口罩泄漏性影響因素的探討

何惠燕

（佛山中紡聯(lián)檢驗(yàn)技術(shù)服務(wù)有限公司，廣東 佛山 528211）

由于2020年新型冠狀病毒感染疫情的突襲，人們佩戴口罩以防病毒、細(xì)菌、塵埃等入侵的意識(shí)驟然增強(qiáng)。隨著病毒的不斷變異，傳染力不斷增強(qiáng)，口罩成為人們防御病毒的護(hù)身符，已成為日常生活中不可缺少的一部分。

口罩的防護(hù)效果不僅取決于口罩的過濾效率，更與口罩和佩戴者面部的貼合性有關(guān)，如果貼合性較差，那么即使戴上口罩也無(wú)法抵擋沾染上病毒的氣溶膠顆粒。基于此，本研究針對(duì)影響口罩泄漏性的因素進(jìn)行探討。

1 泄漏性的原理

泄漏性是指在規(guī)定的試驗(yàn)室檢測(cè)環(huán)境下，受試者吸氣時(shí)從除過濾元件以外的面罩的其他部件泄漏入面罩內(nèi)的模擬劑濃度與呼吸器面罩外測(cè)試環(huán)境中模擬劑濃度的比值。

2 試驗(yàn)方法

佩戴者在潔凈空氣區(qū)域佩戴好被測(cè)樣品，并按照使用方法檢查佩戴氣密性，然后連接采樣管至顆粒物檢測(cè)器，測(cè)定受試者在檢測(cè)倉(cāng)外呼吸時(shí)面罩內(nèi)的本底濃度，測(cè)定5個(gè)數(shù)據(jù)，取算術(shù)平均值作為本底濃度[1-2]。

讓受試者進(jìn)入檢測(cè)室，并在避免顆粒物污染的情況下將采樣管連接至顆粒物檢測(cè)器，然后受試者根據(jù)時(shí)間要求，按順序完成以下動(dòng)作：首先，頭部靜止、不說話（2 min）；其次，左右轉(zhuǎn)動(dòng)頭部看檢測(cè)倉(cāng)墻壁（約15次，2 min）；再次，抬頭和低頭看檢測(cè)倉(cāng)頂和地面（約15次，2 min）；從次，大聲閱讀一段文字（如數(shù)數(shù)字）或大聲說話（2 min）；最后，頭部靜止、不說話（2 min）。

在做每個(gè)動(dòng)作時(shí)，應(yīng)同時(shí)檢測(cè)檢測(cè)倉(cāng)和面罩內(nèi)的顆粒濃度，一般只測(cè)定該動(dòng)作的最后100 s時(shí)間段，避免檢測(cè)動(dòng)作的交叉區(qū)段。對(duì)于每個(gè)動(dòng)作，應(yīng)檢測(cè)5個(gè)數(shù)據(jù)，并計(jì)算算術(shù)平均值作為該動(dòng)作的結(jié)果。

3 試驗(yàn)方案

分別對(duì)所有有可能影響泄漏性結(jié)果的相關(guān)因素逐一進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.1 口罩過濾效率對(duì)泄漏性的影響

泄漏性試驗(yàn)條件：相同類型口罩（折疊式口罩）、不同過濾效率以及同一人員嚴(yán)格按照佩戴要求，如表1所示。

表1 同類型口罩下同一人員的過濾效率

由表1可知，在相同條件下，過濾效率與泄漏率成正比，過濾效率越高，表明口罩面體阻隔病毒的能力越強(qiáng)，泄漏概率則越低。若想提高口罩的防護(hù)效果，可以選擇過濾效率較高的口罩，否則病毒、細(xì)菌、塵埃就會(huì)通過口罩罩體入侵人體。但是在提高口罩過濾效率的同時(shí)，也要考慮口罩的呼吸阻力是否適宜，如果呼吸阻力過高，佩戴者就會(huì)感覺呼吸不暢，感到不適。

3.2 口罩形狀對(duì)泄漏性的影響

泄漏性試驗(yàn)條件：5款不同形狀的口罩、過濾效率為95.0%以及同一人員嚴(yán)格按照佩戴要求進(jìn)行佩戴，如表2所示。

表2 不同口罩下同一人員的泄漏性

由表2可知，平面口罩的泄漏率最高，泄漏的部位主要是鼻梁處和臉部?jī)蓚?cè)。折疊形和杯形口罩由于與人的臉型比較貼合，泄漏率相對(duì)較低。對(duì)于帶呼吸閥的折疊形和杯狀口罩，只要呼吸閥沒有破損或松動(dòng)，防泄漏性能較好，能真正起到防護(hù)作用。在環(huán)境惡劣的情況下，建議選擇防護(hù)效果比較好的折疊形口罩和杯狀口罩，因?yàn)檫@類口罩的形狀與人的臉型比較貼合，密合性相對(duì)于平面口罩高得多。如果鼻梁處漏氣，可通過加裝柔軟度好以及與鼻子貼合性好的鼻夾條，以填補(bǔ)鼻梁處的空隙，減少泄漏。

3.3 口罩設(shè)計(jì)對(duì)泄漏性的影響

泄漏性試驗(yàn)條件：5個(gè)口罩帶略長(zhǎng)的折疊形口罩，相同人員以不加頭帶扣和加頭帶扣兩種佩戴方式進(jìn)行佩戴，如表3所示。

表3 口罩帶略長(zhǎng)情況下同一人員的泄漏性

由表3可知，因頭帶過松導(dǎo)致泄漏率提高的可能性較高，不加頭帶扣的泄漏率全部超標(biāo)；添加了頭帶扣之后，將口罩帶調(diào)整到合適的尺寸，確保口罩與人臉良好地貼合，泄漏率明顯降低。

如果一款口罩大多數(shù)人戴著都漏氣，那么無(wú)論如何調(diào)整口罩帶的長(zhǎng)度或者采取添加鼻夾條等措施都無(wú)法保證口罩與面部的密合性，可見必定是口罩在設(shè)計(jì)上存在缺陷，表明這類口罩不適合普通人群佩戴，需重新設(shè)計(jì)。口罩帶長(zhǎng)短要合適，過長(zhǎng)會(huì)發(fā)生泄漏，過短會(huì)引起佩戴者的不適。如果生產(chǎn)出的口罩帶過長(zhǎng)，佩戴時(shí)可在外加頭帶扣，佩戴者可以根據(jù)臉型調(diào)整。另外，口罩的形狀和整體尺寸要根據(jù)佩戴者的臉部特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如亞洲人和歐洲人的臉型及鼻梁的高度都不一樣，那么設(shè)計(jì)的口罩也應(yīng)該有所區(qū)別。

3.4 用戶臉型對(duì)泄漏性的影響

選取10個(gè)不同臉型的試驗(yàn)員佩戴同一批次的KN95口罩進(jìn)行泄漏性試驗(yàn)[2]，如表4所示。

表4 使用同一類型口罩時(shí)不同人員的泄漏性

由表4可知，不同面長(zhǎng)、面寬的試驗(yàn)員佩戴的口罩的泄漏率存在較大差異，如果口罩的密合性較好，那么防泄漏性好；反之面部某處有泄漏，則整體泄漏率較高，防護(hù)效果差。佩戴者需根據(jù)自己的臉型選擇合適的口罩。需要注意的是，選擇的試驗(yàn)員的臉型要有代表性，如果試驗(yàn)員的臉型與大多數(shù)人的差異較大（下巴過長(zhǎng)、鼻子過高或過低），都不適合作為試驗(yàn)對(duì)象。

4 結(jié)論

影響口罩泄漏性的因素較多，主要有口罩自身濾材的滲透、呼氣閥的泄漏（如果裝有呼氣閥）、口罩帶的設(shè)計(jì)、口罩的形狀和口罩面部的貼合度，當(dāng)口罩存在某一方面的缺陷時(shí)，會(huì)直接影響口罩整體的防護(hù)效果。因此，要想佩戴的口罩具備良好的防護(hù)效果，必須要求各方面指標(biāo)都符合要求。