口罩密合度的重要性與檢查方式

2021-07-05

關鍵字:COVID-19口罩

口罩密合度的重要性與檢查方式

COVID-19(新冠肺炎)自2019年出現,並於2020年擴散至全球,影響了數十億人的生活,讓配戴口罩逐漸成為日常生活的一部分,但你知道口罩必須正確配戴才有防護力嗎? 根據美國CDC的未接種疫苗人群指導方針,配戴口罩時,應確保口罩緊貼你的臉部,若口罩周圍有大縫隙,代表口罩密合度很差,空氣會直接從口罩周圍進出(如圖一),跟沒戴是一樣的。

圖1:空氣直接從口罩周圍進出

不只美國CDC有提供口罩配戴建議,台灣勞動部職業安全衛生署早在2019年就推出「呼吸防護計畫及採行措施指引」,指引中強調呼吸防護具(例如口罩)的密合度應定期檢測,以確保呼吸防護具能保護配戴者,可見口罩密合度是口罩防護力的關鍵,本篇文章將從各式口罩的用途講起,再說明口罩密合度的重要性,最後解釋如何進行口罩密合度測試。

口罩的用途與選擇

市面上所販售的口罩種類及型式眾多,口罩的主要使用目的是防止微粒與有害氣體蒸氣被人體吸入,主流的口罩種類如圖2所示。 醫療用口罩、活性碳口罩以及N95口罩,通常是拋棄式使用,若希望重複使用,則須改用防毒面具,並搭配適當的微粒物質過濾棉或濾毒罐,才能提供防護能力。

圖2:常見口罩型式

若是為了阻隔飛沫、微粒及病毒等有害物質,一般民眾通常會選擇醫療用口罩或N95口罩,但這兩種口罩的防護效果如何呢?我們先從這兩種口罩的結構講起(如圖3),一般醫療口罩多為三層結構,分別為防潑水層、熔噴不織布層、超細吸水層,N95口罩則多了額外1-3層的靜電吸附熔噴不織布,以增加微粒過濾效率1,根據台灣勞工安全衛生研究所的資料,醫療用口罩可過濾5微米以上90%之微粒,而N95口罩可過濾95% 0.3微米以上之微粒2

圖3:微粒防護口罩過濾示意圖3,4

那麼,醫療用口罩與N95口罩有辦法阻擋COVID-19病毒嗎?COVID-19病毒的尺寸約為0.1微米5,但N95口罩僅能過濾95% 0.3微米以上之微粒,所以N95口罩無法阻隔COVID-19病毒嗎?根據Rengasamy等人於2017年的研究6N95口罩其實足以過濾99.8%的0.1微米顆粒。此外,病毒通常藉由咳嗽和打噴嚏產生的飛沫傳播,飛沫分為大飛沫(>5微米)與小飛沫,小飛沫會在空氣中蒸發為大約1微米的氣溶膠7,因此N95口罩理論上能讓配戴者免於COVID-19飛沫的感染。醫療用口罩呢?它的主要功能在於避免感染者的飛沫感染他人。

口罩密合度的重要性

防護能力越好的口罩,濾材過濾孔徑越小,因此配戴時勢必增加呼吸的阻力,若口罩的樣式、尺寸與配戴者臉型不合,或穿戴方式不正確,配戴者呼吸時,空氣自然會從口罩縫隙最大的地方進出(如圖4所示),這將會導致口罩防護能力大打折扣。

圖4:口罩之洩漏位置

照這種說法來看,側面常常會有大縫隙的醫療用口罩豈不是完全沒有防護力了嗎?其實不然,醫療用口罩由於呼吸阻力較低,只要配戴方式正確,大部分的空氣還是會透過口罩進出,日本MBS電視台所播出的「教えてもらう前と後」節目,邀請了東京工業大學綜合理工學研究所的飯田裕貴子博士,找了30位戴了口罩的民眾,以口罩密合度測試儀(如圖5)檢查口罩密合狀況,居然有17人配戴錯誤,口罩洩漏達100%,但若將口罩上方的鼻梁鐵片壓好(如圖6),且讓口罩周圍緊貼臉部,洩漏率可降低至33.66%8

圖6:鼻樑鐵片需壓好壓正9

還有其他方式可以進一步提升醫療口罩的密合度嗎?根據美國CDC的未接種疫苗人群指導方針,除了選擇適合你臉型的口罩外,在醫療用口罩外加上一層較密合的布口罩或口罩架(mask fitter),可提升密合度。但請記得,不建議一次帶兩層醫療用口罩,這樣沒辦法提升密合度,而N95口罩則建議單獨配戴。

圖7:雙層口罩的佩戴方式建議

此外,蓄鬍、髮型或化妝也可能影響口罩密合度。如圖7所示,根據研究指出,比較有蓄鬍(或有鬍渣)與光滑臉部戴口罩後的密合度,口罩洩漏率相差20~1000倍10,這也是在進行評估口罩密合度時需要注意的事項。

圖8:口罩應避免覆蓋到鬍子

口罩密合度量測方式

從上述的內容已經可以了解到口罩密合度的重要性,那該如何測試口罩密合度呢?測試方式分為定性、定量兩種。

  1. 口罩密合度定性測試:

利用苦味劑或甜味劑經霧化後,讓口罩配戴者以嗅覺、味覺方式確認口罩是否密合,如圖9所示。

圖9:口罩密合度定性測試示意圖11

定性測試方式比較主觀,密合與否全靠受測者的嗅覺、味覺來判斷,但操作及設備費用較為簡單與便利,是最廣泛使用的口罩密合度測試法。

  1. 口罩密合度定量測試:

常見的測試方式有台灣的CNS 14257 Z3034、美國的29CFR1910.134、歐盟的EN 13274-1、日本的JIS 8159、或是國際標準組織的ISO 16975-3等,可提供客觀的測試結果,原理為測量環境中(口罩外)與口罩內的粒子數比值,即可計算出口罩密合度指數,詳如圖10所示。 依據勞動部職業安全衛生署「呼吸防護計畫及採行措施指引」要求,半面體口罩的密合指數需大於100,全面體口罩則需大於500。舉例,當你配戴半面體口罩時,若外在環境粒子有1000顆,口罩內粒子則需小於10顆。

圖10:口罩密合度定量測試示意圖

平時如何檢查口罩是否密合?

可參考勞動部職業安全衛生署「呼吸防護計畫技術參考手冊」,平時配戴口罩可進行密合度檢點(Fit Check),包含正壓及負壓檢點兩種方式,利用雙手遮住吸氣閥或口罩密合處(如圖11),再觀察吸氣時口罩凹陷,或呼氣時口罩膨脹。

圖11:口罩密合度檢點方式

但這樣的測試方式屬於主觀測試,無法透過科學化/數據化方式呈現,因此可利用日本柴田株式會社開發的口罩密合度測試儀,配合快速密合度檢點測試片(如圖12),可在不破壞口罩的狀態下,進行快速、數據化的口罩密合度檢查

圖12:快速且數據化之口罩密合度檢點示意圖

如果您對於口罩密合度測試儀有任何問題,或想知道更多細節,歡迎來電洽詢 02-2728-2767或 來信與我們聯繫

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