口罩密合度的重要性與檢查方式

2021-07-05

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⁶，N95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5：口罩密合度測試儀

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。

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。

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。