《空调冷却塔军团菌传播的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空调冷却塔军团菌传播的研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空 调 冷 却 塔 军 团 菌传 播 的 研 究刘燕 敏 李伟 刚同 济大学上 海市疾 病预防 控制中 心 陈 悦摘要 对 上海市一些 公共场 所 的 集 中 空 调 冷 却 水 系 统 进 行 了 军 团 菌 检 测 ,介 绍 了 军 团 菌的 传播方式 ,用 C FD 方法模 拟了冷却塔 水汽在环境 中的飘逸 情 况 ,得 出了冷却塔 带菌水汽飘 逸 的 影响范围 ,并分析 了其危险性 。关键词 军团菌 冷 却塔 水汽 C FDRe s e a r c h of l e g i o n e l l a d iff u s i o n b y c o o l i n g t o w e ro
2、f c e n t r a l a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e m sBy Liu Yanmin , Li Weigang and Chen YueA bs t r a c t Tes ts t he le gi o n nell a i n s o me c o oli ng t ow e rs of c e n t r al ai r c o n di t i o ni ng s ys t e ms i n S h a ng h ai . Pr es e n ts t he dif f usi o n m o des of le gi o n
3、 nell a . Si m ul a t es t h e sp r e a d of a q ue o us vap ou r i n c o oli ng t ow e r usi ng C FD me t h o d . O bt ai ns t h e a c t i n g r a n ge of a q ue o us vap o u r wi t h le gi o n nell a a n d a n al ys es i ts ris k .Ke yw o r ds l e gi o n nell a , c o oli ng t ow e r , a que ous va
4、p ou r , c o mp ut a t i o nal f l ui d dy n a mics Tongji Unive rsit y , Sha nghai , China0 引言由 北京市预防 医学研究 中心组织 、 历时 6 年才 完成的 “北京 人室内环 境状况 ”调查报告 显示 :北京 有 五成 的五星 级 酒 店 存 在 致 病 军 团 菌 。 监 测 数 据显示 ,近几年 军 团 菌 的 检 出 阳 性 率 呈 上 升 趋 势 ,一 些地铁 站 的 集 中 空 调 系 统 中 军 团 菌 检 出 率 超 过60 % ,而医 院 、 高级 商办楼 的 检 出 率 也 达 到
5、 了 50 %以上 ,宾馆 、 酒店 、 商场 以及淋浴设 施中也都有 军团 菌分布 ; 5 000 多 份 健 康 人 血 清 抗 体 水 平 检 测 表明 ,军 团 菌 的 隐 性 感 染 率 高 达 65 %以 上 ; 对 3 000多份临 床送检的 肺 炎 病 人 标 本 的 检 验 也 发 现 军 团 菌的感 染比例达到 10 % 1 。 SA R S 以后 ,卫生 部制定 了 公共场 所集中空调 通风系统卫 生规范 2 ,对 空调冷 却水系统 中 的 水 质 及 冷 却 塔 日 常 运 行 管 理作了严 格要求 ,其目的 是为了规范 公共场所集 中空调通风 系统的卫 生 管 理 ,
6、预 防 传 染 病 ,保 护 公 众 健 康 。 为 此 ,笔 者 于 2003 年 1 10 月 对 上 海 市 的 一些 办公楼 、 商场 、 医院 、 地铁站等 公共场所的 集中空调 冷却水系 统 进 行 了 抽 样 检 验 ,并 应 用 C FD 软 件 对 冷却塔水 汽 飘 逸 进 行 数 值 模 拟 , 从 而 对 空 调 冷 却 塔带菌水汽 飘 逸 的 影 响 范 围 及 其 危 险 性 进 行 分 析 。1 冷却 水军团菌水 样检测检测结果 详见图 1 和 2 。1 . 1 季 节分析由图 1 可 知 ,军 团菌在夏 、 秋季的 阳性率较高 ,6 9 月均在 60 %以 上 ,
7、至 10 月 迅 速 下 降 ;而 1 5 月 军团菌的检 出率较低 。 可见 ,军团菌存在 明显的 季 节性 。 刘燕敏 ,女 ,1961 年 1 月生 ,工 学硕士 ,副教 授200092 上海 市赤峰 路 67 号同 济大 学楼宇 设备 工程 系( 021) 66052687E2mail : yzjywo r k to m. co m收稿 日期 :2004 07 28修回 日期 :2004 09 232 专题研 讨 暖通 空调 HV &A C 2 005 年第 35 卷第 9 期加 了病菌滋长 的可能 。2 冷却 塔传播军 团 病菌军团病的 基 本 流 行 病 学 特 征 包 括 两 个
8、 : a ) 污 染 源 军 团 菌 污 染 的 各 种 水 源 ; b ) 传 播 方 式含 军 团 菌 的 气 溶 胶 通 过 空 气 由 人 直 接 吸 入 肺 泡 。 而集中空 调 系 统 所 使 用 的 开 式 冷 却 塔 正 好 符合 上述两个特 征 : 冷 却 水 温 度 ( 32 37 ) 非 常 适 宜 军团菌的滋 生与繁殖 3 ;运行 过 程中飘逸出 的 气 溶 胶 ( 粒 径 小 于 10 m) 恰 好 适 宜 直 达 人 体 肺 泡 。 近 20 多 年有记 载 的 军 团 病 感 染 事 件 中 ,由 冷 却 塔 引 起的军团病 感染病 例 约 占 3/ 4 4 ,因
9、 此 空 调 冷 却塔 已被公认为 是军团病暴 发流行的主 要污染源 。2 . 1 冷 却塔散播 军 团病菌的 主 要方式 集 中 空 调 冷 却 塔 传 播 军 团 病 菌 的 方 式 主 要 有以 下三种 (见图 3) 5 。图 1 2003 年 上海 市各 月集中 空调冷却 水系 统军团 菌检 测结 果图 例 同图 1图 2 2003 年全 年上 海 市各 场所 集中空 调 冷却 水系 统军 团 菌检 测结 果值 得 注 意 的 是 , 2003 年 初 正 是 SA R S 在 我 国暴发流 行期间 。 为 了预 防 传 播 SA R S ,大 多 数 集 中 空 调系 统都作 了 全
10、 面 的 清 洗 消 毒 工 作 。 但 是 在 夏季冷却 循 环 水 系 统 中 军 团 菌 检 出 率 还 是 超 过 了50 % ,显然 对 循环水的 杀菌消毒所 采用的设备 和方 法并没 有击中军团 菌的要害 ,在系 统日常运行 中也 没有采 取有效的防 范措施 ,因而没 有降低军团 菌的 繁殖能 力 。1 . 2 场所 分 析由 图 2 可知 ,军团 菌在公共场 所的阳性检 出率 较高 ,尤 其 是 地 铁 、 医 院 、 商 场 、 酒 店 等 人 员 流 动 性大且人 员成分复杂 的公共场 所 ,地 铁及医院的 军团菌阳性 率甚至都超 过了 65 % 。值 得注意的 是 ,在 各
11、 种 公 共 场 所 中 ,医 院 的 军 团菌阳 性率竟高于 办公楼和 宾馆 、 酒店 。 通常 医院 内部的 清洁消毒工 作比其他 公共场所要 仔细得多 , 特别是 在 SA RS 期 间 , 各 个 医 院 日 常 的 消 毒 杀 菌 工 作更 是头等 要 事 。 可 能 是 现 在 的 宾 馆 或 办 公 楼 一般都 由较正规的 物业公司 管理 ,配有专业的 空调 维护人 员 ,而 医院一般 缺乏专业的 集中空调物 业人 员进行 定期的维护 清洁工作 ,因而 导致医院的 军团 菌阳性 率较高 。 当 然 ,医院流动人 员的复杂性 也增图 3 军 团菌 传播的 主要 方式 示意图a) 建
12、筑屋顶 的冷却塔飘 逸 出 来 的 含 有 军 团 菌 的 水汽经气流 运动 ,从本建筑集 中空调系统 的新风 入 口 ,或 者通过外窗 等途径 ,进入建筑 物内部 ,造成 室 内人员的感 染 ;b) 建筑 屋顶的冷却 塔飘逸出 来 的 含 有 军 团 菌 的 水汽经气流 运动 ,飘散至邻近 建筑的集中 空调系统 的新风入口 ,或 是 通 过 其 外 窗 等 途 径 ,进 入 邻 近 建 筑物内部 ,造成室 内人员的感 染 ;c) 建筑屋顶 的冷却 塔 飘 逸 出 来 的 含 有 军 团 菌 的 水汽经气流 运 动 ,飘 散 至 周 围 的 环 境 中 ,造 成 周 边 范围内人员 的感染 。
13、因此 ,从冷却 塔 中 飘 逸 出 来 的 水 汽 的 多 少 ,将 直 接影响到人 员 呼 吸 到 含 有 军 团 菌 气 溶 胶 的 可 能 性 大小 。 文献 6 指 出 ,可 根 据 空 调 冷 却 水 中 军 团 菌 的含量 ,来 评 估 军 团 病 发 病 和 暴 发 流 行 的 危 险 性 。 文献 7 指 出 ,由 冷 却 塔 引 起 的 军 团 病 感 染 的 范 围可能远达 1 . 0 1 . 7 k m 。2 . 2 冷 却塔水汽 飘 逸浓度的 计 算暖 通空调 HV &A C 20 05 年第 35 卷 第 9 期 专题研讨 3 文 献 8 给出了冷 却塔水汽飘 逸对环
14、境大 气污 染 的计算式 :2 2 2Q g 1 y 1 z - H 1 z + HC = f e xp - e xp - + e xp - ( 1)2 yz u z zy2 2 2式中 C 为冷却 塔 周 围 环 境 的 污 染 物 浓 度 , g/ m3 ;f 为大气 安 定 度 系 数 ; Qg 为 单 位 时 间 内 冷 却 塔 水 汽 飘滴 中的污染物 浓度 ,g/ s ;y ,z 分 别 为 水 平 、 垂直方 向 的 浓 度 分 布 标 准 偏 差 ; u 为 风 速 , m/ s ; y 为距冷却 塔的水平距 离 ,m ; z 为高度 ,m ; H 为冷 却塔 有效高 度 ,m
15、 。冷 却塔的有效 高度可按 下式计算 :溶 胶直径小于 10 m ,而在 C FD 中 ,对 于 如 此 小 的气 溶胶进行模 拟 有 局 限 性 ,所 以 在 研 究 中 ,将 冷 却 塔 风机带出来 的 水 汽 看 成 一 定 含 湿 量 的 空 气 中 所 含 有的水蒸气 ,由空 气含湿量的 变化来反映 空气中 气 溶胶数量的 变化 。气溶胶在 飘 逸 过 程 中 会 因 为 蒸 发 、 附 着 尘 埃 、 与 其他气溶胶 合并等原因 发生变化 ,而湿空 气中的 水 蒸气在环 境 中 也 有 类 似 的 变 化 , 所 以 用 相 对 湿 度 的变化来代 替 气 溶 胶 的 变 化 具
16、 有 一 定 的 参 考 价 值 。模 拟 对 象 是 上 海 浦 东 新 区 陆 家 嘴 金 融 贸 易 区 某 办公楼裙 房 上 的 冷 却 塔 , 冷 却 塔 的 技 术 参 数 见 表 1 ,气象参数见 表 2 ,示意图见 图 4 。表 1 冷 却塔参数H = H0 + 0 . 65 ( Hm + Ht ) ( 2)式中 H0 为冷却塔 高 度 , m ; Hm 为 水 汽 飘 滴 排 除总冲量 上升的高度 , m ; Ht 为 水 汽 飘 滴 排 除 浮 力 上升的高 度 ,m 。水 汽飘滴排除 总 冲 量 上 升 的 高 度 Hm 可 按 下 式计算 :4 . 77 Q v g ( 3)Hm
