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1、空氣潔凈技術(shù)發(fā)展
空氣潔凈技術(shù)是二次世界大戰后才開(kāi)始形成和發(fā)展起來(lái)的環(huán)境工程技術(shù)。目前在精密加工、宇航工業(yè)、微電子工業(yè)等眾多工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用，并以更加迅猛的發(fā)展趨勢擴展到醫療、制藥、食品、化妝品、無(wú)菌培植、遺傳工程等生物潔凈技術(shù)領(lǐng)域。
二戰前的精密加工業(yè)其精密只在微米級水平上，尚無(wú)控制塵埃污染的要求。隨著(zhù)生產(chǎn)水平的提高，首先是軍事工業(yè)和微加工技術(shù)對空氣中塵埃粒徑的控制要求提到了亞微米級別。對塵埃與產(chǎn)品質(zhì)量間的關(guān)系有了量的概念。
于50年代初結合曼哈頓研究計劃，美國宇航工業(yè)率先研制成功第一臺高效能塵埃粒子過(guò)濾器開(kāi)始，又建成世界第一個(gè)高級別平行流空氣潔凈室，保證了60 年代微加工業(yè)順利地跨人了亞微米級外，使膠片的解相力一每毫米寬度能記錄下可分辯的單線(xiàn)條數發(fā)展到全息干版3000條線(xiàn)。而70年代開(kāi)始出現的超大規模集 成電路，其掩膜厚度已達到十分之幾到百分之幾微米，電器元件之間的金屬聯(lián)線(xiàn)之寬度一光刻基本圖形尺寸，最小達到0.01微米。一顆塵埃，即使小到0.01 微米也能使大規模集成電路片形成針孔或電路切斷、短路等事故而報廢。微電子工業(yè)從一九七五年動(dòng)態(tài)隨機存儲器DRAM 16K到一九九八年的256K，平均每三年容量增加五倍，今后對最小塵埃粒徑從目前的0.1微米控制技術(shù)還要低一至二個(gè)數量級。
與上述空氣潔凈技術(shù)在深度上不斷發(fā)展的同時(shí)，在生物凈化領(lǐng)域得到了更廣泛的應用，成為今后主要發(fā)展方向和擴展的應用領(lǐng)域。
2、空氣潔凈技術(shù)在生物領(lǐng)域應用
生物潔凈技術(shù)以一九六六年美國在德克薩斯州恩多林(Andolin)醫院建成垂直平行流無(wú)菌白血病房為代表，開(kāi)始了首先在醫療業(yè)中的實(shí)際應用，目前 在醫學(xué)領(lǐng)域的臟器移植、關(guān)節置換、腦胸外科大型無(wú)菌手術(shù)和醫療燒傷病、白血病等無(wú)茵病房中廣泛普及。它成功地防止了細菌感染，大大提高了治愈率。統計表明，無(wú)菌手術(shù)感染率近乎為零，而術(shù)后感染率由原來(lái)的8.9%下降到不足0.5000，而70%以上二度燒傷的死亡率由93%下降到6 0/r以下如北京301醫院一九九五年至一九九七年在無(wú)菌手術(shù)室所做的16427例各種手術(shù)無(wú)一例感染。
在制藥工業(yè)，由于對藥品特別是用于靜脈注射、肌內注射和眼藥等制劑的純度已由化學(xué)純進(jìn)入到離子純，其藥劑中含有任何塵埃粒子或細菌等微生物粒子，都會(huì )引起患者的病態(tài)熱原反應。所以現代制藥工業(yè)要求對液體制劑、抗生素的填充、分裝、質(zhì)量檢驗和化驗等序、環(huán)節都要在生物潔凈室或超凈工作臺內無(wú)菌狀態(tài)下 進(jìn)行。至于在遺傳工程、無(wú)菌實(shí)驗、無(wú)菌飼養等領(lǐng)域應用，潔凈度級別要求就更高更嚴格了因為在這些領(lǐng)域里的病理實(shí)驗、組織培養(包括克隆技術(shù))、癌細胞及疫 苗的培養都必須是在無(wú)其它雜菌、致病菌條件F進(jìn)行。如果不是在無(wú)菌條件下進(jìn)行，有些很有科學(xué)研究?jì)r(jià)值需要在人體外往往經(jīng)過(guò)一年以上時(shí)間培養出的活動(dòng)的癌細胞植株，稍有不慎而污染即前功盡棄。
在食品、釀造、發(fā)酵等工藝生產(chǎn)過(guò)程中，對純種的培養、移植、擴種過(guò)程沒(méi)有生物潔凈技術(shù)提供保障發(fā)生污染，則產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，成噸的營(yíng)養液或成百上千的原料都會(huì )成廢料造成巨大損失。
在宇航工業(yè)，探索宇宙生命起源的飛行器若不在無(wú)菌的生物潔凈間總裝，就可能誤將地球的有機物當成帶回的宇宙物質(zhì)，不僅會(huì )導致錯誤的結論，更可怕的是飛行器采回的其它星球的礦物、標本等不在生物無(wú)菌室進(jìn)行處理，將會(huì )產(chǎn)生不堪設想的嚴重后果。
總之，空氣潔凈技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了半個(gè)世紀，從工業(yè)潔凈技術(shù)到生物潔凈技術(shù)，其應用領(lǐng)域不斷擴大，在國民經(jīng)濟中起到越來(lái)越重要的作用。
3、空氣潔凈技術(shù)國內外發(fā)展差距
我國空氣潔凈技術(shù)發(fā)展自60年代開(kāi)始以來(lái)，目前已具備了相當的實(shí)力，在某些理論研究和應用方面達到了國際先進(jìn)水平，但同世界上工業(yè)發(fā)達國家相比仍有不少差跟，主要表現在如下三個(gè)方面。
首先從空氣潔凈技術(shù)的起步時(shí)間和相關(guān)技術(shù)規范制定時(shí)間上看，大約落后了二十年左右。
美國從一九五0年制造出第一臺高效能空氣過(guò)濾裝置到一九六一年建成100級平行流潔凈室，完成了空氣潔凈技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)設備和氣流組織的理論到 實(shí)踐的完整過(guò)程。從60年代開(kāi)始又率先完成了潔凈技術(shù)應用方面的相關(guān)標準和規范的制定一九六三年頒布廠(chǎng)美國聯(lián)邦標準F.S.209，一九六七年又頒布了第 一個(gè)有關(guān)微生物凈化級別的國家航天與航空管理局標準(NASA標準)。我國于1984年制定的國家標準GBJ73一84《潔凈廠(chǎng)房設計規范》，提出了我國 的潔凈度級別，第一級稱(chēng)3級(相當于F.S.209的100級)，第二級稱(chēng)30級，依此類(lèi)推�？梢�(jiàn)我國“3系列”的空氣潔凈度級別名稱(chēng)上仍沿用了F.S.209的稱(chēng)呼，只是內容上改用國際單位制。
一項技術(shù)標準和規范的制定和實(shí)施，在某種意義上而言是代表一個(gè)行業(yè)或國家在它制定和實(shí)施該標準或規范那個(gè)時(shí)期的技術(shù)能力和發(fā)展水平的一個(gè)重要標志，從這點(diǎn)上講，我國的空氣潔凈技術(shù)在時(shí)間上落后了美國20年左右。
第二，從潔凈技術(shù)應用領(lǐng)域的普及程度上看，從五十年代開(kāi)始工業(yè)發(fā)達國家工業(yè)潔凈技術(shù)應用于精密加工、微電子工業(yè)、高純半導材料等工業(yè)領(lǐng)域。在不到十年的時(shí)間已擴展到生物潔凈技術(shù)領(lǐng)域。
據日本污染控制函調委員會(huì )一九七0年對122個(gè)單位所做的實(shí)際調查，航天、半導體、微電子工業(yè)普及率近1000/n。制藥醫療行業(yè)在80%以上�；�、食品為50左右。我國從一九六二年開(kāi)始研究集成電路，一九六五年研制成功高效空氣過(guò)濾器，一九六九年建成裝配式 的潔凈室，一九七三年在北京建成第一個(gè)用于集成電路生產(chǎn)的100級平行流潔凈室。目前國內各不同行業(yè)空氣潔凈技術(shù)應用普及率遠低于國外工業(yè)發(fā)達國家水平， 在食品、釀造、發(fā)酵等行業(yè)的無(wú)菌罐裝普及率不到10%，但在生物制藥行業(yè)近幾年有了長(cháng)足的發(fā)展，并以一九九八年建成的亞洲最大規模的北京307醫院10間100級血液無(wú)菌病房為代表，我國在空氣潔凈技術(shù)領(lǐng)域在21世紀會(huì )出現更大的飛躍。
第三，從潔凈技術(shù)總體發(fā)展水平而言，國內外差距主要有如下三點(diǎn)：
1.最高級別潔凈室國外已有10級和上級，而國內只有100級，現在在研制10級。
2.塵埃的控制粒徑，國外已從0.5微米過(guò)渡到0.1微米，相應地研制成了超高效空氣過(guò)濾器，氣流組織從平行流向節能高效的矢流理論和數字模擬化方向發(fā)展。國內目前仍處于研究開(kāi)發(fā)階段。
3.在檢測技術(shù)與儀器制造方面有明顯差距。美國ROYCO公司早在20年前就研制出Ift'/分=28.3升/分大流量光電粒子計數器，最近研制出的ROYCOLAS一X型激光粒子計數器，可測最小粒徑為0.09微米，分4檔l5個(gè)通道的大流量自動(dòng)分檔檢測記錄;而由我國建筑科學(xué)院研制的J一73光電 粒子計數器，其最大流量為5升/分，可測最小粒徑為0.3微米。
4.生物潔凈技術(shù)評價(jià)方法研究
筆者一九八二年完成了生物潔凈技術(shù)在食品無(wú)菌罐裝中應用，一九八六年完成了在化妝品無(wú)菌罐裝中應用，并對生物潔凈技術(shù)在這兩個(gè)領(lǐng)域應用所產(chǎn)生的效果.采用了數理統計分析方法對產(chǎn)品質(zhì)量顯著(zhù)影響給予了定量分析證明和質(zhì)量控制區間估計等統計計算方法。
現以某種兒童營(yíng)養果汁無(wú)菌罐裝為例，說(shuō)明上述方法之應用。
在空氣凈化與非凈化條件下生產(chǎn)的同一種果汁中所含的雜菌數其檢驗結果如表一所示。從表一可見(jiàn)，在空氣凈化與非凈化條件下，即無(wú)菌與有菌環(huán)境條件下， 生產(chǎn)的同一種兒童營(yíng)養果汁在其它條件都不變，只因環(huán)境條件的顯著(zhù)不同，在非凈化條件下生產(chǎn)和罐裝的產(chǎn)品因受來(lái)自周?chē)h(huán)境的污染產(chǎn)品中，雜菌數比之凈化條件下的產(chǎn)品平均值高出17.6倍。
方差分析的實(shí)質(zhì)是提出一種假設:有ab 個(gè)隨機變量xij在不同條件下檢驗的樣品子樣)都來(lái)自于同一母體(參檢樣品的全部產(chǎn)品)，服從正態(tài)分布規律，檢驗這一假設在給定顯著(zhù)置信度值a一「是否可信，并判別某一變異因素(本文指的是采取凈化與非凈化條件)作用前后的子樣(有限的檢驗結果)，在給定的a值下有無(wú)顯著(zhù)差異。
假設各子樣的平均有如下關(guān)系H0：
作統計量：
將上式兩邊除以方差X2變量：
上面三式的自由度分別ab-1，b-1和b（a-1），將（3）和（4）式分別除以各自的自由度得平均離差平方和，然后兩式相除得如下的F變量：
F值與給定的顯著(zhù)度a=0.01值下的F-a進(jìn)行比較，若FFａ，則否定原來(lái)的Ｈ-０，并判別兩式有顯著(zhù)差異。
以1的檢驗結果為例進(jìn)行計算，結果F=2921.9。
現取顯著(zhù)度a=0.01，當b-1=2-1=1，b（a-1）=2*（5-1）=8時(shí)，查表得Fa=11.26。
可見(jiàn)F》Fa是一個(gè)突出的大數，故否定原假設H0，斷定在生物凈化條件下和非凈化條件下所生產(chǎn)的同種產(chǎn)品具有顯著(zhù)的質(zhì)量差異。
5、潔凈室節能方案的探討
潔凈室節能較一般空調系統更顯重要，因潔凈空調系統新風(fēng)比例更高，在醫院傳染病房、生命科學(xué)實(shí)驗室及一些特殊廠(chǎng)房會(huì )產(chǎn)生有毒氣體(甚至放射性物質(zhì))常需采 用全新風(fēng)“直流系統”，這人人提高了制冷機的耗電，而由于“換氣次數”隨潔凈等級升高而加人和空氣溫濕度的高要求也增加了冷熱負荷的耗電量。
采用空氣一空氣或空氣一水熱交換器，可利用室外空氣的能量(用熱泵)，以可節約能耗，現提出下列具體措施:
(1)新風(fēng)集中處理是近年來(lái)常推薦的技術(shù)措施，這不但可降低新風(fēng)帶來(lái)的污染源，保護了末端的高效過(guò)濾器、同時(shí)可以利用地下水、空氣冷熱源及排氣的溫差預熱或預冷。
(2)由于醫院的特殊性，手術(shù)間、病房、消毒間等系統功能要求不同，供冷供熱常有時(shí)空交錯，在設計時(shí)利用造排風(fēng)的冷熱能相互交換即可以節約總能耗。
采用以上綜合技術(shù)措施，在工業(yè)及民用建筑的潔凈工程中，節約大量能源，響應當前在全國推行“節能指標化”的總體要求。
總體來(lái)說(shuō)我國潔凈技術(shù)水平落后于國際水平，但是在近幾年的高速發(fā)展中，我國潔凈技術(shù)已經(jīng)拉近與國際水平差距，逐步與國際接軌。
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