市場趨勢
◎冠狀病毒如何提高過濾效率和產業
人們 90% 的時間都在室內環境中度過，這使得空氣品質成為對世界人口健康影響最深遠的因素之一。特別是近幾年全球爆發的嚴重急性呼吸道症候群 (SARS) 和其他病毒病原體對人們的健康造成了重大影響，並增加了公眾對病毒性疾病傳播的擔憂。新型冠狀病毒 SARS-CoV-2 引起的全球大流行，導致被稱為 COVID-19 的疾病，以任何人都無法想像的方式改變了世界。由於該病毒的主要傳播途徑是空氣傳播，因此，透過改進空氣過濾工程能夠減輕一般人群面臨的風險，緩解這項全球公共衛生問題。
關於氣懸浮微粒
微粒尺寸與人體健康息息相關，直徑 10 μm 或更小 (≤ PM10) 的顆粒物可以穿透並滯留在肺部。直徑 2.5 μm或更小的顆粒物 (PM2.5) 可深入肺部，小於 0.5 μm的顆粒物可穿過血氣屏障進入血液，長期接觸顆粒物會增加罹患心血管和呼吸系統疾病，以及肺癌的風險。
顆粒物可以是活性的或非活性的，活性顆粒含有一種或多種活的生物體，例如細菌或真菌，其尺寸一般在 0.2-30 μm 之間，可以獨立生存和複製。非活性顆粒通常由懸浮在空氣中的有機和無機物質的固體和液體顆粒的複雜混合物組成。病毒屬於不同的分類，因為它們是寄生的，不能自由生活或能夠自我運送，並且需要運送顆粒物跟隨宿主才能生存和複製。
AAF 清潔空氣中心測試設施包括多排過濾設備，可模擬各種受控環境以測試過濾器的有效性。
AAF 清潔空氣中心病毒檢測的背景
2015 年，明尼蘇達大學開發了一項測試，使用 50 μm豬病毒 (改進的 ASHRAE 52.2 (2012) 方法) 和分子病毒學來評估過濾器性能，以量化運送顆粒物受到機械捕集，使病毒被截留在過濾材內的減少百分比。此研究的目的是開發一種標準化方法來評估過濾器對養豬業感興趣的病毒過濾性能，為製造商提供評估過濾器效率的程序。
在 COVID-19 流行期間建立的研究顆粒物和過濾實驗室。
2018 年，在新冠病毒流行前，AAF Flanders 與明尼蘇達大學合作，在 AAF Clean AIR Center 的生物實驗室中執行，這是空氣過濾產業首次對豬特有的病毒進行測試。該測試採用修改的 ASHRAE 52.2 標準方法進行，其中使用標準化的 ASHRAE 測試風道，並用標有螢光染料和目標病毒疫苗形式的氯化鉀 (KCl) 顆粒霧化溶液對不同效率的過濾器進行測試，流量範圍為 650-1968 cfm，並且使用大量氣溶膠產生器來產生氣溶膠。過濾器上游和下游的空氣樣本使用尺寸範圍為 0.3-10 μm 的安德森級聯衝擊器收集。病毒顆粒、KCl 和螢光示蹤染料被物理捕集在衝擊板上，隨後去除並純化病毒，使用逆轉錄聚合酶鏈反應 (RT-PCR) 和螢光計進行定量，以估計顆粒的質量。對於每種顆粒尺寸，計算去除效率。
明尼蘇達大學和 AAF 的結果證明病毒的過濾效率與 ASHRAE 52.2 測試的的效率相似。
在新冠疫情期間，人們不禁在想 "冠狀病毒是否可以從氣流中過濾掉？" AAF 清潔空氣中心借鑒先前的研究，選擇豬流行性腹瀉病毒 (PEDV) 作為與 SARS-CoV-2 相似的安全替代病毒，該病毒具有相同的 120 nm尺寸和球形結構，並且透過輸送顆粒物捕集的行為與氣溶膠相似。 利用 SARS-CoV-2 病毒的安全替代品來評估多種過濾器的病毒去除效率，效率等級從 MERV 14 到 HEPA。過濾器以 10% KCl、PEDV 滅活的佐劑疫苗溶液進行測試，病毒濃度為 108 病毒 RNA copies/ml，顆粒質量用 0.03% 螢光素示踪染料，流量為 2000 cfm，溫度和濕度符合ASHRAE 52.2 測試標準。結果顯示在研究條件下，SARS-CoV-2 替代病毒和其他病毒的過濾效率與使用 KCl 顆粒的過濾效率相當 (ASHRAE 52.2 標準)。此外，以各種方法 (光學粒子計數器、螢光計或 PCR) 獲得的顆粒去除效率相似。
SARS-CoV-2 替代病毒 (PEDV) 與 SARS-CoV-2 病毒的比較。
除了使用修改的 ASHRAE 52.2 測試方法之外，AAF 還使用 EN 1822 測試方法測試過濾器對小於 0.3 μm 顆粒的效果，所有類型過濾器的過濾效率在 0.1-0.2 μm左右 (MPPS) 時最低，並且隨著顆粒變小而再次增加。從下圖中可以看出，高 MERV 等級的過濾器能減少空氣傳播的病毒。儘管病毒遠小於 0.3 μm，凡能去除 1 μm 以下顆粒的過濾器也能有效去除病毒。使用 HEPA 過濾器是最佳方法，但在無法使用 HEPA 過濾器的情況下，升級到最高的 MERV 過濾器能提供最佳保護。
使用 ASHRAE 52.2 測試方法進行的新冠病毒替代測試，隨著 MERV 等級的提高，空氣中攜帶冠狀病毒的顆粒的百分比降低。
針對 SARS CoV-2 病毒和運送顆粒物的過濾效率
總之，這些研究的結果證實空氣過濾確實可以去除氣溶膠中的病毒顆粒，並有助於減輕空氣中病毒的傳播。假設顆粒物進入空氣處理系統，過濾器是去除任何類型空氣傳播微生物的有效工具。如果過濾器可以去除無活性的運送顆粒物，那麼它也將去除相同尺寸的有活性的顆粒物。採用更高 MERV 等級的濾網作為工程控制可以有效減少空氣傳播病毒。
資料來源：
1. https://www.filtnews.com/how-coronavirus-advanced-filtration-efficiency-and-the-industry/
台灣過濾與分離學會 Taiwan Filtration and Separations Society
