Đánh giá hiệu quả của xử lý không khí bằng màng lọc HEPA kết hợp

khử khuẩn bằng tia cực tím trong môi trường bệnh viện

                                                                                       PGS.TS.BS Lê Thị Anh Thư - Bệnh viện Chợ Rẫy

Tóm tắt

Đặt vấn đề: Một trong những biện pháp xử lý không khí được khuyến cáo hiện nay là sử dụng màng lọc HEPA, màng lọc khí hạt có hiệu quả cao để lọc vi sinh vật kết hợp với khử khuẩn bằng tia cực tím. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả của việc xử lý không khí bằng HEPA và cực tím trong các điều kiện môi trường khác nhau.  Phương pháp nghiên cứu: Lấy mẫu không khí ở các thời điểm khác nhau tại  phòng khám, chia làm 5 lô thử nghiệm ở các điều kiện thong khí khác nhau.             Lấy mẫu bằng máy Microflow  hút  300 lít không khí trong một lần lấy mẫu. Kết quả: Tổng số mẫu không khí được thực hiện là 100 mẫu. So sánh giữa các điều kiện môi trường khác nhau cho thấy mật độ vi sinh vật sau khi xử lý không khí trong điều kiện làm việc bình thường có giảm so với trước khi sử dụng máy nhưng không khí vẫn chưa đạt mức độ không khí sạch cấp D ( <200 khúm vi sinh vật /m3 không khí).  Máy lọc khí có hiệu quả rõ khi không có người ra vào phòng và  đặc biệt giảm khi có hệ thống hút khí và độ lạnh thích hợp (<25 khúm vi sinh vật /m3 không khí).  Trong điều kiện có người ra vào phòng không khí có các vi khuẩn gây NKBV như Staphylococcus aureus, Enteroccocus, Klebsiella,  Acinetobater baumanii. Kết luận: Xử lý không khí bằng màng lọc HEPA kết hợp tia cực tím có hiệu quả để khử khuẩn môi trường không khí. Tuy nhiên hiệu quả phụ thuộc nhiều vào số người hiện diện trong phòng, mức độ thông khí của phòng. Việc xử lý không khí bằng màng lọc HEPA kết hợp tia cực tím cần lắp đặt cùng với hệ thống cấp khí tươi từ ngoài để có hiệu quả tối ưu. Hạn chế lưu lượng người vào phòng bệnh là rất quan trọng trong việc giảm ô nhiễm phòng bệnh.    

Từ khóa: Môi trường, xử lý không khí, HEPA, cực tím, mật độ vi sinh vật 

Summary

Introduction: One of the methods of environmental disinfection is HEPA filter plus UV light. The aims of the study is to evaluate the effectiveness of portable HEPA filter and UV in different environmental conditions. Methods: Air sampling was done in 5 different environmental conditions. Using Microflow to suck 300 litres of air in each time of sampling.  Results: Microbiological density after air disinfection reduced significantly but remain  high in the normal working conditions (<200 CFU/m3). The machine is most effective in the empty room with appropriate temperature and ventilation fan (<25 CFU /m3).  In the condition with the high movement of patients and staff, there is Staphylococcus aureus, Enteroccocus, Klebsiella,  Acinetobater baumanii isolated. Conclusions: Environmental disinfection by HEPA filter plus UV light is effective to remove the microbes. However, this effectiveness depends on many factors such as number of persons in room, room ventilation. HEPA filter and UV installed with the ventilation system give optimal effect. Reduction of movements of persons is important in reducing the environment contamination.

Keyword: Environment, environmental disinfection, HEPA, UV, microbial density.    

Đặt vấn đề:

    Mội trường bệnh viện đóng vai trò quan trọng trong lây truyền các nhiễm khuẩn mắc phải trong bệnh viện. Các loại vi sinh vật thường gặp trong môi trường bệnh viện bao gồm các loại tụ cầu vàng, liên cầu tan máu, Acinetobacter, Pseudomonase aeruginosa. ở các khu vực ẩm thấp còn có thể hay gặp các loại nấm mốc như Penicillium, Aspergillus, Sporotrichum. 

   Nhiều nghiên cứu chứng minh có mối tương quan giữa mức độ ô nhiễm môi trường và  nhiễm khuẩn bệnh viện. Một nghiên cứu ở khoa Hồi sức ngoại thần kinh  năm 1998-1999 ở Hoa kỳ cho thấy có sự lương quan rõ giữa số lượng A. baumannii phân lập từ môi trường và nhiễm khuẩn do  A. baumannii (P=0.004). Tăng cường vệ sinh khử khuẩn môi trường cho thấy có thể kiểm soát những vụ dịch xảy ra tại khoa Hồi sức ngoai thần kinh này.  Tương tự, nghiên cứu tại bệnh viện Chợ Rẫy cho thấy có cho thấy việc không khí phòng mổ nhiễm Acinetobacter baumanii làm tăng nhiễm khuẩn vết mổ do Acinetobacter baumanii. 

    Các phòng bệnh trong bệnh viện do đó đòi hỏi một nồng độ không khí đủ tiêu chuẩn để giảm việc gây nhiễm khuẩn cho bệnh nhân từ môi trường. Theo Preobrajenski, mội trường bệnh viện cần đảm bảo không khí sạch, với số VSV không quá 1000 trong 1m3. Ginoscova phân loại không khí thành 3 loại: Không khí tốt khi thử nghiệm bằng đĩa Pêtri trong 10 phút có số vi sinh vật £ 5 khuẩn lạc trong nột dỉa, không khí vừa: khi số ci sinh vật từ 5 đến 25 khuẩn lạc  và không khí xấu khi có ³ 25 khuẩn lạc vi sinh vật trong một dỉa Petri thử nghiệm. Trong môi trường phòng mổ, phòng hồi sức tích cực, tiêu chuẩn không khí thường yêu cầu cao hơn các phòng bệnh thướng. Phòng mổ  thông thường cần phải đạt thông khí tốt. Theo Hội kiến trúc Hoa Kỳ, trong phòng mổ thông thường, số vi sinh vật phải <180 khúm vi sinh vật trong một m-3  không khí. Với phòng mổ siêu sạch hoặc phòng ghép tủy xương, không khí càng đòi hỏi cao hơn thậm chí < 10 khúm vi sinh vật trong một m-3   không khí. 

     Để đạt được thông khí tốt, thông thường những phòng bệnh, phòng mổ hoặc phòng hồi sức tích cực cần phải có những biện pháp xử lý không khí thích hợp. Đối với phòng mổ, cần có biện pháp thông khí áp lực dương so với vùng kế cận và hành lang và duy trì tối thiểu 15 luồng khí thay đổi mỗi giờ, ba trong số những luồng không khí đó phải là không khí phải được xử lý. Những phòng cách ly bệnh nhân gây bệnh qua đường không khí (lao phổi, sởi, cúm..) cũng thường đòi hỏi không khí được xử lý đảm bảo hạn chế đến mức thấp nhất vi sinh vật gây bệnh

Một trong những biện pháp xử lý không khí được khuyến cáo trên thế giới hiện nay là sử dụng màng lọc HEPA, màng lọc khí hạt có hiệu quả cao, để lọc những vi sinh vật sau đó tăng cường khử khuẩn thêm bằng đèn cực tím. Màng lọc HEPA kết hợp với tia cực tím thường được sử dụng trong hệ thống cấp khí tươi vào phòng bệnh. Ngoài ra, kỹ thuật này còn có thể sử dụng như loại máy có thể vận chuyển được để xử lý không khí cục bộ trong các phòng bệnh thông thường.  

      Tuy nhiên, việc xử lý không khí chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi số lượng người di chuyển trong phòng, mức độ thông khí của phòng. Nhiều nghiên cứu chứng minh rằng cho dù có hệ thống thông khí và lọc khí thích hợp, nồng độ vi khuẩn trong phòng mổ cũng trực tiếp tỉ lệ với số lượng của người di chuyển trong phòng mổ. 

       Tại Việt nam, đa phần các phòng bệnh, phòng hồi sức và phòng mổ thường không có hệ thống thông khí và lọc khí thích hợp, các phòng này thường sử dụng hệ thống lạnh cục bộ hoặc trung tâm. Liệu việc áp dụng các máy lọc không khí cục bộ bằng màng lọc HEPA kết hợp khử khuẩn bằng đèn cực tím sẽ có hiệu quả như thế nào trong phòng bệnh thực tế tại Việt nam, trong điều kiện thông khí ít lưu thong và quá tải. Do đó mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá hiệu quả của việc xử lý không khí bằng HEPA và cực tím trong các điều kiện môi trường khác nhau để có thể áp dụng kỹ thuật này hiệu quả hơn. 

PHƯƠNG PHAP NGHIEN CƯU:

Lấy mẫu không khí ở các thời điểm khác nhau tại  phòng khám, chia làm 5 lô thử nghiệm như sau:  

Lô 0: Kiểm tra vi sinh cho không khí khi chưa lắp đặt máy. 

Lô A: Kiểm tra vi sinh cho không khí ngay tại ngõ ra của máy lọc khí. 

Lô B: Đóng kín hoàn toàn các cửa phòng khám, tắt máy lạnh và tắt quạt hút thong khí (để không khí trong và ngoài phòng hoàn toàn cách biệt nhau). Cho máy lọc khí  hoạt động trong thời gian 4 giờ , đo kiểm tra vi sinh không khí trong phòng. 

Lô C: Vẫn đóng kín cửa, cho máy lạnh, quạt hút thông khí hoạt động cùng với máy lọc khí hoạt động trong thời gian 4 giờ, đo kiểm tra vi sinh không khí trong phòng. 

Lô D: Cho phòng khám hoạt động bình thường, có máy lạnh, có quạt hút thông khí, có máy lọc khí, có bệnh nhân ra vào, sau 4 giờ đo kiểm tra vi sinh không khí. 

Phương pháp lấy mẵu không khí: 

     Kỹ Thuật: dùng máy lấy mẫu Microflow hút một khối lượng không khí như nhau cho tất cả các mẫu thử (trong thử nghiệm là 300 lít cho mỗi mẫu). Kết quả sẽ được tính trên 1 m3 (tương đương 1000 lít không khí).

     Tiến hành: mỗi phòng được lấy 5 mẫu: 3 mẫu môi trường MHA và 2 mẫu môi trường MC tại 5 điểm khác nhau trải đều trong phòng;  Riêng lô A thì cả 5 mẫu đều được lấy tại ngõ ra của máy lọc khí.

Môi trường MHA dùng để đếm khúm vi khuẩn có trong không khí được hút vào và tính số lượng vi khuẩn có trong 1m3 không khí.

Môi trường MC dùng phát hiện các vi khuẩn đường ruột gây bệnh hiện diện trong không khí hút vào.

Tất cả các mẫu thử đều được ủ ở 37 độ C và được đọc kết quả sau 24 giờ.

Các vi khuẩn hiện diện trên môi trường MC đều được chạy phản ứng sinh hoá để định danh tên vi khuẩn.

+ Cách đọc kết quả:

Đọc kết quả theo quy định của V. Omealianski, tổng số VK trên diện tích 100 cm2 thạch để trong thời gian 5 phút bằng tổng số VK trong 10 lít không khí, quy ra trong 1 m3 không khí với công thức như sau:

X =     A  x  100  x  100

                   S  x  K

Trong đó :

X= Tổng số VSV trong 1 m3 không khí

A= Tổng số VSV trong đĩa thạch

S=  Diện tích đĩa Pêtri ( tính ra cm2).

K=  Thời gian để đĩa Pêtri tính ra hệ số với: 5 phút =  1; 10 phút = 2; 15 phút =  3

100 : diện tích quy ước.

100: hệ số nhân để tính ra kết quả  trong 1m3 không khí (vì mỗi đĩa Pêtri = 10 lít không khí).

Kết quả

Tổng số mẫu không khí được thực hiện là 100 mẫu, thử nghiệm tại 4 phòng, trong đó phân bố như  sau:  20 mẫu không khí trước khi qua xử lý (lô 0), 20 mẫu không khí ngay sau khi xử lý ra từ máy (lô A), 20 mẫu không khí tại các góc phòng khi không có bệnh nhân (Lô B), 20 mẫu không khí tại các góc phòng khi không có bệnh nhân ra vào, nhưng có tăng cường thêm quạt hút (lô C), 20 mẫu không khí khi điều kiện phòng hoạt động bình thường (lô D). 

Điều kiện hoạt động của các phòng thử nghiệm được trình bày ở bảng 1:

Bảng 1: Điều kiện hoạt động của các phòng thử nghiệm

Các mẫu được lấy phân bố đếu ở các vi trí trong phòng (Hình 1) 

Hình 1: Các vị trí lấy mẫu trong 1 phòng 

     Lượng vi sinh vật sau khi xử lý không khí trong điều kiện làm việc bình thường có giảm có ý nghĩa nhưng không khí vẫn chưa đạt mức độ không khí sạch dành cho phòng khám (<200/m3)   (Bảng 2). Tuy nhiên, nếu so sánh giữa các điều kiện khác nhau, kết quả cho thấy máy lọc khí có thể giảm nồng độ vi sinh vật về mức không khí sạch trong điều kiện không có người ra vào phòng, đặc biệt giảm khi có hệ thống hút khí và độ lạnh thích hợp (Bảng 3). 

Bàng 2: Mật độ vi sinh vật trong không khí trước và sau khi dùng máy lọc khí 

Bảng 3: So sánh kết quả không khí tại các điều kiện khác nhau 

Lô A: không khí ngay sau khi xử lý ra từ máy

Lô B: không khí tại các góc phòng khi không có bệnh nhân

Lô C: không khí tại các góc phòng khi không có bệnh nhân ra vào, nhưng có tăng cường thêm quạt hút.

Lô D: không khí khi điều kiện phòng hoạt động bình thường 

Không khí trước thử nghiệm có hiện diện của các vi sinh vật gây NKBV: phòng 2 dương tính với Staphyloccocus aureus, Acinetobater baumanii, phòng 3 dương tính với  Staphyloccocus aureus, Klebsiella và  Acinetobater baumanii. Không khí sau xử lý ở lô D ( có người ra vào) có phát hiện được các vi khuẩn gây NKBV: có 02 mẫu ở phòng 3 và 4 dương tính với Enteroccocus, 1 mẫu ở phòng 4 có Klebsiella, và 1 mẫu ở phòng 1 có Acinetobater baumanii. 

Kết luận

      Kết quả nghiên cứu cho thấy qua hệ thống xử lý không khí bằng màng lọc HEPA kết hợp tia cực tím, vi sinh vật giảm xuống một cách đáng kể trong điều kiện phòng không có người ra vào. Kết quả vi sinh vật giảm nhất trong điều kiện mở máy lạnh, máy hút và máy lọc khí và khử khuẩn cùng lúc (Lô C), chứng minh viêc tăng thông khí trong phòng với nhiệt độ thích hợp giúp làm tăng hiệu quả của máy lọc khí và khử khuẩn. Nồng độ vi sinh vật tăng cao khi có người ra vào. Như vậy, khi có người trong phòng, đặc biệt khi bệnh nhân ra vào sẽ mang thêm vi sinh vật vào và không khí trong phòng khi có bệnh nhân chưa kịp lưu thông qua máy để được khử khuẩn. 

     Nghiên cứu cho thấy đối với phòng bệnh thông thường, hiệu quả của máy lọc phụ thuộc nhiều vào số lượng người ra vào và hiện diện trong phòng. Hiệu quả của máy lọc khí giảm hiệu quả khi sự lưu thông không khí trong phòng kém, khi không có hệ thống khí tươi sạch để thay thế lượng khí dơ phát sinh. Do vậy, để đảm bảo không khí tốt ở khu phòng mổ, phòng hồi sức tích cực, việc thiết kế hệ thống cung cấp khí tươi vô khuẩn thích hợp là cần thiết. Máy lọc và khử khuẩn không khí phải được gắn kèm với hệ thống này để phát huy hiệu quả. Máy lọc và khử khuẩn không khí không gắn kèm với hệ thống cấp khí tươi mà chỉ đặt vào môi trường không khí tù đọng sẽ bị giảm hiệu quả. 

Việc số người ra vào phòng cho thấy làm tăng rất rõ số lượng vi khuẩn hiện diện trong không khí, cho thấy vai trò rất quan trọng của việc hạn chế số người ra vào phòng. Đối với phòng bệnh nhân nội trú, việc tuân thủ các nội quy về vệ sinh bệnh viện như thay quần áo, tắm bệnh nhân hàng ngày, hạn chế số người thăm bệnh cũng góp phần trong việc giảm ô nhiễm phòng bệnh.

Tài liệu tham khảo

1. Abdul Salam ZH, Karlin RB, Ling ML, Yang KS.The impact of portable high-efficiency particulate air filters on the incidence of invasive aspergillosis in a large acute tertiary-care hospital. Am J Infect Control. 2010 May;38(4):e1-7. Epub 2010 Feb 2.

2. Alderman SL, Parsons MS, Hogancamp KU, Waggoner CA. Evaluation of the effect of media velocity on filter efficiency and most penetrating particle size of nuclear grade high-efficiency particulate air filters. J Occup Environ Hyg. 2008 Nov;5(11):713-20.

3. Bộ Y Tế. Tình hình nhiễm khuẩn bệnh viện. Báo cáo tại hội nghị kiểm soát nhiễm khuẩn 5/2006

4. Denton M, Wilcox MH, Parnell P, Green D, Keer V, Hawkey PM, Evans I, Murphy P. Role of environmental cleaning in controlling an outbreak of Acinetobacter baumannii on a neurosurgical intensive care unit. Intensive Crit Care Nurs. 2005 Apr;21(2):94-8. Epub 2005 Jan 21.

5. Lê Thị Anh Thư. Đánh giá mối tương quan giữa Acinetobacter baumani trong môi trường phòng mổ và nhiễm khuẩn vết mổ Tạp chí Y học Thực hành2010 (6)723:47-51.

6. Luna VA, Cannons AC, Amuso PT, Cattani J. The inactivation and removal of airborne Bacillus atrophaeus endospores from air circulation systems using UVC and HEPA filters. J Appl Microbiol. 2008 Feb;104(2):489-98. Epub 2007 Oct 9.

7. Macintosh DL, Myatt TA, Ludwig JF, Baker BJ, Suh HH, Spengler JDJ. Whole house particle removal and clean air delivery rates for in-duct and portable ventilation systems Air Waste Manag Assoc. 2008 Nov;58(11):1474-82.

(TRÍCH ĐĂNG THEO TẠP CHÍ Y HỌC THỰC HÀNH số 6/2011 -BỘ Y TẾ)