和血液的过滤性	适用于医院中的常规护理
自呼过滤式防颗粒物口罩	GB2626-2006	能过滤空气中的各类颗粒物，无防透要求。过滤元件级别：1)非油性颗粒物FE：KN90 ≥ 90%；KN95 ≥ 95%；KN100 ≥ 99.97%；KP系列不适用；2)油性颗粒物FE：KP95 ≥ 95%；KP90 ≥ 90%；KP100 ≥ 99.97%；KN系列不适用	适用于过滤颗粒物，阻挡体液效果差，不可用于手术室等高湿环境
日常防护口罩	GB/T 32610-2016	可避免冷空气对呼吸道的刺激，只能过滤大颗粒粉尘，防病毒和细菌效果不佳	适用于日常生活中过滤空气污染颗粒物，不适用于医用及工业防尘等特殊行业

[1]	吕银云, 翁玉华, 潘蕊, 张春艳, 董志强, 欧阳小清, 阮婵姿, 许振玲, 彭淑女, 任艳平. 二维码在实验教学和实验仪器管理以及学术报告中的灵活应用[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[2]	张来英, 兰如月, 刘志红, 吴伟泰. 温度响应高分子微凝胶的水相制备与表征——介绍一个大学化学综合实验[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[3]	刘晓亮, 刘阳秋, 雷鸣. 结构化学课程中基于网络的点群演示教学平台PGLite的开发与实践[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[4]	徐玲, 魏恒伟, 魏灵灵, 马艺, 王晓明, 焦桓. 基础无机化学实验课程思政的探索与实践——以氧化型石墨烯制备实验为例[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[5]	许秀芳. HCN与HNC异构化反应活化能的量化计算实验[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[6]	范天骄, 姚奇志, 金谷. 本科生自主设计实验探究和实践——含铬废水的处理和分析[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[7]	刘红瑜, 原思浩, 金谷. I₂与水溶性高分子显色体系的探究[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[8]	邓燕. 碘量法测定坚果油的碘值——推荐一个分析化学综合实验[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[9]	田德美. 乙酰水杨酸(阿司匹林)的制备及纯化实验教学研究[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[10]	孙寅璐, 姜宏月, 熊英. “课程思政”背景下的分析化学专业人才培养探究与实践——以色谱教学为例[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[11]	魏榕, 王学, 于水欢, 姚哲侃, 苗志伟. 环三磷腈磺酸盐阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用——南开大学化学学院“科研反哺教学”本科生培养创新科研实践[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[12]	刘莎莎, 李会香, 雷杰. 基准物质的性状对标准溶液标定的影响——以硼砂为例[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[13]	马晓爽, 郑成斌. 从量变到质变——“拔尖计划2.0”阶段化学拔尖人才国际化培养模式探索与改革[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[14]	童永芬, 黄智敏, 邢秋菊. 能力与品德同步培养的有机化学课程教学改革与实践[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.
[15]	万福贤, 王振涛, 高吉刚, 李映, 李长城, 姜林, 艾仕云, 张丽丽. 立德树人理念下农科有机化学课程思政教学模式的探索与实践[J]. 大学化学, 0, (): 0-0.