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健康之路

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PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事  

2013-01-26 10:32:31|  分类: 环境与健康 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第1页:谁来拯救我的肺!说说空气质量的那点事儿

  泡泡网数字家电频道11月4日 进入2011年10月后,那些原本怀着度过“一年中最美季节”的北京市民却大失所望:连绵不断的阴霾天气加上频繁入侵的西伯利亚冷空气,让人感觉阴冷而又呼吸艰难。一年中最美好的季节,竟然意外的演变成了一年中“最糟糕”的时间。

(图片来源:中新网)
(图片来源:中新网)

  与此同时,一场和空气污染有关的话题在坊间迅速蔓延。事情的起源来自一台设在北京市朝阳区东三环美国大使馆内的空气质量监测仪,这台原本只是用来给美国大使馆内部人员提供实时空气质量指数的机器,频频发出的的“重度污染”警报被不少热心网友发布在微博互联网上。与此同时,政府的官方数据显示北京市的大气质量仅仅是“轻度污染”,巨大的落差让普通民众对生存环境早已脆弱的信心,再次受到了致命性的打击。

  其实美国大使馆用来评估空气质量高低的指标并不复杂。最主要的就是“PM2.5”数值。但正是这一个看似简单的指标,却引来了无穷尽的“口水仗”。面对普通民众的一片质疑,北京市环保局副局长、新闻发言人杜少中在新浪微访谈中首次坦言出现这种“双重结果”的主要原因是美国大使馆的标准和国内现行空气质量检测标准并不统一,国内目前没有将PM2.5指标的高低,作为评判空气质量高低的依据

甚至在最流行的智能手机上,都出现了可以直接查看美国大使馆测试数据的APP
甚至在最流行的智能手机上,都出现了可以直接查看美国大使馆测试数据的APP

  那么究竟什么是PM2.5?我们每天呼吸的空气中到底有哪些是对人体伤害最大的污染源?普通消费者该通过哪些手段减少糟糕的空气质量对身体的影响?市场上常见的家用空气净化器又该如何选购和使用?本文将对这些答案一一作出解答。

  第2页:什么是PM2.5?空气中的污染物有哪些?

  ● 什么是PM2.5

  在了解什么是PM2.5之前,我们有必要了解下人类现代社会中,都有哪些最主要的空气污染源。

  首先从污染源的物理特性上看,可以大致分为颗粒空气污染物(细菌、粗粒、微粒、花粉、烟尘、病毒等)和气态空气污染物(气味、甲醛、农药、交通和工业废气等)两类。如果按照污染物的来源分类,则又可以分为:生物污染物(细菌、病毒、花粉、尘螨)、灰尘污染物(悬浮的灰尘、沉淀的灰尘)、颗粒污染物(发动机引擎排出的颗粒、香烟烟雾、餐厨油烟)和气态污染物(家具挥发的甲醛、二氧化硫、一氧化碳等)。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  在现代城市里的众多污染物来源中,颗粒污染物是最常见的,也是最主要的污染来源。因为城市里数量庞大的机动车、工厂、建筑业都是产生颗粒污染物的主要源头。区分颗粒污染物杀伤力的主要依据是直径,直径越小的颗粒污染物,对人体的危害也就越大。

  一般来说,直径大于10微米的颗粒通常不会进入人体的肺部,因为我们的呼吸器官可以对他们进行有效的过滤和阻拦,它们只会对我们的眼睛,鼻子和嗓子造成潜在威胁。

  而直径小于10微米的颗粒物被称为PM10(Particulate Matter 悬浮颗粒)。其中直径在2.5微米-10微米之间的被称为“大颗粒”粉尘,直径小于2.5微米的则又被称为“超细颗粒”,即PM2.5。

  人体的生理结构决定了对PM2.5没有任何过滤、阻拦能力,而PM2.5对人类健康的危害却随着医学技术的进步,逐步暴露出其恐怖的一面。

  第3页:PM2.5对人体的危害性之大

  ● PM2.5对人体的危害性

  现代医院证明,含有高浓度超细颗粒(PM.25)和大颗粒(PM10)的空气会对人体会产生一系列严重的健康伤害,例如可以加重呼吸系统疾病,甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉等心脏疾病。

  而人类最近的多项医学研究表明,直径小于2.5微米的颗粒对人体的损伤最为剧烈。因为10微米到2.5微米之间的颗粒中一部分会随着呼吸作用被呼出,一部分被支气管和肺部组织吸附;而小于2.5微米(PM2.5)的微粒,会直接进入肺部的气体交换区(肺泡),并存留在肺的深处。PM2.5除了本身对人体呼吸系统具有直接的刺激作用、致敏作用,同时它还可能作为携带细菌微生物、病毒和致癌物的载体侵入人体肺部,严重危害人体健康。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  上面的表格来自 S.A., Lugano;Saint B Blasius学院进行的一项实验。他们利用尺寸为0.3微米(属于PM2.5)的颗粒物为标尺,测试不同浓度颗粒物对人体所造成的危害。

  正是现代医学的研究成果促使一些国家将空气质量的检测标准从过去的PM10升级到PM2.5。例如美国自1987年起实施PM10标准。但随着对PM2.5危害性认识的提高,在1997年7月又开始实施PM2.5标准。目前国际上主要发达国家以及亚洲的日本、泰国、印度等均将PM2.5列入空气质量标准。而最为悲催的是,PM2.5尚未被列入我国环境空气质量指标,因此这就成了美国大使馆数据和政府官方数据直接冲突的根本原因。

  第4页:冰火两重天!全球PM2.5分布状态的真相

  ● 全球各国的PM2.5分布

  首先说明,下图来美国NASA通过卫星测得的2001-2006年全世界各地PM2.5的分布图。图片很简单,蓝色的部分表示低PM2.5浓度,红色部分表示高PM2.5浓度。结果一目了然,也非常令人震惊。唯一可惜的是,图例中PM2.5的最高浓度只有80ug/m?。如果套用美国大使馆最近测得的数据,图中不少地方必须涂成黑色才能反映真实的状况。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  下图是现代医学对人体在不同PM2.5浓度下的行为的警告。虽然成年人出于生计的需要即便是污染最严重的天气里也不得不正常工作、外出,但是对于老人、幼童这类外出活动时间可控,且自身抵抗力极差的人群,不妨收藏备用。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  面对低劣的空气质量,我们除了被动的忍受,有没有什么办法能够主动的改善?虽然从宏观层面上看,提升空气质量的根本途径必须依赖政府通过行政、法律、经济等综合手段进行长期的治理才能有所好转。但在微观层面,使用一些现成的空气净化产品或许是最现实,也是最有效的手段。

  第5页:常见空气过滤技术 & 优缺点

  ● 常见空气过滤技术&优缺点

  空气净化技术的出现是伴随着空气污染的出现而出现的。现阶段人类的空气净化技术主要针对的是“室内空气净化”,即针对有限的空间进行空气质量的优化。

  而室内污染物的分布和室外污染物的分布略有不同。除了前文提到的PM2.5,人类代谢产物例如硫化氢、氨和二氧化碳、电子设备产生的臭氧以及家务活动产生的挥发性化学物,以及各种病毒、细菌、尘螨构成了室内空气污染的主要来源。此外室内的污染一般会保持在一个相对稳定的程度,但随着时间的流逝,污染物的浓度也会产生累积,危害性而逐步增大。

  因此现在市场上的主流空气净化设备都会采用多种技术手段来提高空气质量。比较常见的有:多层过滤净化技术、臭氧净化技术、离子净化技术、静电除尘技术、光触媒净化技术

  等等。

  多层净化技术:

  让污浊的空气通过特殊过滤器,利用多孔状的过滤器能捕捉颗粒物的形式,捕获空气中的污染物。

HEPA示意图
HEPA示意图

  高效空气微粒(HEPA)过滤器是目前被广泛使用的一种多层净化技术。HEPA在第二次世界大战期间最初被开发用来防止核反应堆设施排出的废气中的放射性颗粒物。由于具有非常高的过滤效率,HEPA高效过滤器从那时起在工业、医疗、军事等洁净室中就已经成为一种重要的技术。

  HEPA高效过滤器的过滤介质由细微玻璃纤维制成,其厚度和质地与吸墨纸非常相似。HEPA高效过滤器一向被认为对所有0.3微米和更大的粒子,其最低颗粒去除率高达99.97%。根据美国肺脏协会的标准要求,称得上是“真正”的HEPA高效过滤器,必须使穿透过滤媒介的粒子比例不得高于万分之三。

  离子净化技术:

  通过电离器将将带有正电荷(或负电荷)的离子发散到空气中。这些正/负离子可以附着于空气中的颗粒物,从而使其带有正电荷(或负电荷),进而使得颗粒物会附着到附近如墙壁或家具的表面上,或彼此附着发生沉积现象进而从空气中脱离。

  电离净化技术的缺点是:颗粒物实际上并未移除,只是附着于附近的表面上,人类的肺部也可能成为带电颗粒物的附着表面。显然,这会引起严重的短期和长期健康问题。其次,由于颗粒物上的电荷会随着时间的推移而丧失,使得空气中的颗粒物会再次漂浮于空气中。最后电离器无法过滤气体和气味,而且许多电离器本身也会产生有害的副产品臭氧。

  臭氧净化技术:

  科学研究表明,一定浓度的臭氧能够杀死微生物并消除某些气味。因此有些厂商将臭氧发生器作为住宅用的空气净化器使用。但是目前一些卫生健康机构(如美国国家环境保护局、加拿大卫生部等)已经发出警告,不要将臭氧用作空气净化的目的,因为臭氧发生器本身对人类健康就是有害的,即使其只生成非常低浓度的臭氧(据称“安全”)也是有害的。因此臭氧净化技术已经被逐步淘汰。

  光触媒净化技术:

  通过最新的纳米材料结合特定材质的滤网,能在短时间内迅速杀灭空气中的病毒和细菌,并且去除异味。但此项技术的成本相当高昂,目前多被用在大型的中央空调系统中,主要用来消灭病毒,对空气中颗粒物的净化能力相对一般。

  植物净化:

最原始的一种净化手段。利用特定植物的呼吸效应除去空气中的某些污染源,例如甲醛一类的化学污染物。但植物净化具有不可控性,被动性,效果难以保持工业化的稳定标准。

  最原始的一种净化手段。利用特定植物的呼吸效应除去空气中的某些污染源,例如甲醛一类的化学污染物。但植物净化具有不可控性,被动性,效果难以保持工业化的稳定标准。

  由此可见,为了对付严重的颗粒污染,使用具备HEPA高效过滤器的空气净化器是最成熟,也最为高效的技术手段。因为只要达到了HEPA高效过滤器的标准,就意味着对于0.3微米以上颗粒高达99.97%的最低去除率。

  另一方面,我们发现现在几乎所有的市售中高档空气净化器都会搭载号称达到了“HEPA高效过滤器”级别的滤网。但实际上是否真的如此呢?我们有必要认清常见的空气净化器宣传误区。

  第6页:选购空气净化器时的常见误区

  ● 选购空气净化器的常见误区:

  首先针对什么是HEPA也有着不同的测试标准。例如老式的DOP标准仅测试0.3微米颗粒过滤效率的性能指标,却没有规定对小于0.3微米颗粒物的工作效率,以及哪些颗粒是过滤器难以滤除的。

  而最新的标准则是EN-1822协议,该测试首先会确定什么尺寸的尘粒会最容易渗入HEPA介质中,其次再测定过滤器在不同空气流量下,对最容易渗入颗粒的过滤效率。

  因此我们在选购空气净化器前,首先有必要了解其采用的HEPA材料的等级和标准。

  其次,即便使用了符合标准的HEPA过滤去,也不意味着净化器对0.3微米以上颗粒物的净化能力能够达到99.97%以上。

  因为除了HEPA材料本身的规格、档次,净化器本身的设计、密封性、空气流量等因素对最终净化效果也有着密切的联系。如果某款净化器的HEPA过滤器出现破损、折叠,或者因为长期使用没有更换;或者过滤材料周围边缘泄漏,或过滤元件和壳体之间发生泄露,都会直接影响整机的实际过滤能力。

HEPA滤网的微距照片(1)
HEPA滤网的微距照片(1)

  经过一些科研机构的测试发现,由于种种条件的限制,目前市售的家用机空气净化器的实际颗粒物净化效率仅有50-95%。远低于滤材本身的过滤能力。因此我们在选购空气净化器的时候,不要认为HEPA过滤材料过滤效率就是整机的工作效率,而是应该综合的考虑。

HEPA滤网的微距照片(2)
HEPA滤网的微距照片(2)

  更需要注意的是,现在也有一些厂商为了降低成本,对HEPA高效过滤器这一关键部件玩起了“偷梁换柱”的把戏。对此美国肺脏协会曾对消费者发出过消费警告:“最近,出现了一些采用[与真正的HEPA高效过滤器]相同造型的过滤器,其采用效率低下的滤纸但却标称为HEPA高效过滤器或“HEPA高效型”过滤器。其对于0.3微米颗粒的实际过滤效率可能只有55%或更低。”

  最后需要指出的是,空气净化器只是针对空气质量进行提升的设备。它无法解决室内常见的大颗粒灰尘沉积、装修材料(石材)的放射性辐射污染等问题

  。此外净化器的

  过滤材料也是易耗品,如果不及时清洗、更换,净化器不仅不会起到“净化空气”的效果,反而会成为室内空气二次污染的源头

  第7页:主流空气净化器推荐-飞利浦AC4083

  型 号: 飞利浦AC4083

  参考价格: 3500元

  飞利浦AC4083是一款具有高效HEPA滤网的加湿型空气净化器。它的HEPA+多功能滤网系统具有多层过滤结构,同时具备不错的智能化功能,售价在4千元以内,适用于40平米以内的空间。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  飞利浦AC4083的滤网系统中除了具备标准的HEPA滤网,可以过滤直径0.3微米以上的较大颗粒,还具有一个可以过滤20纳米以上颗粒的多功能滤网,可以滤除大部分直径大于20纳米的流感病毒和军团症细菌。同时活性炭滤网还具有过滤甲醛、笨、氨气和异味的能力。和同类型产品相比具备较强的过滤能力。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  在加湿功能方面,AC4083还考虑到北方水质偏硬的问题,设计了一个专门的软水装置,可以避免水垢在房间家具、墙壁和地面上的附着。而专门的加湿滤网也采用了抗菌工艺,可以有效防止内部细菌的滋生。同时它还具备多档湿度调节功能,便于消费者选择最适合自己的湿度。

  同时,这款净化器的智能化水平也较高。除了具备滤网更换报警和滤网太脏锁定功能,还具有环境光感控制技术,可以自动检测房间光线亮度来判断当前是白天还是黑夜,从而选择不同的工作模式。

  第8页:主流空气净化器推荐-夏普Z380SW

  推荐型号:夏普KC-Z380SW

  参考价格:3000元。

  夏普空气净化器从2010年开始进入中国市场。而在日本本土市场,搭载了夏普独特“净离子群”技术的空气净化器在10年前就开始销售。KC-Z380SW是夏普目前国内市场上最新款,也是性价比很高的一款产品。具备每小时380m?的流量,还具备空气消毒、除异味、加湿等完善的附加功能。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  夏普的净离子群净化技术的原理是通过专门装置释放出大量的H+正离子和O2-负离子,这些离子群和空气中带有正电荷或者负电荷的病菌结合吸附后,经过化学反应生成OH氢氧根离子活性氧,OH氢氧根离子活性氧可以将病菌细胞中的蛋白质破坏,从而消除病菌的生物活性。净离子群技术杀菌具有很高的安全性,不像臭氧杀菌那样会损害人体健康,杀菌的同时也能增加空气中负离子的浓度,算是夏普的独门秘籍。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  在过滤方面,KC-Z380SW配备了HEPA滤网、活性炭滤网和专门的甲醛滤网,可以去除空气中直径大于0.3微米的悬浮颗粒物以及甲醛、VOCS挥发性有机化合物等有害物质。此外它的脱臭活性炭滤网还可以水洗清洁,非常便于平时的维护。不过KC-Z380SW的滤网寿命相对较短,大概是2-3年左右,日后的使用成本可能略高一些。

  夏普KC-Z380SW适用于60平米以内的空间使用。这款机型和飞利浦AC4083相比强调的是具备杀菌能力,而不是过滤细菌的能力,因此非常适合那些年老体弱和有婴幼儿的家庭使用。

  第9页:高端空气净化器推荐-瑞士风AOS2071

  推荐型号:瑞士风AOS2071

  参考价格:5000元。

  瑞士风是国内消费者比较陌生的一个品牌。这个品牌最有特色的产品要数“空气清洗器”。这款型号为AOS2071的加湿型净化器打着“欧盟原装进口”的旗号,并且声称瑞士设计和瑞士质量,喜欢欧洲货的消费者可以考虑下。

PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事
PM2.5到底是啥?聊聊空气质量的那点事

  AOS2071采用了双层HEPA滤网+活性炭滤网的结构。其HEPA滤网采用了级别较高的医用级HEPA材料,对直径大于0.3微米悬浮颗粒物的过滤能力在99.97%以上。虽然没有配备专门的甲醛滤网,但是利用活性碳滤网的高效吸附性,也可以去除空气中的甲醛、苯、异味分子等污染物质。此外它的加湿系统还采用了双水盒设计,透明的材质可以让用户直观的看到内部水量多少,偏于及时补充。

  由于香薰在欧美国家非常流行,因此这款来自欧洲的净化器还具有独特的空气香薰功能,可以在内置的香薰盒内放入各种植物精油,在改善空气质量的同时增加空气的“韵味”,让家里变得更加温馨、浪漫。

  瑞士风AOS2071适用于50平米以内的空间使用。作为一款全原装进口机型,它的售价确实不便宜,目前市场成交价在6000元左右。而它的外观也不像日系净化器看起来那么具有艺术感,感觉相对比较朴素,比较适合追求内在品质的高端人群使用。

  第10页:个人随身防护设备-英国RESPRO骑士口罩

  推荐型号:RESPRO防护口罩 Techno

  参考价格:300元。

  对于需要经常外出的人士来说,空气净化器显然不能满足户外活动的需要。购买口罩式的防护面具是最无奈的选择。最近本站编辑部一些热爱跑步+单车的同事就团购了一批英国的RESPRO运动型防护口罩,我们不妨看看。

● 英国肺癌基金会推荐产品。

  ● 英国肺癌基金会推荐产品。

  ● 采用HEPA-TYPE滤材

  ● 除尘除异味,可以有效过滤PM100-P10的颗粒(其实人体对PM10以上的颗粒具有较强的过滤能力,但是考虑到效率再来一次预过滤也是很好的)。

  ● 长使用寿命,正常情况下6个月才需要更换滤材。(北京这天气污染程度也就1-2月)

  ● 每分钟最多过滤60L的空气。(正常人每分钟呼吸的气体体积约为30L)

  ● 不会影响戴头盔,也不会让眼镜镜片产生雾气。

  ● 专利的铝制鼻夹设计,口罩密合度高。

  可惜的是,这款口罩对PM2.5几乎没有防护能力

  。那么有没有可以防护PM2.5的口罩呢?答案当然是有。这就是3M的9322 高级别防尘口罩.这款当年在非典的时候曾风光一时,不过由于不是专为户外运动设计的,价格可比RESPRO便宜多了。

  第11页:个人外出随身防护设备-3M 9322口罩

  推荐型号:3M 9322专业防尘口罩

  参考价格:20元-30元不等(依据防护级别)。

3M 9322防尘口罩拥有2个规格,主要是具有不同等级的防护标准。最高端的FFP3级具有99%的过滤效率,售价30元左右,普通的FFP2级过滤效率94%左右,售价20元左右。

        3M 9322防尘口罩拥有2个规格,主要是具有不同等级的防护标准。最高端的FFP3级具有99%的过滤效率,售价30元左右,普通的FFP2级过滤效率94%左右,售价20元左右。

  这款口罩本来是为那些工作在建筑、石矿、纺织、打磨、五金铸造、制药、电子、制药等特殊行业的工人准备的。如果真的被光大普通市民作为日常生活所用,不知道会不会最终沦为这个时代的笑柄之一。

  (因时间关系和水平所限,文中如有错误之处欢迎光大读者指出。或者通过邮箱houweicheng@pcpop.com和作者进行交流)

  注:全球PM2.5污染分布图来源:NASA官网,链接如下:

  http://www.nasa.gov/topics/earth/features/health-sapping.html

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