ประสิทธิภาพการกรองอนุภาคของหน้ากาก N95 หน้ากาก KN95 และ หน้ากากอนามัยในช่วงขนาด 15–700 นาโนเมตร
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วัตถุประสงค์ของบทความนี้เพื่อทำการทดสอบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคของหน้ากาก โดยจะใช้อนุภาคเกลือและอนุภาคน้ำมันเพื่อทดสอบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคแต่ละขนาดในช่วง 15–700 นาโนเมตร ของหน้ากาก 3 ชนิด คือ N95, KN95 และหน้ากากอนามัย ทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคระหว่างขนาด 100 นาโนเมตร และ 300 นาโนเมตร ทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหน้ากากจากการกรองอนุภาคเกลือและอนุภาคน้ำมันในช่วง 50–700 นาโนเมตร และทดสอบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคขนาด 300 นาโนเมตร ที่อนุภาคประจุสมดุลและอนุภาคประจุไม่สมดุล ผลการทดสอบพบว่า การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคระหว่างขนาด 100 นาโนเมตร และ 300 นาโนเมตร อนุภาคที่ผ่านทะลุแผ่นกรองของหน้ากากได้ดีที่สุดของหน้ากาก N95 คือ 30–40 นาโนเมตร ของหน้ากาก KN95 คือ 40–60 นาโนเมตร และของหน้ากาก หน้ากากอนามัยมี 2 ช่วง คือ 30–50 นาโนเมตร และ 150–200 นาโนเมตร พบว่า การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหน้ากากจากการกรองอนุภาคเกลือและอนุภาคน้ำมัน ในช่วง 50–700 นาโนเมตร หน้ากาก N95 มีประสิทธิภาพการกรองอนุภาคน้ำมัน 96% ส่วนอนุภาคเกลือ 98% ส่วนหน้ากากอนามัยมีประสิทธิภาพการกรองอนุภาคน้ำมัน 80% ส่วนอนุภาคเกลือ 91% และการทดสอบประสิทธิภาพการกรองอนุภาคขนาด 300 นาโนเมตร ที่อนุภาคประจุสมดุลและอนุภาคประจุไม่สมดุลของหน้ากากเมื่อใช้ตัวทำให้อนุภาคละอองลอยเป็นกลาง มีผลทำให้ประสิทธิภาพการกรองอนุภาคของวัสดุกรองลดลงเนื่องจากการประจุสมดุลของอนุภาคพบว่า อนุภาคขนาด 300 นาโนเมตร ที่ไม่ได้รับประจุมีอยู่ถึงประมาณ 30% และอนุภาคที่มีประจุบวกและลบประมาณ 70% ทำให้อนุภาคที่ไม่มีประจุกว่า 30% สามารถผ่านทะลุได้ง่ายกว่าอนุภาคที่มีประจุบวกและลบ
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความที่ลงตีพิมพ์เป็นข้อคิดเห็นของผู้เขียนเท่านั้น
ผู้เขียนจะต้องเป็นผู้รับผิดชอบต่อผลทางกฎหมายใดๆ ที่อาจเกิดขึ้นจากบทความนั้น
References
Department of Disease Control. (2021, August). COVID-19 situation report. [Online]. (in Thai). Available: https://covid19.ddc.moph. go.th/
K. O’Dowd, K. M. Nair, P. Forouzandeh, S. Mathew, J. Grant, R. Moran, J. Bartlett, J. Bird, and S. C. Pillai, “Face masks and respirators in the fight against the COVID-19 pandemic: A review of current materials,” Advances and Future Perspectives. Materials, vol. 13, no. 15, pp. 1–27, 2020.
N. El-Atab, N. Qaiser, H. Badghaish, S. F. Shaikh, and M. M. Hussain, “Flexible nanoporous template for the design and development of reusable anti-covid-19 hydrophobic face masks,” ACS Nano, vol. 14, no. 6, pp. 7659–7665, 2020.
C.M. Dugdale, and R.P. Walensky, “Filtration efficiency, effectiveness, and availability of N95 face masks for COVID-19 prevention,” JAMA Internal Medicine, vol. 180, no. 12, pp. 1612–1613, 2020.
Standard Test Method for Determining the Initial Efficiency of Materials Used in Medical Face Masks to Penetration by Particulates Using Latex Spheres, ASTM F2299 / F2299M-03, 2017.
O. Aydin, B. Emon, S. Cheng, L. Hong, L. P. Chamorro, and M. T. A. Saif, “Performance of fabrics for home-made masks against the spread of COVID-19 through droplets: A quantitative mechanistic study,” Extreme Mechanics Letters, vol. 40, 100924, 2020.
S. Rengasamy, B. C. Eimer, and R. E. Shaffer, “Simple respiratory protection-evaluation of the filtration performance of cloth masks and common fabric materials against 20–1000 nm size particles,” The Annals of Occupational Hygiene, vol. 54, no. 7, pp.789–798, 2010.
H. Whiley, T. P. Keerthirathne, M. A. Nisar, M. A. F. White, and K. E. Ross, “Viral filtration efficiency of fabric masks compared with surgical and N95 masks,” Pathogens, vol. 9, no. 9, pp. 762 – 769, 2020.
E. E. Sickbert-Bennett, J. M. Samet, P. W. Clapp, H. Chen, J. Berntsen, K. L. Zeman, H. Tong, D. J. Bennett, and W. D. Bennett, “Filtration efficiency of hospital face mask alternatives available for use during the COVID-19 pandemic,” JAMA Internal Medicine, vol. 180, no. 12, pp. 1607–1612, 2020.
P. Intra, “Particulate filter efficiency of Surgical Mask, Cloth Masks and N95/KN95/KF94/FFP1/ FFP2 Masks used during COVID-19 outbreak in Thailand,” Thai Science and Technology Journal, vol. 29, no. 5, in press. 2021 (in Thai).
A. Fushimi, S. Hasegawa, K.Takahashi, Y. Fujitani, K. Tanabe, and S. Kobayashi, “Atmospheric fate of nuclei-mode particles estimated from the number concentrations and chemical composition of particles measured at roadside and background sites,” Atmospheric Environment, vol. 42, no. 5, pp. 949–59, 2008.
P. Intra, and T. Siri-achawawath, “Measurements of mass and number concentrations of PM2.5 in the ambient air at Doi Saket site during open burning season in Chiang Mai,” Thai Science and Technology Journal, vol. 30, no.4 pp. 112–134, 2022 (in Thai).
A. Srivastava, “COVID-19 and air pollution and meteorology-an intricate relationship: A review,” Chemosphere, vol. 263, 128297, 2021.
G.M.A. Leiva, D.A. Santibañez, S. Ibarra, P. Matus, and R. Seguel, “A five-year study of particulate matter (PM2.5) and cerebrovascular diseases,” Environmental Pollution, vol. 181, pp. 1–6, 2013.
Determination of particulate filter efficiency level for N95 series fiters against solid particulates for non-powered, air purifying respirators standard testing procedure (STP), NIOSH, Procedure No. TEB-APR-STP-0059, 2019.
Standard Specification for Performance of Materials Used in Medical Face Masks, ASTM F2100-19e1, 2020.
P. Wang, Z. Liu, and D. R. Chen, “Performance of composite filters assembled from multiple layers of basic filtration media,” Aerosol Air Quality Research, vol. 20, no. 11, pp. 2299– 2308, 2020.
S. Rengasamy, R. Shaffer, B. Williams, and S. Smit, “A comparison of facemask and respirator filtration test methods,” Journal of Occupational and Environmental Hygiene, vol. 14, no. 2, pp. 92–103, 2017.
A. Reineking and J. Porstendörfer, “Measurements of particle loss functions in a differential mobility analyzer (TSI, Model 3071) for different flow rates,” Aerosol Science and Technology, vol. 5, no. 4, pp. 483–486, 1986.
K. Willeke, and P.A. Baron, Aerosol Measurement: Principles, Techniques, and Applications. John Wiley & Sons, New York. 1993.
W.C. Hinds, Aerosol Technology, John Wiley & Sons, New York, 1999.
S. Rengasamy, A. Miller, and B. C. Eimer, “Evaluation of the filtration performance of NIOSH-approved N95 filtering facepiece respirators by photometric and number-based test methods,” Journal of Occupational and Environmental Hygiene, vol. 8, no. 1, pp. 23–30, 2011.
L. Lin, Z. Zhili, A. Daniel, Japuntich, and Y. H. P. David, “Evaluation of filter media for particle number, surface area and mass penetrations,” The Annals of Occupational Hygiene, vol. 56, no. 5, pp. 58–594, 2012.
S. Viswanathan, M. L. Stewart, and D. A. Rothamer, “Experimental investigation of the effect of pore size distribution on nano-particle capture efficiency within ceramic particulate filters,” Emission Control Science and Technology, vol. 7, no.1, pp. 26–40, 2021.
C. Tongyam, S. Potiwiput, K. Tumkhanon, T. Sitthiwanit, S. Chayanun, P. Intra, and B. Lohwongwatana, “Authenticity screening for N95 filtering facepiece respirator (FFR) by Field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in comparison with particulate filtration efficiency (PFE) analysis,” Microscopy and Microanalysis Research-The Journal of the Microscopy Society of Thailand, vol. 33, no. 2, pp. 1–5, 2020 (in Thai).
The National Institute for Occupational Safety and Health, “42 CFR Part 84: Respiratory protective devices implications for tuberculosis protection,” Final Rules and Notice, Federal Register, vol. 60, no. 110, 1995.
W. Yim, D. Ceng, S. Patel, R. Kou, Y. S. Meng, and J. V. Jokerst, “KN95 and N95 respirators retain filtration efficiency despite a loss of dipole charge during decontamination,” ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 12, no. 49, pp. 54473–54480, 2020.
A. Konda, A. Prakash, G. A. Moss, M. Schmoldt, G. D. Grant, and S. Guha, “Aerosol filtration efficiency of common fabrics used in respiratory cloth masks,” ACS Nano, vol. 14, no. 5, pp. 6339–6347, 2020.