雾霾天如何使用空气净化器
2015-11-16 许鹏 科学网
上一篇说雾霾天气下，室内的空气情况比室外好不到哪里去。室内的雾霾观察不到是因为视距过短，只要到机场，火车站这些视距超过100米的地方，都是可以用肉眼看见室内的雾霾的。 如果想有效控制室内污染的话，最直接有效的办法就是安装空气净化器和带过滤功能的新风机组。生活中，我们使用空气净化器的做法一般和使用空调一样，人在开机，人走关机。而且习惯上把空气净化器放在人员经常活动的场所，比如卧室和客厅。这些做法
上一篇说雾霾天气下，室内的空气情况比室外好不到哪里去。室内的雾霾观察不到是因为视距过短，只要到机场，火车站这些视距超过100米的地方，都是可以用肉眼看见室内的雾霾的。 如果想有效控制室内污染的话，最直接有效的办法就是安装空气净化器和带过滤功能的新风机组。
生活中，我们使用空气净化器的做法一般和使用空调一样，人在开机，人走关机。而且习惯上把空气净化器放在人员经常活动的场所，比如卧室和客厅。这些做法是否正确呢？
室内污染物的来源大体有三个，第一是抽烟，第二是烹饪油烟，第三是室外雾霾渗透。如果你是个不吸烟、烹饪但有排油烟机的家庭，那么唯一要解决的就是室外的雾霾渗透。
防止室外的雾霾渗透没有什么好办法，因为室外的空气虽然脏，但是你还是需要它来通风换气。室内的污染物大部分为气相污染，比如各种装修材料的有机挥发物（VOC）、人体呼吸排出的二氧化碳等。空气净化器对于气相污染物的过滤效果一般不会很好，但是对付室外雾霾中的颗粒物却是它的拿手好戏。工业级净化车间的高效过滤器（HEPA）对于PM2.5这么大尺寸的颗粒物过滤效率可以到99%以上。
家用的空气净化器一般不会用到这么好的高效过滤器，主要是因为阻力和噪音。市面上的大部分空气净化器在稳定状态下，都达不到这样高的效率。在选择空气净化器时，一般的用户往往选择方式近似其他的家电选择，美观、轻巧的产品会得到热捧。然而其实净化器不同于其他家电，小型的净化器因为能够使用的过滤器体积过小，往往过滤效率，特别是容尘量都不如体积较为庞大的净化器高。
本文不是教大家如何选择空气净化器，市面上达标的空气净化器开启之后一般都能够将室内的PM2.5浓度显著降低。
世界卫生组织规定的室内PM2.5的健康标准是25微克每立方米，24小时平均值。我国考虑本国国情，特别是广大人民长年累月在雾霾环境下的成长背景和已经形成的特殊体质，标准定为75微克每立方米，是国际水平的三倍。姑且按照这个标准，我们看一下开启空气净化器情况下，一个100平米的三口之家室内的PM2.5浓度变化。
我们选取了上海三个典型的雾霾天，对应于不同的典型日（夏季轻雾霾、过渡季中度霾、冬季重度霾），将2014年5月2日，8月24日及2015年1月10日这三天休息日的细颗粒物质量浓度24h报告值分别作为典型工况下大气质量浓度输入值，浓度曲线图如图1所示。其实上海的雾霾天规律性很明显，重雾霾都集中在冬天。退休人群中的敏感人群冬季选择离开就可以解决大部分自身暴露问题。
图1：典型日室外细颗粒物浓度（2014年5月2日，8月24日及2015年1月10日）
开启空气净化器对室内雾霾情况是有显著改善的。经过计算，在这三个典型的雾霾天，对于这样的100平米的住宅，净化器的空气流量在300m3/h的水平，可以有效地将室内PM2.5浓度降低到75微克每立方米的标准之下（如图2所示）。当然，如果按照国际标准，一台空气净化器还是不够的。对于大多数家庭而言，的确大家需要空气净化器，而且需要常开常用。
通常人们使用空气净化器的方式和开空调的方式类同。就是下班回家时候开机，早上人走的时候关机。这样做，对于中度雾霾和轻雾霾的情况下，室内是可以达到健康标准的。但是在重雾霾天气的时候，室内的空气净化器是需要连续开启的，不然室内浓度仍然会超标。不能只是回到家里再开净化器，那样的话需要很长一段时间室内的PM2.5浓度才会下降到健康标准之下。如果要想达到国际标准25微克每立方米，那么无论是什么样的雾霾天，家里的空气净化器都必须是连续运行的。
净化器的位置也很重要，大多数人喜欢把空气净化器放在呼吸区，其实更合理的位置是越接近尘源的位置越有效，应该是靠窗的地方，而不是床边或者房间的深处。这点和北方地区使用暖气片的位置一般靠窗的道理一样。
图2：典型日使用空气净化器的室内PM2.5浓度
从以上分析得知，在家里采用空气净化器是基本有效的，重雾霾天气下，需要多台、大功率连续运行。那么我们经常所处的办公室环境又是怎样的呢？对于大多数人而言，20%以上的时间是在办公室里渡过的。 那么办公楼里常用的集中式空调系统是否对室外脏空气进行了足够的过滤，对我们有足够多的保护呢？
答案是否定的。和汽车过滤器一样，办公楼的集中空调系统的过滤器是为了保护空调设备而安装的，主要的保护对象是风机和冷盘管。所以这些过滤器的效率对于PM2.5这样的微小粒子效率也是极低的。通常效率在10-30%左右。
一项针对我国多个城市的办公楼室内环境的实测调研表明，大部分办公室的室内PM2.5仅仅比室外略减，当雾霾天来袭的时候，室内浓度也在100以上，达不到健康标准。
图3：办公楼室内PM2.5浓度调研
办公室作为敞开大空间安装小型空气净化器并不是很合适，当然个别敏感员工可以在自己的办公区附近放置空气净化器以尝试改善局部空间的空气品质。对于办公室而言，最好的解决方法还是需要物业在中央空调系统上安装高效过滤器，集中统一过滤空气，同时开启新风机，保证室内正压控制。其实所花代价和成本并不高，远远低于健康收益。
目前很少有办公楼安装这样的系统，其实不是造价和运行费用问题，是重视度不够高。即使是4A甲级写字楼、五星级宾馆的总统套房也不安装针对PM2.5的空气净化系统。说明防雾霾，还需要公众提高自我保护意识才行。
清华大学在一次调研中询问我们专业来华美国留学生感到最震惊的一个场面是什么，他们的答案是在中国见到如下图中的场景，切割石头的工人对自己可能的尘肺病无所顾忌，工作中没有任何保护。而我们似乎对这样的场景已经司空见惯了。其实对于雾霾天的自我保护，我们普通大众和这张图片中的工人又有多大差距呢？无非五十步笑百步而已。
总结一下，室内的雾霾情况比大家想象得要糟糕，要想达到平均24小时暴露25微克每立方米的国际健康标准，需要长期连续开启多台空气净化器。净化器的位置最好一个窗户一台。雾霾来临的时候，与其我们无休止地抱怨大环境和等待20年后的城市蓝天，不如自己立刻动手改善室内的环境。毕竟，90%的时间我们都是在室内的。
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