ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NHIỄM KHUẨN KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG MỔ CỦA MỘT SỐ BỆNH VIỆN VÀ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ BẰNG XÚC TÁC QUANG

LỜI CẢM ƠN2 CÁC TỪ VIẾT TẮT9 MỞ ĐẦU1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN2 1.1. Tổng quan về nhiễm khuẩn bệnh viện2 1.1.1. Nguồn gốc của nhiễm khuẩn bệnh viện2 1.1.2. Mối tương quan giữa mật độ VSV và nhiễm khuẩn bệnh viện2 1.1.3. Hậu quả của nhiễm khuẩn bệnh viện3 1.1.4. Tiêu chuẩn phòng sạch bệnh viện4 1.2. Thiết bị LSKK 500 m3/h bằng phương pháp xúc tác quang7 1.2.1. Phương pháp xúc tác quang7 1.2.2. Thiết bị LSKK11 Hình 1.4. Thiêt bị LSKK 500 m3/h12 1.3. Thiết bị LSKK bằng XTQ của Liên bang Nga13 Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị TIOKRAFT14 Hình 1.7. Sắp xếp phần tử XTQ và bộ lọc hạt mang điện trong thiết bị.15 Hình 1.6. Bộ lọc hạt mang điện và phần tử XTQ.15 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU16 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu16 2.2. Dụng cụ, hóa chất và thiết bị16 2.2.1. Dụng cụ và hóa chất16 2.2.2. Thiết bị16 Hình 2.2. Đường quy đổi nồng độ phụ thuộc giữa thể tích aceton đưa vào và chỉ số nồng độ hiển thị trên máy đo VOC.17 2.3 Phương pháp nghiên cứu17 2.3.1. Đánh giá các thông số kỹ thuật của thiết bị trong phòng thí nghiệm17 2.3.2. Đánh giá hiện trạng vi sinh trong không khí của bệnh viện đa khoa Phố Nối20 2.3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK tại phòng mổ bệnh viện đa khoa Phố Nối21 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN23 3.1. Đánh giá kỹ thuật của các thiết bị LSKK trong phòng thí nghiệm23 3.1.1. Khả năng xử lý vi khuẩn và nấm mốc23 Bảng 3.1. Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 250 m3/h khi không khí khi đi qua thiết bị 1 lần23 Bảng 3.2. Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 500 m3/h khi không khí khi đi qua thiết bị 1 lần24 3.2.2. Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform25 Bảng 3.3. Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của thiết bị LSKK 250 m3/h khi không khí đi qua thiết bị 1 lần25 Bảng 3.4. Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của không khí đi qua thiết bị LSKK 1 lần26 3.2. Khảo sát hiện trạng phòng mổ của 2 bệnh viện26 3.2.1. Bệnh viện đa khoa Phố Nối26 Hình 3.1. Sơ đồ phòng mổ và vị trí lấy mẫu ở BVĐK Phố Nối27 Bảng 3.5. Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị trí khác nhau trong phòng mổ BVĐK Phố Nối27 3.2.2. Bệnh viện đa khoa tỉnh Hưng yên28 Bảng 3.6. Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị trí khác nhau trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên30 3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK công suất 500 m3/h trong phòng mổ BVĐK Phố Nối30 3.3.1. Khả năng xử lý vi khuẩn của thiết bị30 Hình 3.3. Vị trí đặt thiết bị LSKK trong phòng mổ30 Bảng 3.7. Hàm lượng tổng VKHK trong phòng mổ của BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau31 3.3.2. Khả năng xử lý nấm của thiết bị32 Bảng 3.8. Hàm lượng nấm trong phòng mổ phiên BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau32 3.3.3. Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform của thiết bị33 Bảng 3.9. Hàm lượng viv khuẩn E.Coli trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau33 Bảng 3.10. Hàm lượng vi khuẩn Coliform trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau33 3.3.4. Khả năng xử lý VOC của thiết bị34 Bảng 3.11. Chỉ số VOC hiển thị trên thiết bị đo VOC trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau34 3.4. Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK công suất 250 m3/h trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên35 3.4.1. Khả năng xử lý vi khuẩn của thiết bị35 Bảng 3.12. Hàm lượng tổng VKHK trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m3/h tại các thời điểm khác nhau35 3.4.2. Khả năng xử lý nấm của thiết bị36 Bảng 3.13. Hàm lượng nấm trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m3/h tại các thời điểm khác nhau36 3.4.3. Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform của thiết bị37 Bảng 3.14. Hàm lượng vi khuẩn E.coli trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m3/h tại các thời điểm khác nhau37 Bảng 3.15. Hàm lượng Coliform trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m3/h tại các thời điểm khác nhau38 3.4.4. Khả năng xử lý VOC của thiết bị38 Bảng 3.16. Chỉ số VOC hiển thị trên thiết bị đo VOC trong phòng mổ BVĐK39 tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m3/h tại các thời điểm khác nhau39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ40 TÀI LIỆU THAM KHẢO41

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NHIỄM KHUẨN KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG MỔ CỦA MỘT SỐ BỆNH VIỆN VÀ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ

BẰNG XÚC TÁC QUANG

Họ và tên sinh viên : Trịnh Đức Anh

Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Thanh Huyền

TS Lê Thanh Sơn

Cơ quan công tác : Khoa Môi Trường

Trường TN&MT Hà Nội

HÀ NỘI – 2016

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NHIỄM KHUẨN KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG MỔ CỦA MỘT SỐ BỆNH VIỆN VÀ THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ

BẰNG XÚC TÁC QUANG

Họ và tên sinh viên : Trịnh Đức Anh

Giảng viên hướng dẫn : TS Lê Thanh Huyền

TS Lê Thanh Sơn

Cơ quan công tác : Khoa Môi Trường

Trường TN&MT Hà Nội

HÀ NỘI – 2016

Để có kiến thức và kết quả thực tế ngày hôm nay, trước hết tôi gửi lời cảm

ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong khoa Môi Trường – Đại học Tài Nguyên

và Môi trường Hà Nội đã giảng dạy và trang bị những kiến thức cơ bản giúp tôi cóthể có những thời gian học tập tại phòng Công nghệ Hóa lý môi trường – ViệnCông nghệ Môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Đồngthời, tôi cũng gửi lời cảm ơn đến TS Lê Thanh Huyền – Khoa Môi trường đãhướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp.Trong thời gian làm tại Viện, tôi đã rút ra được rất nhiều kinh nghiệm thực tế khôngnhững về kiến thức ngành mà còn về tinh thần trách nhiệm cao trong công việc

Và với sự biết ơn sâu sắc, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS Lê Thanh Sơn– Phòng Công nghệ Hóa lý môi trường và các cán bộ trong phòng đã quan tâm vàtạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành báocáo Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường đãtạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt đợt làm đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân, bạn bè đồng khóa

đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Khoa Môitrường – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 06 năm

2015Sinh viên

LỜI CẢM ƠN 2

CÁC TỪ VIẾT TẮT 9

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về nhiễm khuẩn bệnh viện 2

1.1.1 Nguồn gốc của nhiễm khuẩn bệnh viện 2

1.1.2 Mối tương quan giữa mật độ VSV và nhiễm khuẩn bệnh viện 2

1.1.3 Hậu quả của nhiễm khuẩn bệnh viện 3

1.1.4 Tiêu chuẩn phòng sạch bệnh viện 4

1.2 Thiết bị LSKK 500 m 3 /h bằng phương pháp xúc tác quang 7

1.2.1 Phương pháp xúc tác quang 7

1.2.2 Thiết bị LSKK 11

Hình 1.4 Thiêt bị LSKK 500 m3/h 12

1.3 Thiết bị LSKK bằng XTQ của Liên bang Nga 13

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị TIOKRAFT 14

Hình 1.7 Sắp xếp phần tử XTQ và bộ lọc hạt mang điện trong thiết bị 15

Hình 1.6 Bộ lọc hạt mang điện và phần tử XTQ 15

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 16

2.2 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị 16

2.2.1 Dụng cụ và hóa chất 16

2.2.2 Thiết bị 16

Hình 2.2 Đường quy đổi nồng độ phụ thuộc giữa thể tích aceton đưa vào và chỉ số nồng độ hiển thị trên máy đo VOC 17

2.3 Phương pháp nghiên cứu 17

2.3.1 Đánh giá các thông số kỹ thuật của thiết bị trong phòng thí nghiệm 17

2.3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK tại

phòng mổ bệnh viện đa khoa Phố Nối 21

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23

3.1 Đánh giá kỹ thuật của các thiết bị LSKK trong phòng thí nghiệm 23

3.1.1 Khả năng xử lý vi khuẩn và nấm mốc 23

Bảng 3.1 Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 250 m 3 /h khi không khí khi đi qua thiết bị 1 lần 23

Bảng 3.2 Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 500 m 3 /h khi không khí khi đi qua thiết bị 1 lần 24

3.2.2 Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform 25

Bảng 3.3 Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của thiết bị LSKK 250 m 3 /h khi không khí đi qua thiết bị 1 lần 25

Bảng 3.4 Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của không khí đi qua thiết bị LSKK 1 lần 26

3.2 Khảo sát hiện trạng phòng mổ của 2 bệnh viện 26

3.2.1 Bệnh viện đa khoa Phố Nối 26

Hình 3.1 Sơ đồ phòng mổ và vị trí lấy mẫu ở BVĐK Phố Nối 27

Bảng 3.5 Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị trí khác nhau trong phòng mổ BVĐK Phố Nối 27

3.2.2 Bệnh viện đa khoa tỉnh Hưng yên 28

Bảng 3.6 Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị trí khác nhau trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên 30 3.3 Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK công suất 500 m 3 /h trong phòng mổ BVĐK Phố Nối 30

3.3.1 Khả năng xử lý vi khuẩn của thiết bị 30

Hình 3.3 Vị trí đặt thiết bị LSKK trong phòng mổ 30

Bảng 3.7 Hàm lượng tổng VKHK trong phòng mổ của BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau 31

Bảng 3.8 Hàm lượng nấm trong phòng mổ phiên BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 32 3.3.3 Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform của thiết bị 33 Bảng 3.9 Hàm lượng viv khuẩn E.Coli trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 33 Bảng 3.10 Hàm lượng vi khuẩn Coliform trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 33 3.3.4 Khả năng xử lý VOC của thiết bị 34 Bảng 3.11 Chỉ số VOC hiển thị trên thiết bị đo VOC trong phòng mổ BVĐK Phố Nối trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 34

3.4 Đánh giá hiệu quả xử lý VOC và diệt khuẩn của thiết bị LSKK công suất 250 m 3 /h trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên 35

3.4.1 Khả năng xử lý vi khuẩn của thiết bị 35 Bảng 3.12 Hàm lượng tổng VKHK trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 35 3.4.2 Khả năng xử lý nấm của thiết bị 36 Bảng 3.13 Hàm lượng nấm trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước

và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 36 3.4.3 Khả năng xử lý vi khuẩn E.coli và Coliform của thiết bị 37 Bảng 3.14 Hàm lượng vi khuẩn E.coli trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 37 Bảng 3.15 Hàm lượng Coliform trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 38 3.4.4 Khả năng xử lý VOC của thiết bị 38 Bảng 3.16 Chỉ số VOC hiển thị trên thiết bị đo VOC trong phòng mổ BVĐK 39 tỉnh Hưng Yên trước và sau khi chạy thiết bị LSKK 250 m 3 /h tại các thời điểm khác nhau 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

Phụ lục 1 Bảng tra kết quả vi sinh 42

Hình 1.2 Các mức thế oxy hóa – khử của TiO2 9

Hình 1.3 Thiêt bị LSKK 250 m3/h 12

Hình 1.4 Thiêt bị LSKK 500 m3/h 12

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị TIOKRAFT 14Y

Hình 2.1 Các thiết bị sử dụng trong quá trình thí nghiệm16

Hình 2.2 Đường quy đổi nồng độ phụ thuộc giữa thể tích aceton đưa vào vàchỉ số nồng độ hiển thị trên máy đo VOC 17

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí đo công suất xử lý không khí của máy làm sạch khôngkhí17

Hình 2.4 Sơ đồ vị trí lấy mẫu không khí 2

Hình 3.1 Sơ đồ phòng mổ và vị trí lấy mẫu ở BVĐK Phố Nối 27

Hình 3.2 Sơ đồ phòng mổ và vị trí lấy mẫu ở BVĐK tỉnh Hưng Yên 29Hình 3.3 Vị trí đặt thiết bị LSKK trong phòng mổ 30

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn FS 209E về phân loại cấp độ sạch theo kích thước hạtbụi và hàm lượng bụi trong không khí5

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn ISO 14644-1 về phân loại cấp độ sạch theo kích thướchạt bụi, hàm lượng bụi và mật độ vi sinh vật trong không khí 6

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn châu Âu GMP về phân loại cấp độ phòng sạch theokích thước hạt bụi, hàm lượng bụi và mật độ vi sinh vật trong không khí 7

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn WHO 902 (2002) quy định về mật độ vi sinh vật trongkhông khí cho từng cấp độ phòng sạch bệnh viện 7

Bảng 3.1 Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 250 m3/h khi khôngkhí khi đi qua thiết bị 1 lần23

Bảng 3.2 Kết quả diệt khuẩn và nấm của thiết bị LSKK 500 m3/h khi khôngkhí khi đi qua thiết bị 1 lần24

Bảng 3.3 Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của thiết bị LSKK

250 m3/h khi không khí đi qua thiết bị 1 lần 25

Bảng 3.4 Kết quả xử lý vi khuẩn E.coli và tổng Coliform của không khí điqua thiết bị LSKK 1 lần 26

Bảng 3.5 Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị trí khác nhautrong phòng mổ BVĐK Phố Nối27

Bảng 3.6 Mật độ các loại vi khuẩn trong không khí tại các vị tríkhác nhau trong phòng mổ BVĐK tỉnh Hưng Yên 30

Bảng 3.7 Hàm lượng tổng VKHK trong phòng mổ của BVĐK Phố Nốitrước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau 31

Bảng 3.8 Hàm lượng nấm trong phòng mổ phiên BVĐK Phố Nối trước vàsau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau32

Bảng 3.9 Hàm lượng viv khuẩn E.Coli trong phòng mổ BVĐK Phố Nốitrước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau 33

Bảng 3.10 Hàm lượng vi khuẩn Coliform trong phòng mổ BVĐK Phố Nốitrước và sau khi chạy thiết bị LSKK 500 m3/h tại các thời điểm khác nhau 33

CÁC TỪ VIẾT TẮT

Box TN – Box thí nghiệm

CVĐLH – Các vấn đề Vật lý trong Hóa họcHLKH – Hàn lâm khoa học

HEPA – Lọc hiệu suất cao

KHCN – Khoa học công nghệ

LSKK – Làm sạch không khí

ONKK – Ô nhiễm không khí

VOC – Các hợp chất hữu cơ bay hơi

MỞ ĐẦU

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường không khí trong các phòng chuyên môncủa bệnh viện ngày càng trở nên cấp thiết ở Việt Nam cũng như trên thế giới, gây nêntình trạng nhiễm khuẩn bệnh viện (NKBV) tràn lan NKBV là một trong những tháchthức và mối quan tâm hàng đầu, vì các vi sinh vật (VSV) trong không khí sẽ đe dọatrực tiếp đến sức khỏe của nhân viên y tế và người bệnh, làm tăng tỉ lệ tử vong, kéodài thời gian nằm viện, tăng việc sử dụng kháng sinh, tăng đề kháng kháng sinh vàchi phí điều trị

Tại các bệnh viện ở nước ta, tình trạng không khí bị nhiễm khuẩn gây bệnhhiểm nghèo trong các buồng khám chữa bệnh, các buồng lưu bệnh nhân đã đượccảnh báo từ lâu, nhưng cho đến nay vấn đề này vẫn còn hết sức nghiêm trọng, đanggây ra những hậu quả nặng nề về mặt lâm sàng, làm xuất hiện những chủng vikhuẩn đa kháng Tuy nhiên, hiện nhiều bệnh viện vẫn chưa quan tâm và vẫn trongtình trạng báo động đỏ Theo ước tính hằng năm vẫn có gần 700 nghìn bệnh nhânnhiễm trùng vết mổ do NKBV gây ra

Các công nghệ xử lý đang được áp dụng hiện nay như hấp phụ, phân chia(công nghệ màng lọc, thổi không khí) và công nghệ phá hủy (ôzôn hóa, clo hóa,phương pháp sinh hóa) đều có những điểm yếu, các chất ô nhiễm thực tế chỉ chuyểntừ chỗ này sang chỗ khác mà không được xử lý một cách triệt để, hoặc khi sử dụngcác chất sát trùng hóa học thì tiềm ẩn nguy cơ hình thành các sản phẩm phụ độc hạiđối với sức khỏe con người

Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy phương pháp xử lý ô nhiễm khôngkhí (ONKK) dưới tác dụng của ánh sáng là một giải pháp mang tính đột phá, trong

đó phương pháp xúc tác quang (XTQ) cho hiệu quả xử lý cao nhất, không đòi hỏiphải đưa thêm các tác nhân ôxy hóa đặc biệt nào vào, mà chỉ cần sự có mặt của ôxykhông khí Vật liệu XTQ chủ yếu là từ các nguyên tố chuyển tiếp như TiO2, ZnO,

Fe2O3, WO3, CdSe v.v , trong đó TiO2 có hoạt tính XTQ cao nhất và là vật liệu dễkiếm, rẻ tiền, trơ hóa học và không độc hại đối với sức khỏe con người

Do đó, chúng tôi chọn đề tài “Đánh giá mức độ nhiễm khuẩn không khí

trong phòng mổ của 1 số bệnh viện và thử nghiệm công nghệ làm sạch không khí bằng xúc tác quang” làm nội dung nghiên cứu.

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về nhiễm khuẩn bệnh viện

1.1.1 Nguồn gốc của nhiễm khuẩn bệnh viện

NKBV có thể do rất nhiều nguyên nhân như: dụng cụ, thiết bị y tế khử trùngkhông sạch, khâu rửa tay của các nhân viên y tế chưa đảm bảo vệ sinh, tình trạngsức khỏe bệnh nhân kém, người lớn tuổi,… trong đó không loại trừ khả năng nhiễmbệnh từ không khí Nếu khâu khử trùng sạch sẽ giảm được tỷ lệ bệnh cũng như tỷ lệ

tử vong gây ra do Staphylococcus aureus [3,9] Chống NKBV ở Việt Nam có từ lâu

nhưng chưa được hệ thống hóa Trong khi đó, ở hầu hết các bệnh viện, việc kiểmsoát chất lượng không khí và mức độ ONKK trong bệnh viện hầu như chưa đượcđặt ra Trước tình hình trên, chúng tôi nhận thấy rằng sự ô nhiễm VSV trong khôngkhí ở các Khoa/Phòng chuyên môn trong bệnh viện là mối nguy hại có thể ảnhhưởng đến người bệnh trong quá trình điều trị và hồi phục Các VSV có trongkhông khí môi trường bệnh viện còn đe dọa trực tiếp đến sức khỏe của nhân viên y

tế và người bệnh

Một điều quan trọng, Việt Nam cho đến nay vẫn chưa có một tiêu chuẩn nàoquy định về mức độ giới hạn ô nhiễm các VSV trong không khí phòng mổ, phònghồi sức (phòng hậu phẫu, phòng hồi sức cấp cứu) tại các bệnh viện

1.1.2 Mối tương quan giữa mật độ VSV và nhiễm khuẩn bệnh viện

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh có sự liên quan giữa việc ô nhiễm môitrường bệnh viện và nhiễm khuẩn mắc phải trong bệnh viện Một nghiên cứu tại đơn

vị hồi sức sơ sinh cho thấy có mối tương quan rõ giữa kết quả cấy môi trường

dương tính với coagulase negative Staphylococcus and Klebsiella pneumoniae và

dịch nhiễm khuẩn huyết [4] Những nghiên cứu dịch tễ phân tử cũng xác định rõ sựtương quan giữa vi khuẩn, vi nấm trong môi trường không khí và nhiễm khuẩn,nhiễm nấm trên bệnh nhân [2, 13] Chất lượng môi trường không khí phụ thuộc vàonhiều yếu tố như thông khí, số luồng trao đổi khí mỗi giờ, nhiệt độ, độ ẩm, mật độngười trong phòng Lấy mẫu không khí là biện pháp dễ thực hiện để đánh giá chấtlượng không khí cũng như đánh giá hiệu quả của các yếu tố can thiệp trong môi

trường như hệ thống lọc không khí, hạn chế số người ra vào [4] Tại Việt nam, đã

có một số nghiên cứu nêu ra các vấn đề về chất lượng môi trường không khí chưađạt yêu cầu tại một số khoa phòng cần chất lượng không khí tốt như phòng mổ,phòng săn sóc đặc biệt Một nghiên cứu của Viện Vệ sinh y tế công cộng [14] chothấy số lượng VSV trong không khí phòng mổ, phòng hồi sức của 13 bệnh viện tạiTPHCM biến thiên từ 64,2-1247,8 CFU/m3 Số phòng mổ và phòng hồi sức đạt tiêuchuẩn không khí sạch cấp D (<200 CFU/m3) là 7/33 phòng (chiếm 21,2%) Mộtnghiên cứu bệnh chứng tại bệnh viện Chợ Rẫy cho thấy không khí phòng mổ nhiễm

Acinetobacter baumannii có liên quan đến việc nhiễm khuẩn vết mổ do Acinetobacter baumannii Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào phân tích những

nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong phòng

1.1.3 Hậu quả của nhiễm khuẩn bệnh viện

Nhiều nghiên cứu cho thấy NKBV làm tăng tỉ lệ tử vong, kéo dài thời giannằm viện, tăng việc sử dụng kháng sinh, tăng đề kháng kháng sinh và chi phí điều trị.Theo số liệu thống kê của Mỹ cho thấy chi phí của một ca NKBV thường gấp 2 đến 4lần so với những trường hợp không NKBV Trong đó chi phí phát sinh do nhiễmkhuẩn huyết có liên quan đến dụng cụ đặt trong phòng mạch là từ 34.508 USD đến56.000 USD và do viêm phổi trên người bệnh có thông khí hỗ trợ là từ 5.800 USDđến 40.000USD Tại Mỹ hàng năm ước tính có 2 triệu bệnh nhân bị NKBV, làm90.000 người tử vong, làm tốn thêm 4,5 tỉ USD viện phí

Theo Viện Vệ sinh y tế công cộng TPHCM, tại Việt Nam mỗi năm cókhoảng 600.000/7,5 triệu bệnh nhân (tương đương 8%) nhập viện là nạn nhân củaNKBV Tình hình NKBV tại Việt nam chưa được xác định đầy đủ Có ít tài liệu vàgiám sát về NKBV được công bố Những tốn kém về nhân lực và tài lực do NKBVtrong toàn quốc cũng chưa được xác định Có ba điều tra cắt ngang (pointprevalence) quốc gia đã được thực hiện Điều tra năm 1998 trên 901 bệnh nhântrong 12 bệnh viện toàn quốc cho thấy tỉ lệ NKBV là 11,5%, trong đó nhiễm khuẩnvết mổ chiếm 51% trong tổng số các ca NKBV Năm 2001 tỉ lệ NKBV là 6,8%trong 11 bệnh viện và viêm phổi bệnh viện là nguyên nhân thường gặp nhất(41,8%) Điều tra năm 2005 tỉ lệ NKBV trong 19 bệnh viện toàn quốc cho thấy là5,7% và viêm phổi bệnh viện cũng là nguyên nhân thường gặp nhất (55,4%) Các

bệnh nguyên gây NKBV có mức độ đa kháng thuốc kháng sinh cao hơn các bệnhnguyên gây nhiễm khuẩn trong cộng đồng Bệnh nguyên NKBV đa số là là vi

khuẩn Gram âm (78%), 19% Gram dương và 3% là Candida sp Theo báo Thanh

niên Online-chủ nhật, 25/7/2010, một cuộc khảo sát tại Khoa phẫu thuật gây mê hồisức của Bệnh viện Nhân dân Gia Định cho thấy tỷ lệ viêm phổi do thở máy chiếm

gần 60%, trong đó tỷ lệ viêm phổi do vi khuẩn Klebsiella pneumoniae khoảng 50%

và viêm phổi sau mổ do vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa 20% Có hơn 93% mẫu

đờm của bệnh nhân nằm viện có chứa vi khuẩn đa kháng thuốc Tại bệnh viện ChợRẫy, tình trạng NKBV cũng rất đáng ngại, trong đó số bệnh nhân viêm phổi chiếm45%, tiếp theo là nhiễm khuẩn vết mổ 21%, nhiễm trùng đường tiết niệu 13%,nhiễm trùng da 11% và nhiễm trùng đường huyết 10% Theo nghiên cứu của Bệnhviện Trung ương Huế và Bệnh viện Chợ Rẫy đưa ra tại Hội nghị truyền nhiễm Quốcgia được tổ chức tại Hà Nội ngày 27/3/2012 cho thấy, tình trạng nhiễm khuẩn xảy ra

ở hầu hết các khoa, nhiều nhất là khoa chăm sóc đặc biệt (52%), khoa ngoại (28%),khoa nội (19%) Nhóm nghiên cứu tại Bệnh viện Trung ương Huế đã thực hiện trên

178 bệnh nhân có NKBV do các vi khuẩn đa kháng được phân lập dương tính tạibệnh viện này từ tháng 1 đến tháng 5 năm 2011 cho thấy, trong tổng số 178 canhiễm vi khuẩn đa kháng, nam là 123 chiếm tỷ lệ gần 70%, cao hơn nữ Tình trạngnhiễm khuẩn tại khoa chăm sóc đặc biệt này chủ yếu gặp ở người bệnh thở máychiếm 34%, mủ vết thương 34%, nhiễm khuẩn máu 11% Viện Vệ sinh y tế cộngđồng TPHCM cảnh báo trong 33 mẫu không khí thu được tại các bệnh viện trong 2năm 2009 và 2010 có đến 26 mẫu chứa lượng vi sinh cao hơn mức quy định 6 lần.Khảo sát mật độ vi khuẩn trong không khí của 33 phòng mổ, phòng hồi sức tại 13bệnh viện ở TPHCM, tỷ lệ không đạt tiêu chuẩn là 78,8%

Hiện nay, chưa có những nghiên cứu quốc gia đánh giá cụ thể chi phí củaNKBV Tại bệnh viện Chợ Rẫy nghiên cứu sơ bộ cho thấy 1 ca NKBV làm kéo dàithời gian nằm viện 15 ngày, viện phí trung bình mỗi ngày là 192.000 VND, có thểước tính chi phí phát sinh do NKBV là vào khoảng 2.880.000 VND

1.1.4 Tiêu chuẩn phòng sạch bệnh viện

Thực tế hiện nay ở Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn quốc gia về quy địnhphòng sạch trong bệnh viện hoặc nói chung là tiêu chuẩn về mức độ sạch của các

phòng chuyên môn của bệnh viện Tuy nhiên, để đánh giá tình trạng ô nhiễm môitrường không khí của bệnh viện cũng như hiệu quả xử lý không khí của thiết bịLSKK, chúng tôi giới thiệu một số tiêu chuẩn về mức độ sạch trong các phòngchuyên môn bệnh viện trên thế giới để tham khảo và quy chiếu.

a Tiêu chuẩn Liên bang 209 của Mỹ

Tiêu chuẩn liên bang 209 (Federal Standard 209 –FS 209) là tiêu chuẩn dễhiểu và được áp dụng phổ biến nhất, lần đầu xuất bản năm 1963 tại Mỹ với tiêu đề

“Phòng sạch và yêu cầu nơi làm việc, kiểm soát môi trường’ Nó đã được sửa đổinhiều lần vào các năm 1966 (209A), 1973 (209B), 1987 (209C), 1988 (209D) và

1992 (209E)

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn FS 209E về phân loại cấp độ sạch theo kích thước hạt bụi

và hàm lượng bụi trong không khí

Ký hiệu cấp độ Giới hạn mật độ (hạt/m3) cho các loại hạt có kích thước khác nhau

b.Tiêu chuẩn ISO 14644-1

Một bộ tiêu chuẩn cũng khá phổ biến khác là tiêu chuẩn ISO 14644-1 của tổchức quốc tế về tiêu chuẩn hóa (International Organization for Standardization-ISO) Bộ tiêu chuẩn này gồm nhiều phần dưới tiêu đề chung ‘’Phòng sạch và kết

hợp kiểm soát môi trường’’ trong đó phần 1, ISO 14644-1 là tiêu chuẩn giới thiệu

về phân loại cấp độ sạch không khí (bảng 1.2)

Bảng 2 được xây dựa trên công thức sau :

C n=10N [0,1D ]2,08,Trong đó : D: là kích thước hạt (mm);

N là số kí hiệu cấp độ của bộ tiêu chuẩn;

C n là nồng độ tối đa cho phép các hạt có kích thước lớn hơn hoặc bằng D(hạt/m3 không khí);

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn ISO 14644-1 về phân loại cấp độ sạch theo kích thước hạt

bụi, hàm lượng bụi và mật độ vi sinh vật trong không khí

c Tiêu chuẩn châu Âu EU GMP

Bộ tiêu chuẩn này thường áp dụng cho các phòng phẫu thuật bệnh viện hoặccác phòng sạch trong sản xuất dược phẩm

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn châu Âu GMP về phân loại cấp độ phòng sạch theo kích thước hạt bụi, hàm lượng bụi và mật độ vi sinh vật trong không khí

Nồng độ tối đa các hạt kích thước < 0,5 μmm

(hạt/ m3 không khí) 3500 350000 3500000

Không xác địnhNồng độ tối đa các hạt kích thước > 0,5 μmm

Không xác định

Số vi khuẩn tối đa cho phép (cfu/m3 không khí) < 1 10 100 200

d Tiêu chuẩn WHO 902 (2002)

Bộ tiêu chuẩn này thường áp dụng cho các phòng sạch của bệnh viện, cơ bảngần giống như bộ tiêu chuẩn EU GMP

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn WHO 902 (2002) quy định về mật độ vi sinh vật trong

không khí cho từng cấp độ phòng sạch bệnh viện

Số vi khuẩn tối đa cho phép (ufc/m3 không khí) < 3 10 100 200

1.2 Thiết bị LSKK 500 m 3 /h bằng phương pháp xúc tác quang

1.2.1 Phương pháp xúc tác quang

Phương pháp xử lý ô nhiễm dựa trên cơ sở XTQ là phương pháp phá hủykhông đòi hỏi phải đưa thêm các tác nhân ôxy hóa đặc biệt nào vào, mà chỉ cần sự cómặt của ôxy không khí nhưng vẫn cho hiệu quả xử lý cao Vật liệu XTQ chủ yếu là từcác nguyên tố chuyển tiếp như TiO2, ZnO, WO3, CdSe v.v , trong đó TiO2 có hoạttính XTQ cao nhất và là vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền, trơ về mặt hóa học và không độc hạiđối với sức khỏe con người Cơ chế phản ứng và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suấtphản ứng XTQ bằng nano TiO2 sẽ lần lượt được trình bày sau đây

1 Cơ chế xúc tác quang của TiO 2

Chất XTQ là chất làm tăng tốc độ phản ứng quang hoá Khi được chiếu ánhsáng với cường độ thích hợp, chất XTQ sẽ đẩy nhanh tốc độ phản ứng quang hoábằng cách tương tác với chất nền ở trạng thái ổn định hay ở trạng thái bị kích thíchhoặc với các sản phẩm của phản ứng quang hoá tuỳ thuộc vào cơ chế của phản ứng

Mô tả trên cũng bao gồm cả sự nhạy quang, được định nghĩa như là kết quả của sựhấp thụ photon của các phân tử XTQ dẫn đến sự thay đổi quang hoá hay quang lýtrong các phân tử khác Chất XTQ khi được chiếu bằng ánh sáng thích hợp có thể tạo

ra một loạt quy trình giống như phản ứng oxy hoá - khử và các phân tử ở dạngchuyển tiếp có khả năng oxy hoá - khử mạnh [6]

Dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại (UV), các điện tử từ vùng hóa trị (hình1.1) chuyển lên vùng dẫn thành các điện tử tự do (e-) và để lại các lỗ trống (h+)ởvùng hóa trị Điện tử và lỗ trống khuếch tán ra bề mặt và phản ứng với H2O và O2

hấp thụ trên bề mặt màng và tạo ra các gốc có khả năng ôxy hóa khử chất ô nhiễmhữu cơ

Hình 1.1 Phản ứng quang xúc tác của TiO 2

Trên giản đồ thế (hình 2), thế ôxy hóa của lỗ trống ở vùng hóa trị là +2,53 V,dương hơn thế ôxy hóa của gốc hydroxyl là +2,27 V nên lỗ trống có thể ôxy hóa

H2O để tạo gốc hydroxyl OH:

H2O + h+

OH + H+ (1.1)Thế khử của điện tử ở vùng dẫn là –0.52V, âm hơn thế khử của gốcsuperoxyt O là –0,28V nên điện tử có thể khử O2 để tạo gốc superoxyt:

O2 + e- O2- (1.2)

Từ (1.1) và (1.2) cho thấy, sản phẩm là gốc hydroxylOH có tính ôxy hóa rấtmạnh và gốc superoxyt O2- có tính khử, nên chúng sẽ ôxy hóa khử các chất hữu cơ(bất chấp ở hình thái nào) trên bề mặt để tạo ra các sản phẩm phân hủy (CO2 và H2O)

Hình 1.2 Các mức thế oxy hóa – khử của TiO 2

- Cơ chế diệt khuẩn bằng phương pháp XTQ:

Chất hữu cơ trong tế bào vi khuẩn chủ yếu cấu tạo bởi các nguyên tố C, H,

O, N, P, S Riêng 4 nguyên tố C, H, O, N đã chiếm tới 90 - 97% toàn bộ chất khô của tế bào Đó là các nguyên tố chủ chốt để cấu tạo nên protein, axit nucleic, lipit, hidrat cacbon trong tế bào Trong tế bào vi khuẩn các hợp chất đại

phân tử thường chiếm 96% khối lượng khô, các chất đơn phân tử chiếm 3,5% vàcác ion vô cơ chiếm 1%

Khi phản ứng XTQ tạo ra các gốc ôxy hóa-khử rất mạnh, các gốc này sẽ ôxyhóa-khử các thành phần như protein, lipit, (thường là lớp màng tế bào) của vikhuẩn khiến cho lớp màng tế bào vi khuẩn bị phân hủy, đồng thời làm giảm 77 đến93% khả năng hô hấp của tế bào khiến cho tế bào suy yếu dần và cuối cùng là bịtiêu diệt [8]

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất quá trình XTQ

Bên cạnh sự phụ thuộc vào đặc trưng của vật liệu xúc tác (kích thước hạt và

độ tinh thể hóa) thì hiệu suất quá trình XTQ còn phụ thuộc vào một số yếu tố sau:

a) Ảnh hưởng của hiệu ứng tái hợp điện tử – lỗ trống

Tốc độ tái hợp của điện tử và lỗ trống phải nhỏ trong phản ứng XTQ vì khichúng tái hợp sẽ không tham gia phản ứng hóa học với các chất hấp thụ trên bề mặtnữa Hiện nay, phổ laser siêu nhanh có thể giúp chúng ta xác định tốc độ tái hợp xảy

ra trong một khoảng thời gian vài chục pico giây trong phản ứng XTQ của TiO2[10]

b) Ảnh hưởng của các chất “bẫy electron”, “bẫy gốc hydroxyl” [7]

Khi hệ phản ứng có các chất O2, O3, H2O hoặc S2O82– thu nhận e–

cb trên vùnghóa trị làm kéo dài thời gian sống của các lỗ trống h+

vb, thì hoạt tính XTQ sẽ tăng,thêm vào đó các chất này còn tạo ra gốc hydroxyl tự do:

O2 + e–

cb O22O2 + 2H2O  H2O2 + 2OH– + O2

H2O2 + e–

cbOH + OH–Hoạt tính XTQ của TiO2 sẽ giảm đi khi trong dung dịch có mặt các ion như

Cl–, CO32–, SO42–,… do các ion này bẫy OH– và làm giảm nồng độ OH:

OH + Cl–

Cl + OH–

OH + CO32–CO3 + OH–

OH + HCO3–CO3– + H2O

c) Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác

Tốc độ đầu của phản ứng tỉ lệ với hàm lượng xúc tác cho vào Tuy nhiên, khihàm lượng TiO2 vượt một giá trị giới hạn nào đó thì sự tăng tốc độ phản ứng chậmlại và trở nên không phụ thuộc vào hàm lượng TiO2 Điều này được giải thích là dokhi hàm lượng xúc tác lớn hơn giá trị tới hạn, các hạt xúc tác dư ra sẽ che chắn mộtphần bề mặt nhạy sáng của xúc tác Vì vậy cần xác định hàm lượng xúc tác tối ưu

để tránh lãng phí xúc tác, đồng thời để đảm bảo hấp thu tối đa lượng photon ánhsáng [1]

d) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Đa số các phản ứng XTQ không nhạy với nhiệt độ hoặc thay đổi rất ít theonhiệt độ Về mặt nguyên tắc, năng lượng hoạt hóa của quá trình quang hóa xúc tácbằng 0, tuy nhiên việc tăng nhiệt độ có thể làm giảm tốc độ tái hợp giữa e- và h+ [10]

e) Ảnh hưởng của bước sóng và cường độ bức xạ

Sự phụ thuộc tốc độ quá trình XTQH vào bước sóng của bức xạ cùng dạngvới phổ hấp thu của xúc tác và có giá trị ngưỡng tương ứng với năng lượng vùngcấm của xúc tác Xúc tác TiO2 - anatase có năng lượng vùng cấm Eg = 3,2eV, tươngứng với khả năng hấp thụ bức xạ có bước sóng λ ≤ 387,5nm Tốc độ quá trìnhquang hóa tăng một cách tuyến tính cùng với cường độ bức xạ UV-A trong khoảng0–20 mW/cm2 Khi cường độ bức xạ vượt qua một giá trị nhất định (khoảng 25mW/cm2), tốc độ quá trình XTQ tỷ lệ với căn bậc 2 của cường độ bức xạ Vì vậy,

Bộ lọc bụi màng

cơ học

Bộ lọc bụi tĩnh điện

Bộ lọc xúc tác quang

công suất nguồn UV tối ưu cần được chọn tương ứng với vùng có cường độ bức xạ

tỉ lệ tuyến tính với tốc độ quá trình quang hóa [11]

g) Ảnh hưởng của nồng độ oxy

Tốc độ và hiệu quả của quá trình XTQH phân hủy các chất hữu cơ được tăngcường nhờ sự tham gia của oxy Với vai trò làm tâm bẫy điện tử vùng dẫn, phân tửoxy đã ngăn chặn một phần sự tái hợp của cặp e–/h+ cùng với việc tạo thành một tácnhân oxy hóa hiệu quả là anion peroxit [12]

1.2.2 Thiết bị LSKK

a Sơ đồ công nghệ của thiết bị LSKK do Viện CNMT chế tạo

Dòng thiết bị LSKK TIOKRAFT của LB Nga có công suất từ 100 m3/h trởlên có cấu tạo hoàn chỉnh gồm các bộ phận kế tiếp nhau như sau: lọc thô, lọc tinh

HEPA (High efficiency particulate air), lọc tĩnh điện, xúc tác quang (XTQ), hấp

phụ khí độc bằng bộ lọc hạt mang điện và than hoạt tính Ba tầng lọc đầu tiên cóchức năng loại khỏi dòng khí các hạt sol khí có kích thước đến 0,01 μmm, kể cả khóithuốc và bồ hóng Chúng bảo vệ cho phần tử XTQ không bị bao phủ bởi bụi, dẫntới làm giảm hiệu quả hoạt động của nó Bộ lọc XTQ là bộ phận quan trọng nhất,nơi xảy ra các phản ứng quang hóa nhờ có lớp xúc tác TiO2 dưới tác dụng của tiacực tím làm phân hủy các hợp chất hữu cơ bay hơi VOC và tiêu diệt vi sinh nguyhại có trong môi trường không khí.Một số chất tạo thành trong bộ lọc tĩnh điện vàdưới tác dụng của tia cực tím như ozon, nitrogen dioxide, carbon monoxide…có hạicần được loại ra bởi bộ lọc hạt mang điện và than hoạt tính ở khâu cuối cùng

Trên cơ sở mô hình thiết bị TIOKRAF của Nga chúng tôi lựa chọn sơ đồcông nghệ xử lý không khí cho thiết bị LSKK bằng XTQ như sau:

Giải thích sơ đồ công nghệ:

Dòng khí cần lọc đi vào thiết bị nhờ có áp suất âm bên trong do quạt gió tạonên Đầu tiên qua bộ lọc cơ học gồm có 2 lớp màng thô và tinh Lớp màng thô giữlại các hạt bụi có kích thước trên 0,5 µm chủ yếu trên 1 µm Màng lọc tinh giữ lạicác hạt bụi chủ yếu cỡ 0,3 µm Qua bộ lọc tĩnh điện các hạt bụi nhỏ hơn tới cỡ 0,1

µm sẽ tiếp tục bị giữ lại Không khí đã rất sạch bụi đi vào trong lòng ống thủy tinhthạch anh có phủ xúc tác quang hóa và chiếu tia cực tím , vi khuẩn và các hợp chấtVOC sẽ bị phân hủy Khi ra qua thành ống thủy tinh không khí đã được xử lý có thểchứa các hạt mang điện tích và các phân tử O3 sinh ra do quá trình làm việc của các

bộ phận sẽ được trung hòa hoặc hấp phụ vào lớp lọc PP và các-bon hoạt tính ở phíasau Quạt gió sẽ tạo lực hút không khí đã xử lý ra khỏi thiết bị

b Cấu tạo của các thiết bị LSKK bằng XTQ

Hình 1.3 Thiêt bị LSKK 250 m3/h

Hình 1.4 Thiêt bị LSKK 500 m3/h

1.3 Thiết bị LSKK bằng XTQ của Liên bang Nga

Kết quả của nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo Nghị định thư với LB Nga [5], bêncạnh việc nắm được công nghệ xử lý ONKK bằng XTQ, nhóm nghiên cứu của ViệnCNMT còn nắm bắt được nguyên lý cấu tạo và hoạt động của các thiết bị LSKK bằngXTQ (TIOKRAFT) của LB Nga Đây là nội dung kế thừa của đề tài và giúp Ban chủnhiệm tính toán, thiết kế và chế tạo các thiết bị LSKK bằng XTQ ứng dụng trong cácbệnh viện ở Việt Nam nói chung, hai bệnh viện của Hưng Yên nói riêng Do đó,trong phần này, chúng tôi đi sâu giới thiệu về thiết bị TIOKRAFT của LB Nga

Một tập thể các nhà khoa học thuộc Viện CVĐLH trong năm 2000 đã đăng

ký và được cấp bằng sáng chế số RF 2151632 “Phần tử xúc tác quang và phương pháp chế tạo nó” Phần tử XTQ này là yếu tố quan trọng tạo nên hiệu quả xử lý

ONKK vượt trội của thiết bị do họ sản xuất với nhãn hiệu TIOKRAFT so với cácthiết bị cùng chức năng được sản xuất trên thế giới Ngoài ra, qua quá trình nghiêncứu, thử nghiệm và áp dụng trên thực tế các thiết bị TIOKRAFT đã không ngừngđược hoàn thiện và đã đạt được sự tín nhiệm cao nhất ở nước Nga về thiết bị xử lý ônhiễm không khí TIOKRAFT đã được thương mại hóa và được xuất khẩu sangnhiều nước ở châu Âu như Đức, Hy Lạp… từ nhiều năm nay

Tham khảo thiết bị TIOKRAFT có công suất từ 250 m3/h trở lên, chúng tôinhận thấy rằng các thiết bị có cấu tạo hoàn chỉnh gồm nhiều tầng lọc, mỗi tầng lọcđều có chức năng riêng như: lọc thô, lọc HEPA, lọc tĩnh điện, lọc XTQ, hấp phụ cácchất siêu oxit và mùi bằng than hoạt tính (hình 1.5) Ba tầng lọc đầu tiên có chứcnăng loại khỏi dòng khí các hạt sol khí có kích thước đến 0,1 μmm, kể cả khói thuốc

và bồ hóng Chúng bảo vệ cho phần tử XTQ không bị bao phủ bởi bụi, dẫn tới làmgiảm hiệu quả hoạt động của nó Một số chất có hại tạo thành trong bộ lọc tĩnh điện

và dưới tác dụng của tia cực tím như ozon, đioxit nitơ, cacbon oxit cần được loại

ra bởi bộ lọc hạt mang điện và than hoạt tính ở khâu cuối cùng Chính nhờ bao gồmnhiều tầng lọc như trên nên TIOKRAFT có hiệu quả XLKK rất cao và có độ bềnđáng tin cậy

Cấu tạo thiết bị gồm các bộ phận chính sau:

1- Bộ tiền lọc: bao gồm 2 tầng lọc:

a) Lớp lọc thô: thường làm bằng vải tấm không dệt từ bông PE dày 1-3 mm,

có tác dụng loại bỏ các hạt bụi có kích thước trên 3 µm

b) Lớp lọc HEPA: đây là bộ lọc không khí hiệu suất cao, thường làm từ cácsợi thủy tinh có đường kính từ 0,5- 2 µm, với các tấm lọc H11-H13 theo tiêu chuẩnEN1822 có tác dụng loại bỏ các hạt bụi tới 0,3 µm

2- Bộ lọc tĩnh điện: là các điện cực ống trụ rỗng D = 75 mm, lọc tăng cườngcác phần tử bụi nhỏ còn lại

3- Phần tử XTQ: là các ống thủy tinh thạch anh xốp, đường kính 80 mm, cóphủ lớp XTQ TiO2, bên trong có đèn tử ngoại Dưới tác dụng của tia cực tím UV,lớp XTQ có tác dụng phân hủy các chất độc hại thành nước và khí cacbonic, đồngthời diệt vi khuẩn và diệt nấm Dòng không khí thường được bố trí đi xuyên quathành ống

4- Bộ lọc hạt mang điện làm bằng vải không dệt PP kết hợp lưới kim loạitiếp đất có tác dụng giữ lại các hạt mang điện và truyền điện tích xuống đất Sau khiqua bộ lọc này, không khí được tiếp tục xử lý bằng than hoạt tính Bộ lọc này có thểđặt trước hoặc sau bộ lọc quang hóa

5- Than hoạt tính: giữ lại các siêu oxit và mùi

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị TIOKRAFT

6- Quạt gió áp suất cao: đảm bảo lưu lượng không khí lưu thông cần thiết điqua thiết bị.

Quy trình XLKK của thiết bị TIOKRAFT như sau: không khí lần lượt đi quacác bộ lọc bụi thô, lọc HEPA, lọc tĩnh điện đảm bảo giảm nồng độ bụi thấp tối thiểu.Sau đó nó đi tiếp qua bộ lọc XTQ, đây là bộ phận quan trọng nhất, nơi xảy ra cácphản ứng quang hóa nhờ có lớp xúc tác TiO2 dưới tác dụng của tia cực tím làm phânhủy các hợp chất VOC và tiêu diệt VSV nguy hại có trong môi trường không khí

Trong thiết bị LSKK bằng phương pháp XTQ, phần tử XTQ có vai trò quantrọng nhất Hiệu quả hoạt động của nó quyết định năng suất hoạt động của thiết bịtrong việc xử lý nhiều loại hóa chất và VSV có trong không khí Các phần tử XTQkhông được rao bán trên thị trường như các vật liệu và chi tiết của các máy lọc khí,lọc nước Nhà sản xuất thiết bị LSKK bằng XTQ phải tự chế tạo bộ phận này Phần

tử XTQ trong các thiết bị TIOKRAFT được sản xuất theo sáng chế số RF 2151632của Liên bang Nga mà cơ sở đăng ký là Viện CVĐLH Phần tử này có hình dạngống xốp hình trụ (đường kính ngoài 80 mm, dày 5-10 mm, chiều dài >200 mm), hởhai đầu Nó được chế tạo từ những hạt thạch anh có đường kính chủ yếu nằm trongkhoảng 0,6-0,8 mm bằng cách thiêu kết Độ xốp của thành ống lớn, dễ dàng chokhông khí đi qua (hình 1.6, ống bên phải)

Đặc tính nổi trội của các thiết bị LSKK bằng XTQ là các thành phần ô nhiễmkhông tích tụ lại trong thiết bị được phân hủy hoàn toàn thành khí vô hại mà khôngphải thêm bất kỳ hóa chất nào, khả năng xử lý đa năng (khói thuốc, vi khuẩn, mùihôi, NH3, H2S ) Ngoài ra, các bộ lọc có tuổi thọ cao, trong điều kiện máy hoạtđộng liên tục bộ lọc tinh 4 tháng mới phải thay, bộ phân hủy siêu ôxit là trên 1 năm

Hình 1.7 Sắp xếp phần tử XTQ và

bộ lọc hạt mang điện trong thiết bị Hình 1.6 Bộ lọc hạt mang điện và

phần tử XTQ.

CHƯƠNG II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu : nấm men,nấm mốc,vi khuẩn hiếu

khí,Ecoli,Coliform

- Phạm vi nghiên cứu : phòng mổ bệnh viện đa khoa Phố Nối và bệnh viện

đa khoa tỉnh Hưng Yên

2.2 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị

2.2.1 Dụng cụ và hóa chất

- Pipet 5 ml

- Đĩa peptri đường kính 10 cm

- Găng tay, khẩu trang y tế

- Túi và thùng đựng mẫu

- Đèn cồn, bông thấm

- Cồn 70 độ (merck)

- Aceton (merck)

- Môi trường PCA (Plate Count Agar) - Môi

trường đặc trưng để phân lập tổng Vi khuẩnhiếu khí và Nấm ;

- Môi trường Chromocult : môi trường đặc

trưng để phân lập E.coli và Coliform.

2.2.2 Thiết bị

a.Thiết bị lấy mẫu không khí Flora - 100 b Thiết bị đo bụi Kanomax

c Thiết bị đo tốc độ gió DIGITAL

ANEMOMETER

d Thiết bị đo VOC

Hình 2.1 Các thiết bị sử dụng trong quá trình thí nghiệm

- Tủ ấm nuôi cấy vi sinh

- Máy tạo ẩm, nhiệt kế thủy ngân, ẩm kế, đồng hồ đo giây

- Quạt để bàn loại nhỏ (~50W) để tạo dòng đối lưu trong buồng box TN

- Thiết bị lấy mẫu không khí Flora-100 của Nga (hình a)

- Thiết bị đo tốc độ gió DIGITAL ANEMOMETER (hình b)

- Thiết bị đo bụi trong không khí Kanomax, Nhật Bản (hình c)

- Máy đo nồng độ VOC sử dụng bộ sensor TGS 2602 FIGARO, Nhật Bản(hình d) Các đường quy chuẩn nồng độ đối với một số VOC như aceton, benzen,butanol, diethyl ete đã được thiết lập và có thể sử dụng để xác định nồng độ của một

số VOC này

Hình 2.2 Đường quy đổi nồng độ phụ thuộc giữa thể tích aceton đưa vào và chỉ

số nồng độ hiển thị trên máy đo VOC.

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Đánh giá các thông số kỹ thuật của thiết bị trong phòng thí nghiệm

a) Đo công suất xử lý không khí của thiết bị