ขนาดของไวรัส แบคทีเรีย และฝุ่น กับประสิทธิภาพการกรอง ของเครื่องฟอกอากาศ และหน้ากากอนามัย

ขนาดของไวรัส แบคทีเรีย และฝุ่น กับประสิทธิภาพการกรอง ของเครื่องฟอกอากาศ และหน้ากากอนามัย

ในโลกที่เราอาศัยอยู่นี้ประกอบไปด้วยสสารต่างๆ มากมาย ซึ่งอนุภาคของสสารต่างๆ นั้นมี ขนาดที่แตกต่างกันตามองค์ประกอบของสสารแต่ละประเภท และโดยปกติแล้วเราก็มักจะให้ความสนใจและมีปฏิสัมพันธ์ร่วมกับสิ่งต่างๆ รอบตัวที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่สำหรับบางสิ่งที่มีอนุภาคขนาดเล็กเกินกว่าที่ความสามารถของดวงตามนุษย์จะมองเห็นได้นั้น เราก็มักจะมองข้ามมันไปอยู่บ่อยครั้ง

ซึ่งอนุภาคเล็กๆ เหล่านี้ เมื่อรวมตัวกันเป็นจำนวนมากก็สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเช่นกัน ตัวอย่างเช่น “ฝุ่นละอองขนาดเล็กในอากาศ” ที่หากมีปริมาณน้อย เราก็แทบจะไม่ทราบเลยว่าในพื้นที่ที่เราอาศัยอยู่นั้นมีฝุ่นละอองลอยปะปนอยู่ในอากาศ แต่ช่วงไม่กี่ปีมานี้ที่ปริมาณของฝุ่น PM 2.5 พุ่งสูงขึ้นอย่างมากนั้นก็ทำให้เราเริ่มที่จะมองเห็นว่าเราใช้ชีวิตอยู่ท่ามกลางสภาพอากาศที่อุดมไปด้วยฝุ่นละอองมากมาย

และไม่ใช่แค่ฝุ่นละอองเท่านั้นที่มีอนุภาคขนาดเล็ก เพราะยังมีสิ่งมีชีวิตและสสารอีกมากที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยเมื่อนำเอาขนาดของ สสารต่างๆ ที่มนุษย์ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เช่น ฝุ่นละอองในอากาศ, เชื้อไวรัส, แบคทีเรีย, เม็ดเลือดแดง, เซลล์ภายในร่างกายมนุษย์ และละอองเกสรดอกไม้ มาเปรียบ เทียบขนาดกับสิ่งที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อย่างปลายเข็มที่มีขนาดราว 50 ไมครอน และเส้นผมที่ความใหญ่เกือบ 100 ไมครอน ก็จะเห็นว่า มีขนาดที่แตกต่างกันอย่างมาก

ภาพจาก : https://jkma.org/ViewImage.php?Type=F&aid=501600&id=F1&afn=119_JKMA_58_11_1044&fn=jkma-58-1044-g001_0119JKMA

ขนาดของเชื้อไวรัสและแบคทีเรีย

ทุกคนน่าจะทราบกันดีว่าเชื้อไวรัสและแบคทีเรียนั้นมีขนาดเล็ก แต่ก็ไม่ทราบแน่ชัดว่าพวกมันมีขนาด “เล็ก” เท่าใดบ้าง นอกจากนี้ขนาดของเชื้อไวรัสและแบคทีเรียนั้นก็ไม่ได้มีแค่ขนาดเดียวเท่านั้น เพราะไวรัสและแบคทีเรียชนิดที่ต่างกันก็มี สารประกอบภายในที่ต่างกัน ทำให้ขนาดของเชื้อไวรัสและแบคทีเรียมีความหลากหลาย โดยเราได้รวบรวมขนาดของเชื้อไวรัสและแบคทีเรียที่คาดว่าน่าจะคุ้นเคยกันดีมาบางส่วน

ขนาดของไวรัสในหน่วยไมครอน (Virus Size in Micron)

ขนาดของเชื้อไวรัสโควิด-19 หรือ ไวรัสโคโรนา (COVID-19 or Coronavirus)

ไวรัสของโรคที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจที่เกิดมาจาก เชื้อไวรัสโคโรนา (Coronavirus) อย่างโรค SARS, MERS หรือ COVID-19 ที่กำลังระบาดอยู่ในขณะนี้นั้น มีขนาดของอนุภาคเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 0.12 ไมครอน (สำหรับ 2019 n-CoV มีขนาดไวรัสอยู่ที่ 60 - 140 นาโนเมตร ที่คิดค่าเฉลี่ยแล้วจะอยู่ที่ 0.12 ไมครอนเท่ากับไวรัสโคโรนาชนิดอื่นๆ)

ภาพจาก : https://smartairfilters.com/en/blog/coronavirus-pollution-masks-n95-surgical-mask/

 เชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ (Influenza)

เชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ (Influenza) นั้นสามารถแบ่งออกได้หลายสายพันธุ์ ไม่ว่าจะเป็นเชื้อไวรัสไข้หวัดใหญ่ 

• สายพันธุ์ A (Influenza A) : ไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ A อย่าง H1N1 หรือที่เรารู้จักกันในชื่อไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่ 2009 (ไข้หวัดหมู) และ ไข้หวัดนก (H5N1, H7N3, H7N7, H7N9 และ H9N2)
• สายพันธุ์ B (Influenza B) : จริงๆ คือไข้หวัดใหญ่ตามฤดูกาล
• สายพันธุ์ C (Influenza C) : ไข้หวัดใหญ่ในมนุษย์ที่ไม่ก่อให้เกิดอาการป่วยร้ายแรง

ทั้งหมดนี้นั้นก็ มีอนุภาคของไวรัสอยู่ที่ 0.08 - 0.12 ไมครอน (ขนาดเฉลี่ยราว 0.1 ไมครอน) เท่านั้นเอง ซึ่งก็ไม่ได้ใหญ่มาก และก็ไม่ได้เล็กมากเช่นกัน

ภาพจาก : https://slideplayer.com/slide/6031599/20/images/3/Influenza+Virus+RNA%2C+enveloped+Viral+family%3A+Orthomyxoviridae+Size%3A.jpg

เชื้อไวรัสโรคหวัด (Rhinovirus)

Rhinovirus เป็นเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดอาการคัดจมูก, น้ำมูกไหล หรือป่วยเป็น โรคหวัดที่ไม่ร้ายแรง ในมนุษย์นั้นมีชื่อเรียกว่า Rhinovirus ที่มีสายพันธุ์แยกย่อยออกไปกว่า 200 สายพันธุ์ โดยขนาดอนุภาคของ Rhinovirus ทุกสายพันธุ์นั้นมีค่าเฉลี่ยที่ 0.03 ไมครอน

เชื้อไวรัส HIV (HIV หรือ Human Immunodeficiency Virus)

เชื้อไวรัส HIV เป็นเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง หรือที่เราคุ้นเคยกันว่า โรคเอดส์ (AIDS - Acquired Immunodeficiency Syndrome) นั้นมีขนาดของไวรัสอยู่ที่ประมาณ 0.13 ไมครอน

จะเห็นได้ว่าไวรัสมีขนาดใหญ่กว่า 100 nm (Nanomatre) หรือ 0.1 ไมครอนอยู่เล็กน้อย

ภาพจาก : https://www.hiv.lanl.gov/content/sequence/HIV/REVIEWS/Gelderblom.html

เชื้อไวรัสเด็งกี (Dengue Virus)

เชื้อไวรัส Dengue ที่เป็นสาเหตุของ โรคไข้เลือดออก สายพันธุ์ Dengue ที่มียุงลายเป็นพาหะ จะมีขนาดอยู่ที่ 0.04 - 0.06 ไมครอน

เชื้อไวรัสอีโบล่า (EBOV หรือ Ebola Virus)

เชื้อไวรัส Ebola Virus ที่ก่อให้เกิดโรค Ebola นั้นเป็นเชื้อไวรัสชนิดนี้จะมีลักษณะพิเศษกว่าไวรัชนิดอื่นๆ ตรงที่เป็นเชื้อไวรัสที่มี ขนาดค่อนข้างใหญ่ โดย Ebola Virus มีขนาดอยู่ที่ราว 0.8 - 1.1 ไมครอน 

เทียบขนาดกับเชื้อไวรัสชนิดอื่นๆ ทั้งไวรัสในมนุษย์และไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคในพืช จะเห็นได้ว่า Ebolaviruses มีขนาดใหญ่กว่าไวรัสชนิดอื่นๆ อยู่มาก

ภาพจาก : https://web.augsburg.edu/~capman/bio152/diversity2-viruses-bacteria/

ขนาดของเชื้อแบคทีเรีย (Bacteria Size in Micron)

แบคทีเรีย Streptococcus Pneumoniae

โรคปอดบวม (Pneumonia) นั้นเป็นโรคที่เกิดมาจากเชื้อแบคทีเรีย Streptococcus Pneumoniae แต่เมื่อร่างกายได้รับเชื้อไวรัสที่ส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจเข้าไปแล้วนั้นจะทำให้ร่างกายติดเชื้อแบคที่เรีย Streptococcus Pneumoniae ได้ง่ายขึ้น ทำให้ บุคคลที่ติดเชื้อไวรัส โคโรนาอย่าง SARS, MERS, COVID-19 หรือเชื้อไข้หวัดใหญ่ (Influenza) สายพันธุ์ต่างๆ นั้น ป่วยเป็นโรคบอดบวมได้ง่ายกว่าบุคคลทั่วไป ที่ร่างกายแข็งแรง ทำให้เกิดการเข้าใจผิดว่าโรคปอดบวมนั้นเกิดมาจากเชื้อไวรัสได้นั่นเอง โดย Streptococcus Pneumoniae นั้นมีขนาดอยู่ที่ 0.5 - 1.25 ไมครอน

ภาพจาก : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003267017313284

แบคทีเรีย Mycobacterium Tuberculosis

โรคที่เกี่ยวข้องกับระบบทางเดินหายใจที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรียอีกโรคหนึ่งได้แก่ วัณโรค (Tuberculosis) โดยวัณโรคเกิดมาจากการติดเชื้อแบคทีเรีย Mycobacterium Tuberculosis จากสารคัดหลั่งของผู้ป่วย หรือตัวเชื้อแบคทีเรียที่ลอยปะปนอยู่ในอากาศ ซึ่งขนาดของ Mycobacterium Tuberculosis อยู่ที่ประมาณ 2 - 4 ไมครอน

ภาพจาก : https://textbookofbacteriology.net/tuberculosis.html

แบคทีเรีย Clostridium Tetani

เชื้อแบคทีเรีย Clostridium Tetani (C. Tetani) เป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิด โรคบาดทะยัก บริเวณบาดแผลต่างๆ โดยเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้จะอาศัยอยู่ในดิน น้ำลาย ฝุ่น สนิม หรือมูลสัตว์ต่างๆ มีขนาดอยู่ที่ 2.0 - 2.5 ไมครอน

แบคทีเรีย Escherichia Coli

เชื้อแบคทีเรีย Escherichia Coli (E. Coli) หรือแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดอาการ อาหารเป็นพิษ นั้น มีขนาดอยู่ที่ 1 - 3 ไมครอน

ภาพจาก : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Escherichia_coli_(SEM).jpg

ส่วน เชื้อไวรัสและแบคทีเรียที่เกาะติดอยู่กับสารคัดหลั่ง จำพวกน้ำมูกและน้ำลายที่มนุษย์ไอหรือจามออกมานั้นมีขนาดอนุภาค มากกว่า 5 ไมครอน และสามารถกระจายไปได้ไกลหลายเมตร ซึ่งจำนวนความเข้มข้นไวรัสและแบคทีเรียก็จะลดน้อยลงเรื่อยๆ ตามระยะห่างที่เราอยู่ไกลจากผู้ป่วยมากขึ้น

ภาพจาก : https://virologydownunder.com/flight-of-the-aerosol/

ตารางสรุปขนาดของเชื้อไวรัส และ แบคทีเรีย

หน้ากากอนามัย หรือ เครื่องฟอกอากาศสามารถป้องกันไวรัสและแบคทีเรียได้หรือไม่?

เชื่อว่าหลายๆ คนก็น่าจะสงสัยว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถช่วยป้องกันความเสี่ยงในการรับเชื้อไวรัสและแบคทีเรียต่างๆ เข้าสู่ร่างกายของเราได้จริงหรือไม่ เพราะคุณสมบัติหลักของอุปกรณ์เหล่านี้มักเป็นการ “ป้องกัน” เชื้อโรคหรือฝุ่นละอองต่างๆ ในอากาศ โดยจะมี ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันออกไปตามคุณสมบัติและวัสดุที่ใช้

เครื่องฟอกอากาศหรือเครื่องกรองอากาศ

อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้ายอดนิยมที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันอย่าง เครื่องฟอกอากาศ (Air Purifier) นั้นจะมี แผ่นกรองอากาศ (Air Filter) ที่ทำหน้าที่ดักจับสสารและฝุ่นละอองที่มีอนุภาคขนาดเล็กเข้าไปในเครื่องก่อนจะทำการฟอกและปล่อยอากาศที่ผ่านการกรองแล้วออกมา

โดยเครื่องฟอกอากาศส่วนมากก็จะมี แผ่นกรองอากาศ HEPA (HEPA หรือ High Efficiency Particulate Air Filter) มาให้โดยพื้นฐานอยู่แล้ว ซึ่งมันคือแผ่นกรองอากาศ ที่มีคุณสมบัติในการ ดักจับสสารและฝุ่นละอองที่มีอนุภาคขนาดเล็กตั้งแต่ 0.1 - 0.3 ไมครอนได้ (ตามคุณสมบัติของแผ่นฟิลเตอร์ HEPA ชนิดนั้น) เป็นแผ่นกรองที่ทำหน้าที่ฟอกอากาศภายในเครื่อง

เครื่องฟอกอากาศโดยส่วนมากนั้น จะผลิตขึ้นมาเพื่อมุ่งเน้นการกรองฝุ่นละอองเสียมากกว่า ทั้งฝุ่นละอองขนาดใหญ่ และ ฝุ่นละอองขนาดเล็ก อย่างเช่น ฝุ่นละออง PM 2.5 เป็นต้น ส่วนประสิทธิภาพในด้านการป้องกันเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียนั้น จะมีเครื่องฟอกอากาศอยู่ไม่กี่ยี่ห้อ หรือไม่กี่รุ่น ที่มีคุณสมบัติเป็น เครื่องฟอกอากาศเกรดการแพทย์ สามารถใช้กรองเชื้อไวรัส หรือเชื้อแบคทีเรียได้ ซึ่งราคาก็จะสูงกว่า เครื่องฟอกอากาศที่จำหน่ายในท้องตลาดทั่วไปอยู่พอสมควร เนื่องจากต้องใช้แผ่นกรองอากาศ HEPA ชนิดพิเศษ ที่มีการผลิตโดยใช้เส้นใย หรือวัสดุ ที่มีความละเอียดสูงมากกว่าปกติ ซึ่งก็จะทำให้ต้นทุนการผลิตสูงตามไปด้วยเช่นกัน

ภายในเครื่องฟอกอากาศจะมีไส้กรอง (Filter) ที่ทำหน้าที่ดักจับสิ่งต่างๆ ก่อนจะฟอกอากาศที่ผ่านการกรองแล้วออกมา

ภาพจาก : https://homeairguide.com/what-does-an-air-purifier-do/

หน้ากากอนามัยชนิด N95

หลายคนอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับประสิทธิภาพในการป้องกันฝุ่น PM 2.5 ของหน้ากากชนิดนี้กันมาบ้างว่ามันเป็นหน้ากากชนิด แนบสนิทไปกับใบหน้า ทำให้มีการไหลผ่านของสสารต่างๆ ได้น้อยจนสามารถ ป้องกันฝุ่นละอองและสสารที่มีอนุภาคเล็กกว่า 0.3 ไมครอนได้ถึง 95%

ถึงแม้ว่าหน้ากากชนิดนี้จะมีประสิทธิภาพในการป้องกันเชื้อไวรัส, แบคทีเรีย และฝุ่นละอองที่มีอนุภาคมากกว่า 0.3 ไมครอนได้ดี แต่ทาง CDC ก็ไม่แนะนำให้บุคคลทั่วไปสวมใส่หน้ากากชนิด N95 ในชีวิตประจำวัน เนื่องจากเมื่อสวมใส่ติดต่อกันเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดอาการเวียนหัวหรือเหนื่อยหอบจากออกซิเจนไม่เพียงพอได้ และหากสวมใส่อย่างผิดวิธีก็อาจทำให้ไม่มีประสิทธิภาพในการป้องกันมากนัก

ภาพจาก : https://www.scmp.com/lifestyle/health-wellness/article/3077710/air-purifiers-wont-protect-against-coronavirus-experts

หน้ากากชนิดนี้หากสวมใส่เพื่อป้องกันไวรัส ควรใช้ครั้งเดียวแล้วทิ้ง และสำหรับบุคลากรทางการแพทย์ที่มีความจำเป็นในการใกล้ชิดผู้ป่วยก็ ควรถอดเปลี่ยนหน้ากากทุกครั้งหลังการใกล้ชิดหรือสัมผัสกับผู้ป่วย

หน้ากากอนามัยทางการแพทย์ (Surgical Face Mask)

หน้ากากอนามัยทางการแพทย์มักนิยมใช้เพื่อ ป้องกันเชื้อไวรัส หรือ เชื้อแบคทีเรีย ที่เกาะอยู่กับสารคัดหลั่งอย่างน้ำมูก, น้ำลาย หรือเลือดของผุ้ป่วยขณะทำการรักษา โดยตัวหน้ากากจะมีการเคลือบสาร Hydrophobic ที่มีคุณสมบัติในการกันน้ำทั้งด้านในและด้านนอกของหน้ากาก ส่วนมากแล้วจะสามารถใช้ป้องกันสสารที่มีอนุภาคใหญ่กว่า 2 ไมครอนได้ดี

แต่หน้ากากอนามัยทางการแพทย์นี้ ก็มีข้อจำกัดตรงที่มันเป็นหน้ากากชนิดที่ ไม่ได้แนบสนิทไปกับใบหน้า ทำให้มีช่องว่างเล็กๆ ระหว่างใบหน้าและตัวหน้ากากอยู่บางส่วน โดยหน้ากากชนิดนี้สามารถ สวมใส่ติดต่อกันเป็นเวลานานได้ แต่ไม่ควรใส่ซ้ำ

ภาพจาก : https://www.scmp.com/lifestyle/health-wellness/article/3077710/air-purifiers-wont-protect-against-coronavirus-experts

หน้ากากอนามัยแบบทั่วไป (Face Mask)

เป็นหน้ากากที่มี คุณสมบัติใกล้เคียงกับหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ คือสามารถป้องกันเชื้อไวรัส หรือเชื้อแบคทีเรียที่เกาะอยู่กับสารคัดหลั่งของผู้ป่วยอย่างน้ำมูก หรือน้ำลายได้ และสามารถป้องกับฝุ่นละอองขนาดใหญ่ได้ แต่ตัววัสดุที่ใช้ในการผลิตหน้ากากทั้งสองชนิดนี้อาจมีความแตกต่างกับบางส่วน และหน้ากากอนามัยแบบทั่วไปส่วนมากมักเคลือบสาร Hydrophobic บริเวณด้านในตัวหน้ากาก เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อไวรัสและแบคทีเรียจากผู้ป่วยสู่คนอื่นๆ

ภาพจาก : https://www.businessinsider.com/coronavirus-china-confiscated-over-31-million-counterfeit-face-masks-report-2020-2

หน้ากากชนิดนี้มี ข้อจำกัดเหมือนกับหน้ากากอนามัยทางการแพทย์ คือ เป็นหน้ากากชนิดไม่แนบใบหน้า สามารถใช้งานได้เพียงครั้งเดียว แต่สามารถสวมใส่ติดต่อกันเป็นเวลานานได้

หน้ากากผ้า (Fabric Face Mask)

หน้ากากที่ผลิตมาจาก ผ้าแต่ละชนิดก็มีประสิทธิภาพในการป้องกันที่ต่างกัน ไปตามลักษณะของเนื้อผ้า แต่เนื่องจากวัสดุที่นำมาผลิตเป็นหน้ากากคือผ้าที่มีความสามารถในการดูดซึมน้ำ ทำให้ละอองของสารคัดหลั่งที่มีไวรัสเกาะติดอยู่ เช่น น้ำลายของผู้ป่วยซึมติดกับเนื้อผ้าได้ จึงควรเลือกใช้หน้ากากที่ทำมาจากผ้าที่มีคุณสมบัติกันน้ำและทอดวยเส้นใยที่มีความถี่สูง หรือเลือกหน้ากากผ้าที่มีหลายชั้นเพื่อประสิทธิภาพในการป้องกันเชื้อโรคที่ดี

ภาพจาก : https://www.aarp.org/health/healthy-living/info-2020/making-cloth-face-masks.html

หน้ากากผ้าส่วนมากมักเป็นหน้ากากที่ แนบสนิทไปกับใบหน้าที่สามารถใช้ซ้ำได้ แต่ควรซักทำความสะอาดทุกวันหลังใช้งาน

ซึ่งสำหรับในช่วงนี้ที่หน้ากากอนามัยรูปแบบแบบอื่นๆ หาซื้อได้ยาก เราก็อาจปรับมาใช้ หน้ากากแบบผ้าที่มีคุณสมบัติกันน้ำและซื้อฟิลเตอร์กรองมาใส่ด้านในเพื่อป้องกันละอองน้ำในอากาศที่อาจดูดซึมจากเนื้อผ้าเข้าสู่ร่างกายได้ แต่ก็ควรซักหน้ากากผ้าเป็นประจำทุกวันเพื่อลดความเสี่ยงในการติดเชื้อไวรัสที่อาจเกาะอยู่บริเวณหน้ากากขณะสวมใส่ด้วยเช่นกัน

ภาพจาก : https://hypertechx.com/ps/oxybreathpro/index.php?net=8265&cid=e7629f54-0d0c-4479-b055-98c4b17737e3

บทสรุปการเอาตัวรอดจากเชื้อไวรัส และ แบคทีเรีย

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ไม่ควรมองข้ามในการเอาตัวรอดจากเชื้อไวรัส และ แบคทีเรีย ที่ดีที่สุด ก็คือการ ดูแลเองเบื้องต้น ด้วยการ

1. หลีกเลี่ยงการพบปะผู้คน และการอยู่ใกล้ชิดกันในระยะอย่างน้อย 2 เมตร (Social Distancing)
2. หลีกเลี่ยงการเดินทางที่จำเป็นจะต้องเจอคนหมู่มาก
3. รับประทานอาหารที่ปรุงสุกด้วยช้อนส่วนตัวของตนเอง
4. หลีกเลี่ยงการรับประทานอาหารร่วมกับบุคคลอื่น
5. หลีกเลี่ยงการสัมผัสใบหน้าด้วยมือที่ไม่สะอาด
6. หมั่นล้างมือเป็นประจำ ทั้งก่อนและหลังการหยิบจับสิ่งของที่ใช้ร่วมกับผู้อื่น โดยควรล้างมือด้วยน้ำสบู่เป็นเวลาอย่างน้อย 20 วินาทีต่อครั้ง หรืออาจใช้เจลแอลกอฮอล์แทนหากไม่สามารถล้างมือด้วยน้ำสบู่ได้