空氣進(jìn)化論

冬季以來，大范圍的霧霾持續(xù)襲擾我國多地。2016年底，北方20多個(gè)城市史無前例地同時(shí)發(fā)布霧霾紅色預(yù)警，多地PM2.5爆表，中小學(xué)生停課。一時(shí)間，空氣污染再次成為全社會熱議的話題。

室外大霧彌漫的同時(shí)，室內(nèi)也有許多污染源存在，主要為建筑材料、裝飾裝修材料、人造板材復(fù)合家具等散發(fā)有毒有害氣體。據(jù)調(diào)查，許多中國家庭中的甲醛、甲苯、二甲苯等濃度超標(biāo)。

一般來說，室內(nèi)污染物主要分為三大類：PM10和PM2.5等懸浮顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)污染物、細(xì)菌病毒等微生物。由于現(xiàn)代人80%～90%以上的時(shí)間在室內(nèi)度過，室內(nèi)空氣中的污染物對人體健康會產(chǎn)生很大影響。因而，對室內(nèi)各種污染物進(jìn)行凈化是控制室內(nèi)空氣品質(zhì)的有效途徑。

大氣環(huán)境的污染非一朝一夕可以解決，相對而言，小空間環(huán)境的控制和治理則更容易實(shí)現(xiàn)，且短期內(nèi)即可見效。為了應(yīng)對室內(nèi)外污染的挑戰(zhàn)，空氣凈化器的需求量日益增加。《2015中國空氣凈化器市場報(bào)告》顯示，國內(nèi)有200多家生產(chǎn)空氣凈化器的廠家，預(yù)計(jì)2017年我國的空氣凈化器市場規(guī)模將達(dá)到900億元。

市面上那么多讓人眼花繚亂的空氣凈化器，是否都如廣告中所說的那么神奇？空氣凈化器的主要工作原理是什么？挑選空氣凈化器需要注意些什么？本文將為您揭曉空氣凈化器中的“核心武器”，——分析。

空氣凈化的原理

目前主流的空氣凈化技術(shù)一般包括機(jī)械、物理和化學(xué)方法，許多空氣凈化器會采用其中的一種或幾種技術(shù)來清除空氣中的顆粒和有害氣體。

機(jī)械法

主要指過濾技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)、膜分離技術(shù)和水洗凈化技術(shù)等。

目前市場上主流的凈化手段是采用過濾技術(shù)來凈化空氣中的顆粒物，這一技術(shù)的核心是HEPA濾網(wǎng)。

HEPA（High Efficiency Particulate Air Filter，高效率空氣微粒濾芯）是一種國際公認(rèn)的高效濾材，一般采用多組分玻璃纖維制成，孔徑微小，吸附容量大，凈化效率高。

HEPA濾網(wǎng)的過濾效果與其采用的濾紙有很大關(guān)系，制作工藝不同，質(zhì)量也存在差異。濾紙主要包括骨材和熔噴層兩部分，骨材起支撐作用，由PET制成；熔噴層起主要過濾作用，是經(jīng)熔化然后噴成的細(xì)絲狀纖維，實(shí)現(xiàn)阻隔空氣中的顆粒物的效果。一些溶噴層中的纖維在加工過程中會帶上靜電，可以主動吸附空氣中的顆粒物，以增強(qiáng)濾網(wǎng)的過濾效果，但使用一段時(shí)間后，靜電吸附能力會逐漸減弱。

濾紙根據(jù)過濾能力可分為H10、H11、H12、H13、H14、U15等級別，這幾種材料對0.3微米以上的可吸入顆粒物、煙霧、細(xì)菌等的吸附率分別是大于85%、95%、99.5%、99.95%、99.995%，H11級別以上的濾網(wǎng)材料對直徑2.5微米以上的顆粒物的吸附率均為100%，因而，只有達(dá)到H11級別以上才可以作為空氣凈化器的濾網(wǎng)材料。當(dāng)然，濾紙的過濾效果越好，阻力也越大。

HEPA濾網(wǎng)主要針對的是空氣中的顆粒物，而活性炭濾網(wǎng)主要用來凈化空氣中的異味。活性炭具有獨(dú)特的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，具有較強(qiáng)的吸附能力，可以吸附空氣中的有害氣體。然而，對于中國家庭中常見的甲醛污染，普通活性炭的凈化效果并不十分理想，所以人們在普通活性炭中加入催化劑，讓甲醛分解成其他容易被活性炭吸附的物質(zhì)，這便是改性活性炭。

活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，孔徑分布范圍很寬，在室內(nèi)環(huán)境污染治理中，活性炭的多孔結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮與其相應(yīng)的性能：

1.微孔（孔徑<2納米）呈現(xiàn)出很強(qiáng)的吸附性能；

2.中孔（孔徑在2～50納米）的活性炭可作為負(fù)載化學(xué)改性劑的載體，如催化劑和脫臭劑等，可吸附、催化并分解附著在微孔中的顆粒物或者有害氣體，如甲醛等；

3.大孔（孔徑>50納米）可吸附室內(nèi)環(huán)境中的微生物及菌類。

目前國內(nèi)市場上采用過濾網(wǎng)技術(shù)的空氣凈化器占絕對主流，達(dá)到90%以上。過濾網(wǎng)技術(shù)發(fā)展得相對比較成熟，但主要缺點(diǎn)是濾網(wǎng)需要頻繁更換，維護(hù)成本較高。當(dāng)HEAP濾網(wǎng)使用一段時(shí)間后，熔噴層表面附著較多的顆粒物、粉塵等，累積較多時(shí)反而會釋放到空氣中，造成二次污染，不但不能起到空氣凈化的效果，反而會加重空氣污染程度。同樣，活性炭濾網(wǎng)在使用一定時(shí)間后也需要及時(shí)更換，避免因?yàn)椴荒苡行蕉鴮?dǎo)致二次污染。物理法

主要指靜電集塵技術(shù)、負(fù)離子技術(shù)、低溫非對稱等離子體技術(shù)和光催化凈化技術(shù)等。

靜電集塵技術(shù)是利用高壓靜電場使空氣中的微粒帶電，帶電的顆粒在電場力作用下被吸著到收集區(qū)并沉積下來，從而降低空氣中的顆粒物濃度，最終實(shí)現(xiàn)空氣凈化的目的。由于靜電集塵對技術(shù)要求非常高，目前只有富士通、遠(yuǎn)大等少數(shù)企業(yè)有能力生產(chǎn)此類空氣凈化器。

相比過濾網(wǎng)技術(shù)，靜電集塵最大的優(yōu)勢在于無需更換濾網(wǎng)，維護(hù)成本較低。但是，靜電集塵技術(shù)在放電過程中會產(chǎn)生臭氧。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，有刺激性氣味，當(dāng)濃度過高時(shí)，對人體有一定危害。研究表明，臭氧濃度≤0.1毫克/立方米時(shí)是安全的。各國標(biāo)準(zhǔn)對臭氧濃度有所差異，一般均控制在0.08～0.1毫克/立方米，而人體對臭氧的感知濃度通常為0.04～0.09毫克/立方米，所以只要沒有明顯異味，說明臭氧濃度達(dá)標(biāo)。消費(fèi)者在選購空氣凈化器的時(shí)候大可不必畏之如虎，多關(guān)注臭氧指標(biāo)，選購達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品即可。

另一種常用的技術(shù)是負(fù)離子技術(shù)，它利用施加高電壓產(chǎn)生負(fù)離子，借助凝結(jié)和吸附作用，附著在固相或液相污染物微粒上，形成大粒子并沉降下來。空氣中的負(fù)離子不僅能使空氣格外新鮮，還有一定的殺菌和消除異味的作用。然而，負(fù)離子技術(shù)同樣會產(chǎn)生一定量的臭氧。此外，沉降下來的顆粒物會附著在室內(nèi)家具、墻壁或地板上，不能清除污染物或?qū)⑵渑懦鍪彝狻?