王懷穎 王勁 何湘

1.公安部第一研究所 2.北京中天鋒安全防護(hù)技術(shù)有限公司

引言

新型冠狀病毒感染的肺炎疫情爆發(fā)以來，廣大一線民警和輔警身處抗疫一線，工作強(qiáng)度高，環(huán)境危險(xiǎn)，公安抗疫防護(hù)形勢危急。國內(nèi)公安疾控防護(hù)裝備的研發(fā)處于空白狀態(tài)，除部分特殊警種配備有專用防毒面具外，大部分公安民警均未配備專用防疫裝備。目前使用的醫(yī)用一次性防護(hù)服不能完全滿足疫情下公安人員所處的復(fù)雜執(zhí)法環(huán)境和執(zhí)法內(nèi)容的要求，存在耐久性差、不能重復(fù)使用、穿脫不便、靈巧性差、影響通訊、長期穿戴后悶熱、與單警裝備集成度低等問題[1]。結(jié)合一線民警勤務(wù)工作和應(yīng)對(duì)疫情防疫的緊迫需要，研究新型警用綜合防護(hù)服的功能定位，并采用先進(jìn)的防護(hù)材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，綜合考慮防護(hù)服的防護(hù)性能和勤務(wù)性能，研發(fā)疫情環(huán)境下可重復(fù)使用警用防疫防護(hù)服（以下簡稱警用防疫服）及洗消配套設(shè)備，有效保障抗疫工作中民警的人身安全。

一、警用防疫服性能要求

自2019年爆發(fā)新型冠狀病毒疫情以來，給世界人民造成了非常嚴(yán)重的困擾和災(zāi)難。如圖1所示，新冠病毒直徑為50~200nm，具有四種結(jié)構(gòu)蛋白，分別為S刺突蛋白、E包膜蛋白、M膜蛋白和N核衣殼蛋白，N核衣殼蛋白保存著RNA基因組，而S、E和M蛋白共同形成病毒包膜。因此，根據(jù)新冠病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在選擇防護(hù)服材料時(shí)，過濾層材料的孔徑應(yīng)小于新冠病毒最小尺寸（≤50nm）；在選擇消殺方案時(shí)，應(yīng)使用經(jīng)證明具有針對(duì)包膜病毒活性的適當(dāng)消毒劑，如次氯酸鹽（漂白劑）、酒精、過氧化氫、季銨鹽化合物和酚類化合物等[2]。

目前，境外輸入性風(fēng)險(xiǎn)較大，國內(nèi)疫情受到國際疫情防控成效的高度影響。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎防控方案（第七版）》，新型冠狀病毒肺炎的主要傳播途徑為經(jīng)呼吸道飛沫和密切接觸傳播，但是特定條件下接觸病毒污染的物品和暴露于病毒污染的環(huán)境可造成接觸傳播或氣溶膠傳播。

在進(jìn)行人體防護(hù)時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)使病毒或飛沫不易沾附在防護(hù)服裝表面，沾附的病毒可通過洗滌、消毒或殺菌等方法去除；其次應(yīng)能防止病毒穿透織物，同時(shí)防護(hù)服還應(yīng)能保持足夠的耐用性和力學(xué)性能。根據(jù)上述要求，警用防疫服應(yīng)采用高性能隔離層，并結(jié)合相應(yīng)的功能整理，再采用適當(dāng)?shù)膹?fù)合工藝，以達(dá)到過濾阻隔、防油拒水、抗血污滲透、耐洗消、透氣舒適等功能。

在進(jìn)行警用個(gè)體防護(hù)裝備設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮以下五個(gè)方面的質(zhì)量要求：一是防護(hù)性要求，其防護(hù)面積和防護(hù)能力應(yīng)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求；二是舒適性要求，穿戴在身體上應(yīng)透氣、柔軟、質(zhì)輕、薄而不臃腫；三是便利性要求，要容易穿脫、移動(dòng)靈活；四是環(huán)境適應(yīng)性要求；五是適用各警種的特殊需求。除此之外，警用防疫服還應(yīng)采用機(jī)械性能、透濕性、耐溫性等相對(duì)較高的面料，以達(dá)到結(jié)實(shí)、耐用、長久穿著等綜合要求。

二、警用防疫服研制過程

（一）外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

警用防疫服以滿足特殊疫情地區(qū)執(zhí)勤時(shí)使用，保護(hù)公安民警在特殊環(huán)境中免受疫情和惡劣天氣的傷害，以達(dá)到執(zhí)行防疫任務(wù)時(shí)的穿著需要。在公安疾控防疫防護(hù)服的設(shè)計(jì)過程中，先后完成了分體式風(fēng)衣款、分體式夾克款、連體式普通款和連體式手足防護(hù)款等四款設(shè)計(jì)方案，通過廣泛征求一線民警建議，充分考慮警用裝備的特點(diǎn)和公安勤務(wù)使用的一線實(shí)戰(zhàn)需求，最終采納了圖2的連體式設(shè)計(jì)方案。

警用防疫防護(hù)服實(shí)物如圖3所示，主要外觀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

（1）外觀設(shè)計(jì)簡潔、大方、美觀，彰顯警察威嚴(yán)。

（2）采用警藍(lán)色和橘黃色兩種配色方案，警藍(lán)色為警服顏色，在普通場合使用；橘黃色在環(huán)境復(fù)雜場合使用，更為顯眼，易于辨識(shí)。

（3）結(jié)構(gòu)采用三維立體連體式設(shè)計(jì)，魔術(shù)貼加密封拉鏈，摒棄常規(guī)防護(hù)服厚重、肥大的不足，更加突出輕便靈活、舒適的要求；肩部掛袢設(shè)計(jì)，便于攜帶單警執(zhí)勤裝備；內(nèi)層腰部位增加防風(fēng)、防滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)有抽繩可調(diào)節(jié)腰圍；帽檐設(shè)計(jì)可降低雨水對(duì)視線的阻擋，也可有效減少陽光直射對(duì)視線的影響及紫外線對(duì)面部的傷害。

（4）在前胸、后背、手臂等部位增加了警用標(biāo)識(shí)和反光條，起到警示作用，標(biāo)識(shí)尺寸符合相關(guān)警用標(biāo)準(zhǔn)；前胸和后背相關(guān)位置設(shè)置身份識(shí)別標(biāo)識(shí)，便于在全防護(hù)的情況下辨識(shí)警員身份。

（二）材料設(shè)計(jì)

一次性使用的防護(hù)服通常由非織造布或非織造布通過覆膜工藝形成的復(fù)合材料制成，多以滌綸、粘膠等纖維為原料，采用浸漬粘合法、泡沫浸漬法、熱軋法、水刺法和閃蒸法等工藝生產(chǎn)，特點(diǎn)是手感柔軟、透氣性好，屬于即棄型，無法重復(fù)使用[5]。

重復(fù)性使用的防護(hù)服通常采用多層復(fù)合膜材料，同時(shí)能滿足阻隔病毒和血液透過，又能透濕的材料只有聚氨酯膜和聚四氟乙烯膜[6]。如圖4所示，TPU膜的表面結(jié)構(gòu)致密無孔，耐靜水壓高，對(duì)直徑為50~200nm新冠病毒具有優(yōu)異的阻隔性能。PTFE膜為微孔薄膜，孔徑（0.1~0.3μm），介于水蒸氣（0.0004μm）和水滴（≥20μm）直徑之間，具有蜘蛛網(wǎng)狀的微孔結(jié)構(gòu)表面形態(tài)，此結(jié)構(gòu)決定了膜的防水透濕性能的好壞。由于其孔徑略大于新冠病毒最小直徑，單純的PTFE膜無法阻隔新冠病毒穿透，通常需增加PU/TPU涂層形成復(fù)合膜或共同拉伸膜使用[7]。兩者相比，TPU膜具有良好的拉伸性能、優(yōu)異的防水性，且成本低、技術(shù)成熟，但透濕性能較差[8]。

通過綜合考慮防護(hù)性能、舒適性和材料成本，研制的警用防疫服面料具有良好的變形舒適性；采用超強(qiáng)防潑水面料和TPU覆膜，耐水洗性強(qiáng)，無氟、綠色環(huán)保。采用的TPU膜成熟環(huán)保，彈性好、物性佳，具有高張力、高拉力、強(qiáng)韌和耐老化、耐低溫等卓越特性。

（三）消殺流程與設(shè)備

可重復(fù)使用警用防疫服解決了一次性防護(hù)服的力學(xué)性能差和不能重復(fù)利用等問題，但也存在重復(fù)消殺使用的難題。通過合理調(diào)配洗消劑組份，根據(jù)不同的應(yīng)用場景需要設(shè)計(jì)不同的移動(dòng)載體和噴淋結(jié)構(gòu)，采用專用智能消毒方艙和消毒衣柜，結(jié)合科學(xué)的洗消流程（如圖5所示），達(dá)到對(duì)警用防疫服消殺重復(fù)使用的目的。

供穿防護(hù)服的工作人員進(jìn)出消殺用的智能消毒方艙應(yīng)設(shè)立在場所或單位的出入口。消毒方艙具備兩種不同形式的消毒功能，一是霧化消毒，能夠依附到人體或衣物外表，對(duì)病菌進(jìn)行消殺而不會(huì)弄濕衣物；二是噴淋消毒，針對(duì)穿防護(hù)服的工作人員，通過噴嘴噴射出大量消毒液，對(duì)工作人員進(jìn)行360度立體全方位無死角消殺。消毒液采用對(duì)人體無毒無刺激的復(fù)合雙鏈季銨鹽，具備快速高效殺菌效果。

消毒衣柜應(yīng)放在緩沖區(qū)，脫下防護(hù)裝備后及時(shí)放入消毒衣柜消殺烘干。消毒柜能夠霧化消毒液，使防護(hù)裝備長期沉浸在消毒霧氣中，達(dá)到消毒殺菌的效果，同時(shí)通過熱風(fēng)對(duì)防護(hù)服進(jìn)行烘干。防護(hù)裝備消毒柜的消殺方式取代了傳統(tǒng)的洗滌式消殺，避免了洗衣機(jī)滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的拉扯力對(duì)防護(hù)服造成的傷害，使防護(hù)服更加經(jīng)久耐用。

（四）防護(hù)產(chǎn)品創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值

1.直接經(jīng)濟(jì)效益

使用一次性防疫服：以一件醫(yī)用一次性防疫服100元計(jì)算，一個(gè)小區(qū)卡口至少20人，每天需要更換一件防疫服需要花費(fèi)2000元，按照疫情防控30天封閉計(jì)算，共需支付防疫服采購費(fèi)用60000元。

多次重復(fù)使用的防疫服：按一件500元計(jì)算，20人卡口30天防疫封閉期共需10000元費(fèi)用，比穿著一次性防疫服降低50000元的采購經(jīng)費(fèi)。

2.間接經(jīng)濟(jì)效益

防疫服配套使用的消毒方艙和消毒柜作為可移動(dòng)的消毒器材對(duì)防疫服實(shí)施全方位無死角消毒和存放，保證防疫服使用的時(shí)時(shí)高效性。作為應(yīng)急儲(chǔ)備物資相對(duì)其他廠商消殺率可高達(dá)99.00%。

3.社會(huì)效益

一次性防疫服使用后不能及時(shí)得到回收和降解，作為醫(yī)用廢棄污染物對(duì)環(huán)境影響巨大。多次重復(fù)使用的防疫服減少了環(huán)境的污染更加環(huán)保，滿足了構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的需求。

（五）檢測及性能指標(biāo)

國內(nèi)還沒有適用可重復(fù)使用防護(hù)服的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要參考了GB 19082《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》，以及美國國家防火協(xié)會(huì)NFPA 1999 《Standard on Protective Clothing and Ensembles for Emergency Medical Operations》和歐盟EN 14126 《Protective Cothing-Performance Requirements and Tests Methods for Protective Clothing Against Infective Agents》，根據(jù)可重復(fù)使用防護(hù)服性能的有關(guān)規(guī)定，制定了企標(biāo)，以此為檢驗(yàn)/判定依據(jù)，對(duì)洗消前和經(jīng)過30次洗消循環(huán)處理后的警用防疫服樣品分別進(jìn)行了試驗(yàn)。

利用智能消毒方艙和防護(hù)裝備消毒柜，同時(shí)也設(shè)計(jì)消毒液噴淋烘干消殺流程后，防護(hù)服結(jié)構(gòu)均無明顯變化，拉鏈、魔術(shù)貼等部件功能正常；面料無明顯分層、起泡、破損等現(xiàn)象；粘合或熱合等加工處理后的部位，平整、密封、無氣泡、表面無脫落等情況。

樣品經(jīng)過第三方檢測機(jī)構(gòu)檢測，結(jié)果表明洗消處理前后斷裂強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、耐磨性等力學(xué)性能以及色牢度無明顯變化，關(guān)鍵部位抗?jié)B水性能、過濾效率有所下降，抗合成血液穿透性能由6級(jí)下降至3級(jí)，但仍高于GB 19082對(duì)一次性防護(hù)服規(guī)定的性能指標(biāo)。

三、總結(jié)和展望

可重復(fù)使用警用防疫防護(hù)服的研發(fā)是針對(duì)抗疫一線公安民警勤務(wù)工作迫切需求，通過開展防疫和洗消技術(shù)研究而迅速完成，現(xiàn)已進(jìn)入批量化生產(chǎn)、小范圍應(yīng)用階段。北京市新發(fā)地聚集性疫情爆發(fā)期間，在豐臺(tái)分局進(jìn)行了小規(guī)模試用，裝備的防護(hù)性能和服用性能受到一線民警的高度好評(píng)。

下一步工作展望：（1）加強(qiáng)對(duì)舒適性的研究，進(jìn)一步提高透濕性和耐久性；（2）擴(kuò)展裝備的多功能性，如結(jié)合抗菌、阻燃等功能整理；（3）盡快形成行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和配備標(biāo)準(zhǔn)，使警用防疫服等疾控防護(hù)裝備和其他防護(hù)裝備一樣，成為民警的必備裝備；（4）完善產(chǎn)品系列，形成集化學(xué)、生物、放射、核（CBRN）防護(hù)為一體的執(zhí)法套裝，確保對(duì)涉及CBRN潛在威脅的犯罪事件做出反應(yīng)的執(zhí)法人員能配備上相應(yīng)的防護(hù)裝備。