در یک تعریف کلی باید بگوییم که هنگام بررسی ماسک های تنفسی، همیشه نتایج هر یک از این سه تست یا ترکیبی از آنها را در نظر می گیریم. این استانداردها کارایی فیلتراسیون ذرات، مقاومت باکتریایی و ویروسی یک ماسک مشخص را نشان می‌دهند. با این حال، علی رغم اشاره به این تست ها در بسیاری از مقالات، ما هیچ وقت نگاهی عمیقی به آنها نداشته‌ایم و ایده نگارش این سلسله مقالات از همین جا شروع شد.
برای بررسی بهتر این موضوع که تست های PFE، BFE و VFE چه هستند در این مجال بررسی کلی از آنها را ارائه می‌کنیم و چند نکته ای در مورد تفاوت این استانداردها خواهم گفت. اما بررسی دقیق‌تر هر تست را در مقاله ای جداگانه به شما ارائه خواهیم کرد. ممکن است بسیاری از مردم ندانند که این سه نوع تست از استانداردهای جهانی پیروی نمی کنند. در عوض، یک شکل از تست PFE می‌تواند به طور قابل توجهی با آزمون دیگر در همین دسته متفاوت باشد.
منظور از تست های PFE ،BFE و VFE چیست؟
تست‌های PFE، BFE و VFE برای آزمایش اثر فیلتراسیون یک محیط و یا ماسک در برابر سه نوع ذره رایج NaCl یا دانه‌های لاتکس، باکتریایی و ویروسی طراحی شده اند. با این وصف هر کدام از این تست‌ها نشان دهنده یک روند کلی هستند.
- PFE: راندمان فیلتراسیون ذرات
- BFE: راندمان فیلتراسیون باکتریایی
- VFE: کارایی فیلتراسیون ویروسی
با این حال، این سه اصطلاح باعث سردرگمی زیادی شده است. در مورد ماسک‌ها و فیلترها استانداردهای متعددی وجود دارد؛ اما می‌توان گفت که PFE، BFE و VFE استاندارد نیستند. در عوض، آنها انواع آزمایشاتی هستند که باید طبق یک استاندارد انجام می‌شوند. استانداردی که یک تست PFE از آن پیروی می‌کند، شرایط و روش تست مورد نظر را تعریف می‌کند.
به عنوان مثال، در آزمایش PFE، متغیرهای زیادی در نظر گرفته می‌شوند. در حالی که اکثر آزمایشگاه ها از استاندارد ASTM F2299 پیروی می‌کنند که شرایط آزمایش را مشخص می‌کند، استاندارد PFE تنظیم شده‌ای وجود ندارد. در عوض، اصطلاح PFE به سادگی به نوعی آزمایش اشاره دارد که می‌تواند در روش و مشخصات تست متفاوت باشد. در زیر تصویری از گزارش نهایی چالش ذرات لاتکس از آزمایشگاه نلسون را مشاهده می‌کنید. در گزارش، می‌توانید روش تست به کار گرفته شده را با رنگ قرمز بررسی کنید.
آنچه مقایسه این استانداردها را بسیار دشوار می‌کند (به خصوص در مورد PFE)، این است که همه آزمایشگاه ها PFE را با استفاده از استاندارد ASTM F2299 آزمایش نمی‌کنند. به این معنی که برخی از آزمایشگاه ها ممکن است با پیروی از استاندارد EN 149 اروپا، PFE را در نظر بگیرند. این تغییر باعث ایجاد مشکلاتی می‌شود؛ زیرا طیف وسیعی از متغیرها وجود دارد که این دو تست را با هم متفاوت می‌کند. نرخ جریان، اندازه ذرات، شرایط آزمایشگاهی و موارد دیگر می‌تواند چند مورد از این متغیرها باشند.
برای درک بهتر این مبحث می‌توانید به مقاله بررسی استانداردهای PFE و اهمیت آنها رجوع کنید. فقط به یاد داشته باشید که تست های توضیح داده شده، یکسان نیستند، در نتیجه مهم است بررسی کنید که کدام یک از تست های استاندارد PFE، BFE و VFE در تولید ماسک مورد نظر شما دنبال شده‌اند. متغیرهایی مانند سرعت جریان، قطر ذرات و دما می‌توانند بین آزمایش ها تغییر ایجاد کنند تا آزمایش های PFE، BFE و VFE برابر نباشند.
تفاوت بین تست PFE ،BFE و VFE
حالا که نگاه اجمالی به این آزمایش ها داشته‌ایم، بد نیست نگاهی به تفاوت این تست‌ها با یکدیگر هم بپردازیم. البته پیشنهاد می‌کنیم مقاله آشنایی با استانداردهای BFE و VFE را هم مورد توجه قرار دهید تا درک مفاهیم آسان شود. همان طور که متوجه شدید این تست‌ها بسیار متفاوت هستند و به راحتی قابل مقایسه نیستند. اما تلاش می‌کنیم مفاهیم را ساده سازی کرده و درک آنها تسهیل کنیم.
تفاوت اصلی در نوع ذرات است
بارزترین تفاوت در نوع ذرات مورد آزمایش است. تست‌های PFE معمولا بر روی ذرات لاتکس تکیه می‌کنند، در حالی که تست‌های BFE و VFE به ترتیب بر ذرات ویروسی باکتریایی و باکتریوفاژی (ویروسی) تکیه دارند. با این حال، گذشته از این تفاوت های کلیدی، تفاوت های جزئی و عمده دیگری بین روش‌های آزمون وجود دارد. جدول زیر به خوبی بسیاری از آنها را نشان می‌دهد.
برای اینکه بفهمیم چگونه تست های PFE، BFE و VFE یکسان نیستند، باید استانداردهایی را که تعریف کردیم، از همدیگر جدا کنیم. پس به این ترتیب، رایج‌ترین تست PFE یعنی ASTM F229 را برای مقایسه در کنار ASTM F2101 و ASTM F2101 برای آزمایش VFE مورد توجه هستند، کنار هم قرار می‌دهیم. همچنین از استاندارد شناخته شده NIOSH هم بخش 42 CFR 84 را در نظر می‌گیریم. این استاندارد رایج‌ترین استاندارد ماسک تنفسی است و نقطه مقایسه خوبی را ارائه می‌کند.
بزرگ‌ترین تفاوت PFE ،BFE و VFE چیست؟
بزرگ‌ترین تفاوت بین این چهار نوع آزمایش اندازه و نوع ذرات است. NIOSH از یک ذره NaCl با قطر میانه 0.075μm استفاده می‌کند. متداول‌ترین تست PFE یعنی ASTM F2299 از ذرات لاتکس در ابعاد 0.1μm تا 5.0μm (بسته به درخواست آزمایش کننده) استفاده می‌کند.
اگرچه این تفاوت ممکن است نسبتا جزئی به نظر برسد، اما می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی در نتایج داشته باشد زیرا 0.075 میکرومتر به نافذترین اندازه ذرات (MPPS) 30-40 نانومتر (0.03 – 0.04μm) ماسک‌های N99 که به الیاف دارای بار الکتریکی متکی هستند، نزدیک‌تر است. علاوه بر این، تست NIOSH از بارهای خنثی شده استفاده می‌کند که آن را به یک آزمایش چالش برانگیز برای فیبرهای شارژ شده تبدیل می‌کند. در حالی که ASTM F2299 استفاده از ذرات خنثی شده را توصیه می‌کند، اما این مهم را ضروری نمی‌داند.
ASTM F2101 از اندازه ذرات بسیار بزرگ‌تر برای BFE استفاده می‌کند. از آنجایی که آزمایش VFE ایجاد شده توسط آزمایشگاه نلسون بر اساس ASTM F2101 است، هر دوی این آزمایش‌ها از نظر اندازه ذرات یکسان هستند. هر دو آزمایش از ذرات با قطر 3.0μm استفاده می‌کنند و تفاوت بزرگ فقط در نوع ذرات است. در مورد آزمایش BFE از استافیلوکوکوس اورئوس و در مورد VFE از PhiX174 استفاده می‌شود.
تفاوت دوم PFE ،BFE و VFE
یکی دیگر از تفاوت‌های کلیدی PFE، BFE و VFE، نرخ جریان هوا است. در حالی که سرعت جریان از ماسکی به ماسک دیگر متفاوت بوده و در نتیجه بررسی آن بسیار سخت است، استاندارد ASTM F2299 می‌تواند برای ماسک‌ها نسبت به استاندارد NIOSH آسان‌تر یا دشوارتر باشد. این امر با این واقعیت دشوارتر می‌شود که ASTM F2299 سرعت تنظیم شده را تعریف نمی‌کند، بلکه فقط یک محدوده را تعیین می‌کند.
با توجه به مطالعه بررسی شده برای نمودار زیر، اکثر آزمایشگاه‌ها ASTM F2299 را با سرعت 5 سانتی متر بر ثانیه آزمایش می‌کنند. در این صورت، اکثر تست‌های ASTM F2299 در مجموعه PFE، نسبت به تست NIOSH که به سرعت جریان 85 لیتر در دقیقه نیاز دارد، ملایم‌تر هستند. هر دو تست BFE و VFE هم به سرعت جریان بسیار پایین‌تری نیاز دارند و با نرخ تنها 28 لیتر در دقیقه استفاده می‌شود.
به طور کلی، روش NIOSH محافظه‌کارترین نوع آزمایش است و ماسکی که طبق TEB-APR-STP 005x آزمایش NIOSH و PFE را انجام داده است باید در تست های PFE (ASTM F2299)، BFE و VFE (ASTM F2101 و اصلاح شده ASTM F2101) عملکرد بهتری داشته باشد. مطالعات فعلی نشان داده‌اند که تست های NIOSH دقیق‌ترین هستند.
به نوبه خود، ASTM F2299 نسبت به ASTM F2101 (از نظر فیلتراسیون) سخت گیرانه تر است. با فرض اینکه اندازه ذرات برای ASTM F2299 0.1 میکرومتر، سرعت جریان 5 سانتی متر بر ثانیه و ذرات خنثی شده‌اند، ASTM F2299 یک تست فیلتراسیون چالش‌برانگیزتر از BFE و همتای VFE خود ارائه می‌دهد.
یک نتیجه جالب
CDC پس از تمام بررسی تفاوت‌های PFE ،BFE و VFE مطالعه‌ای منتشر کرد که در آن بیان شده تفاوت بین ذرات ویروسی و عفونی هیچ نقشی در نحوه جمع‌آوری آنها توسط فیلتر ندارد. این مطالعه PFE و BFE را مقایسه کرد و نشان داد که آزمایش‌های BFE در دستگاه‌هایی که فیلتراسیون PFE بالایی دارند، ضروری نیست. از آنجایی که فیلتراسیون PFE در اندازه ذرات کوچک‌تر (ASTM F2299، TEB-APR-STP 005x)، با نرخ جریان بالاتر انجام می‌شود، ماسکی که در این شرایط عملکرد خوبی دارد باید BFE بالایی را نیز نشان دهد.
نتیجه اینکه ارگانیسم‌های باکتریایی و ویروس‌ها بدون کمک قادر به حرکت نیستند و فیلترها ذرات را در خود نگه می‌دارند تا از حرکت آنها جلوگیری شود؛ بنابراین، ماسکی که در PFE عملکرد خوبی دارد باید در BFE هم عملکرد مشابه یا بهتری داشته باشد. با این سلسله نتایج و به دلیل شباهت تست‌ها به این نقطه می‌رسیم که ماسک‌های با عملکرد مناسب در تست BFE، در VFE نیز عملکرد خوبی دارند.
جمع بندی تست های PFE ،BFE و VFE
PFE، BFE و VFE مفاهیم نسبتا ساده‌ای هستند، اما استانداردها و مشخصات مختلف آزمایش، درک و تضاد آنها را بسیار دشوارتر می‌کند. خوشبختانه، استانداردهای مورد استفاده برای آزمایش BFE و VFE مشابه و اغلب قابل مقایسه هستند.
از سوی دیگر، آزمایش‌های PFE بسیار متفاوت‌تر از این دو خواهند بود. خوشبختانه، از طرفی استانداردها شباهت‌هایی هم دارند که گاهی انطباق آنها را آسان می‌کند. استاندارد NIOSH و PFE دقیق‌ترین تست‌ها را ارائه می‌کنند و ماسک‌هایی که تحت این استانداردها آزمایش می‌شوند، معمولا با استفاده از سایر استانداردهای PFE بازده فیلتراسیون بالاتری را نشان می‌دهند. با این تفاسیر زمان خرید ماسک تنفسی می‌توانید هر دو تست را در نظر گرفته و خرید امنی داشته باشید.