城市霧霾下的個人防護用品的分析研究

近些年來，隨著經濟的不斷發展，城市中空氣污染程度日益嚴重，國內外不同地區都遭受著不同程度的污染，我們的生活環境中也被迫出現了“霧霾”這個不速之客。由空氣污染引發的病人病例數據呈上升趨勢，人們逐漸開始關注空氣質量對人體健康的影響，呼吸防護的意識開始覺醒，個人呼吸防護用品開始被人們所認知和選擇。研究和設計個人呼吸防護用品的目的是為了減輕人們在城市霧霾環境中所受到的健康呼吸的威脅，通過使用個人呼吸防護用品，達到減少吸入有害物質的效果，從而避免因霧霾污染給身體健康帶來更大的威脅。文章通過對現有產品特點、用戶行為習慣的分析，結合當前的霧霾環境挖掘個人呼吸防護用品的核心功能、使用方式、以及未來發展趨勢，論證了該產品的研究具有一定的實用價值和現實意義。

1.“十面霾伏”的時代

常言道“秋冬毒霧殺人刀”。看得見、抓不著的“霧霾”其實已經對我們的生活構成了極大的威脅，給民眾交通出行和健康都帶來了嚴重影響。

霧霾的污染，使空氣質量明顯下降，不僅給出行造成了不便，更是對我們的身心健康產生了極大的影響。首先。霧霾中所含有的PM2.5威脅著新生兒的健康。根據有關研究證實，如果孕婦長時間處于污染的空氣中，誕下的嬰兒極有可能會體重不足，而新生兒的體重過低則會有很高的患病風險。而且由于嬰兒先天體重不足，后期的生長發育健康也會受到影響。同時，霧霾天的能見度低，日照減少，兒童在呼吸健康受到影響的同時，還伴隨著紫外線照射不足，因此極有可能導致缺鈣、生長緩慢或換上佝僂病等。

其實，霧霾對于呼吸系統的威脅是更直接的，由于霧霾中包含著數百種大氣顆粒化學物，尤其是直徑小于10 微米的氣溶膠粒子以及燃料和汽車排放的尾氣等成分，直接被吸入人體呼吸道和肺泡中去，將會引起急性鼻炎和急性支氣管炎等病癥。尤其是對于抵抗力本來就相對較低的老人，長期處于被污染的空氣中將會誘發慢性呼吸系統疾病。

再者，霧霾天氣還容易誘發心血管疾病的發作。由于霧霾的原因，空氣中含有大量的污染物，造成了氣壓變低，水蒸氣含量高，人體的汗液就不容易排出，因此在戶外活動時很容易產生胸悶、血壓升高等癥狀，誘發高血壓、腦溢血等疾病。同時，在紫外線的照射下，霧霾和一些化合物會在紫外線的照射下完成一個光化學反應，從而產生有刺激的有機化合物，這種物質含有劇毒，威脅人類生命健康。因此，基于城市霧霾污染下的個人呼吸防護產品的研究已經成為當務之急。

2.個人呼吸防護

個人防護用品是以防御作業環境中的有害因素（物理性的、化學性的或生物性的），保護使用者的生命安全和健康為宗旨。要實現“ 安全和健康” 的宗旨。除了個人防護用品的功能作用外，還必須具有很好的適應性，即考慮防護用品與人的關系。近來國內外已經開始重視起對個人防護用品的適應性的研究。

各種呼吸防護用品本身所具有的防護作用是有一定限度的，人們的生活環境條件復雜多變，很多情況下原本的呼吸防護用品將不起作用。因此，我們有必要且必須選擇一款具有有效防護作用的個人呼吸防護用品。

霧霾天的個人防護成為社會廣泛關注的熱潮問題，霧霾天范圍的擴大更是引發了“霧霾自我防護概念”，保證健康呼吸的個人防護用品以口罩為代表已經呈現出了供不應求的趨勢。在霧霾天持續擴散的背景下，有專業人士建議，霧霾天出門時盡量戴有特殊功能口罩，這或許將會給相關概念帶來一定的發展機會。接連不斷的霧霾天氣讓不少藥房的“PM2.5”口罩熱銷起來。呼吸科專家表示，普通的“PM2.5”口罩噱頭大過實際效果。因此從呼吸防護用品的角度出發，在城市霧霾污染的背景下，必須充分考慮產品對抗霧霾的效率、使用方式、以及人體的生理負荷等因素對個人呼吸防護用品展開設計與研究。

設計與研究

隨著科學進步，以及污染源和排放物的增加，空氣污染已經對公眾健康和環境構成了極大的威脅，尤其是由于空氣潔凈度下降而引發的呼吸道及肺部疾病，受到了社會廣泛關注。隨之健康呼吸的理念也逐漸得到了人們認可，我們在室內活動中可以依靠空氣凈化器等設備凈化空氣，而當人們必須外出活動時，個人呼吸防護產品就必不可少了。

在霧霾范圍不斷擴大的同時，市場上也出現了多款個人的呼吸防護產品，比如：加強版的過濾鼻塞，其包含三個重要部分：材料，流體動力學和生物凝膠。內部是螺旋形狀并由熱塑性彈性體化合物生成，覆蓋一層生物凝膠，其靜電性和強粘度對于捕捉吸附空氣中的顆粒十分有利（如圖1）；可穿戴的耳機式樣的空氣凈化器，其造型基于傳統的耳機，沒有遮蔽耳朵，頭部設置了進風口和凈化器，出風口設置在“麥克風”的位置，并將其延伸到鼻孔的位置，于此同時，還配備了高精度傳感器，從而做到了隨時隨地檢測空氣質量，包括PM2.5以及含氧量和溫濕度、甲醛含量等相關數據，可以通過藍牙直接與手機的APP進行互聯，同步數據，其技術的核心部分是高效的無臭氧靜電除塵，無需更換濾芯，用清水沖洗即可，延長了產品的使用壽命（如圖2）；便攜式空氣凈化器小型呼吸過濾防霧霾運動口罩，主要由面罩、主機和軟管三部分構成，采用食品級硅膠材料，聚碳酸酯框架，帶有呼氣閥門，同時采用醫用波紋管，利用高效HEPA/HESA、活性炭過濾網，非常便攜，戶外運用時也可使用（如圖3）。

圖1 加強版的過濾鼻塞

圖2 可穿戴的耳機式樣的空氣凈化器

圖3 小型呼吸過濾防霧霾運動口罩

以上介紹的這幾款現有的產品在個人呼吸防護的功能上都是值得認可的，也滿足了便攜的要求，然而一款產品功能是靈魂，但是外觀和使用方式如果不被大眾群體所接受就不能說是一款成功的產品，設計要為人所用才有價值。在霧霾環境下的個人防護用品設計的宗旨是為人們提供更加潔凈的呼吸環境，更加合理的使用方式，然而最終人們愿意使用這款產品才說明其具有真正的意義。我們在選擇購買一款產品時，通常情況下一定會從其功能、造型、價格等各方面考慮。產品的功能是否是用戶所需要的、造型是否美觀、操作是否便捷、價格是否合理等這一系列的條件都決定著產品的價值所在。其價值又直接影響著被用戶的接收程度。因此我們希望可以研究設計出一款能夠被廣泛認可的個人呼吸防護產品。

近年來，隨著智能化網絡時代的不斷發展，智能可穿戴設備所涉足的領域也隨之日益廣泛。從可穿戴概念的提出迄今為止，智能手表、智能眼鏡、運動手環等設備絡繹不絕的問世，總結目前市場上的智能可穿戴設備，可以大致分為人體健康類、虛擬現在與增強現實類和信息咨詢類。可穿戴設備的最大特點就是，在我們隨身物件上，集成智能芯片等設備，可以收集我們的生理及使用習慣的相關數據，并能通過網絡等手段實現習慣的記錄，體驗的改進，功能的延伸等。

在了解了目前市場上流行的智能可穿戴設備的功能和特性后，我們可以對個人呼吸防護用品的可穿戴性、便攜性進行合理的設計和展望。現在的個人呼吸防護用品主要還是局限于口罩、防護面罩、和空氣凈化器等產品，在可穿戴和便攜的領域中上仍然有很大的突破性。

便攜的概念從何而起？從電話到手機、從臺式機到筆記本......改變皆因需求而起，科技而解決。面對現在城市中日益嚴重的霧霾污染，口罩是直接的阻擋污染源方式，但顯而易見，這種傳統的方式可能不具有很好的凈化效果，而是潛藏舒適性差、遮蔽視野、損害鼻腔、阻礙溝通等令人困然的問題。空氣凈化產品隨著人們對健康呼吸關注度的提升也在不斷發展，從防護形式上由口罩到防毒面具，再到空氣凈化器不斷變革。因此、需要充分考慮消費者對凈化效率，佩戴方式、以及便攜的需求進行個人呼吸防護用品的設計與研究。

結論

面對目前日益惡化的空氣質量，人們的呼吸健康受到威脅，尤其是“霧霾”的危害，已經危機到每一位男女老少的健康，雖然市場上已經有多款空氣凈化產品，但是在如今快節奏的生活中，不可能始終躲避在帶有空氣凈化器的室內環境中，室外的空氣遭受著霧霾的污染，出于健康的考慮，我們不得不采取個人的呼吸防護措施，傳統的防霧霾口罩已經不能滿足對抗霧霾的需求，由此，個人的呼吸防護產品的設計應運而生。

針對城市霧霾污染的環境，研究個人呼吸防護用品，是人們對健康呼吸的要求所至，其具有很強的現實意義。消費者注重空氣質量意識的覺醒，對健康的不斷重視，促使當前的設計風尚傾斜于關愛健康的理念，從目前的產品設計環境來看，這一設計理念將會長期并持續發展下去。因此，將個人防護用品與中國城市霧霾的特殊環境結合起來，立足于本土市場，致力于高效、便捷、美觀的個人呼吸防護用品的設計具有很強的現實意義和社會價值。

（作者單位：齊齊哈爾大學美術與藝術設計學院）

作者簡介：曲鑫（1992-），齊齊哈爾大學美術與藝術設計學院，碩士研究生在讀，工業設計工程專業，研究方向：工業產品造型設計與研究；

張建平（1965-），齊齊哈爾大學美術與藝術設計學院，教授，碩士研究生導師，研究方向：產品設計、人機工程學。