西电耐斯

吴吉祥教授:2018净博会中国室内空气污染最新解读

发布时间:2018-08-06 15:39
作者:西电耐斯

上海交通大学吴吉祥教授

若干年前围绕着雾霾与健康的讨论,从北京开始,迅速向全国扩展而去,各地反馈的信息表明,各大中城市的空气与北京相比,污染程度相差无几。空气污染受到了广泛的关注。

最近以来,由于政府有效与大力的干预,以北京为中心的地区的大气质量明显改善,雾霾天数显著下降,各地大气环境也在好转,在这样的情况下,空气净化市场呈现了逆转,许多老百姓认为空气好转了,空气净化器不需要了,这种认识是万万要不得的。

空气净化产品在发达国家已经盛行了几十年,直到现在,他们的户均占有率还远远超过我国。我们的空气净化行业才刚刚有几年的上升趋势,未来尤为可期。

8.3下午北京净博会两净安全与健康产业化论坛请到了国家疾病控制中心、清华大学、上海交通大学的专家,与空气净化器的业内人士一起研讨空气净化行业的现状与未来发展趋势,欢迎大家光顾与关注!

以下为上海交通大学吴吉祥教授为论坛召开前做的一次采访:

序号

问题

1

问:我国大气的PM2.5污染要多长时间能够解决啊?
吴教授答:室外的PM2.5污染会持续很长时间,可能要经过几届国家领导人的不懈努力。美国从1997年开始,制订了一个长达18年的计划控制PM2.5,希望达到世界卫生组织提出的空气质量指导值,年平均10微克/立方米。现在18年快过去了,全美国还没有达到这个预期的标准,但是,美国老百姓已经感受到美国政府在蓝天工程中做出的努力,特别是那里的老人与儿童。
我们相信我们的政府也会为蓝天工程做出努力,但是要达到上述的指导值,还需要漫长的时间,我们这代人不能等待大气污染的改变再来考虑应对室内空气污染。从现在起,我们就要寻求对策,防范室内空气污染对健康的危害。
就是在美国这样的国家,大气质量已经很好了,但是,室内仍然有污染,空气净化设备仍然受到用户的青睐。
空气净化产品(新风机和净化器)在很长一段时间内将成为现代生活的必需品,迟买不如早买,早买早享受,早买早健康。

2

问:PM2.5的国际质量标准是什么?该国际标准与人体的健康有什么至关重要的关系?
吴教授答:世界卫生组织对PM2.5提出了唯一的一个指导值,即年平均10微克/立方米、日平均25微克/立方米,虽然WHO不承认这是一个健康限值标准,但是世界各国再也没有提出比这个指导值更加严格的数值。这个指导值自2006年颁布,受到了世界各国数百名科学院院士的赞同。2013年10月17日,世界卫生组织宣布空气污染物为一级致癌物,而且该结论是在20微克/立方米的情况下得出的。因此,我们认为10微克/立方米是一个相对安全的标准限值,超过10微克/立方米,接近20微克/立方米,甚至超过20微克/立方米都被认为是危害健康的,而且这个威胁是与癌症联系在一起的。
我们国家大气环境提出了75与35微克/立方米两个标准,这是一个过渡时期的标准,是无法达到健康标准前提下的权宜标准。在室内,特别是儿童、老人、孕妇、病人居住的室内环境,我们不提倡提上述的过渡标准,应当尽可能达到世界卫生组织提出的指导值。
美国的一个称为WELL的建筑标准,规定室内PM2.5的日平均浓度为15微克/立方米。

3

问:什么是CADR指标?他有什么意义?
吴教授答:CADR是国际上通用的衡量空气净化器的一个重要性能指标。CADR指空气净化器在额定状态和规定的测试条件下,针对目标污染物(颗粒物或气态污染物)净化能力的参数;表示空气净化器提供洁净空气的速率,用字母Q表示,以立方米每小时(m3/h)为单位。
以前定义为每小时提供的洁净空气的量,这是有欠缺的。它的正确含义是一个反映空气净化器达到目标效率的速率的指标。
比如:对于一个特定的房间,不需要知道它的空间体积的大小,我们设定一个净化效率,比如90%,那么CADR就可以反映该空气净化器达到90%净化效率需要的时间。
对于不同的污染物,会有不同的CADR值,美国的空气净化器会对尘埃粒子、香烟烟雾与花粉分别标出不同的CADR。

4

问:甲醛是由于室内装修引起的污染物,甲醛可能引发儿童白血病,甲醛的健康限值标准是多少?
吴教授答:15年前,北京、上海、哈尔滨等地的儿童医院的医生已经发现90%以上的儿童白血病患者的家庭在半年内都做过重大的装修。15年过去了,由于室内装修引起的甲醛污染并没有完全控制,仍然威胁着下一个可怜的受害儿童。我国现行的甲醛标准是0.10mg/m3,国际上发达国家已经把这个标准提高到0.03 mg/m3。国际研究认为,甲醛0.10 mg/m3浓度仍然可能使10%婴儿受到疾病的威胁。我国香港特别行政区的也把甲醛标准定为0.03 mg/m3

5

问:我国人民当前面临空气严重污染的严峻事实吗?面对室内与室外的双重污染,我们的老百姓应该有怎样的危机感?应该怎样来应对?
吴教授答:空气污染物是一级致癌物,现在癌症已经成为常态,全国每分钟确诊六个癌症。这是一场由于空气污染引起的危机,空气目前人人平等,谁也规避不了。面对来自室内外的颗粒物、甲醛与微生物污染,我们怎么办?回答是使用新风机和空气净化器。新风机和净化器虽然不是万能的,但是没有新风和净化器是万万不能的。选择空气净化产品要选对品牌,选对产品,他可以控制室内的污染,保护您的健康。

6

问:2003年SARS过后,又相继出现了H1N1甲型流感、禽流感、口手足疫等流行病,在宣传预防知识时,大多数医生提到开窗、洗手等方法,大家是否知道,有比开窗、洗手更好、更重要的预防方法吗?
吴教授答:面对室内空气污染与一些突发的公共卫生事件,有人提出开窗的方法,这不是科学的专业的应对方法。在当前室内外双重污染的时期中,开窗会把大气污染物引导到室内来。为了节能,现代的很多建筑加强了密闭性,窗户已经失去了开启的功能。有的建筑,有的时候,开窗可能起不到通风的效果。洗手是一种卫生习惯,不是预防突发公共卫生事件、预防疾病的科学的方法,不是流行疾病时候要洗手,平时也要养成勤洗手的习惯,包括还要勤洗头、勤洗澡、勤换衣服等。
真正意义上预防公共卫生突发事件的方法是:1.安装新风装置与通风系统净化消毒装置;2.使用局部空气净化消毒器。只有把室内空气中的细菌总数降到500cfu/m3以下,才能够有效控制空气中的细菌等微生物传播疾病。

7

问:有的厂家宣传他的空气净化产品采用的滤料可以清洗,不用更换,可信吗?
吴教授答:这个宣传对于专业空气净化产品是不屑一提的。现在国际盛行的空气净化产品使用的是HEPA过滤网,专业领域认为HEPA是不可能清洗的。可以清洗的滤网在性能上与不可清洗的HEPA不是一个等级的。
专业认为,空气净化产品的HEPA滤网是一种需要达到卫生指标的材料,卫生材料发展至今已经成为一次性的消费品,包括儿童的尿布、妇女的卫生巾。

8

问:当前空气净化产品净化的目标污染物是什么?
吴教授答:当前空气净化器净化的目标污染物主要分为两种,一种是颗粒污染物,PM2.5,尘埃粒子、头屑皮屑、花粉、香烟烟雾以及所有的细菌微生物都属于颗粒污染物;另一种是气态污染物,室内主要控制甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC、二氧化硫、二氧化氮等。
当前,就世界范围内,颗粒物仍然是人类健康风险的最主要的因素。
去除室内空气中有刺激性的、有毒有害的气体以及恶臭异味也是健康环境的主要需求

9

问:当前,空气净化产品控制PM2.5的主流技术是什么?原理是什么?效果如何?
吴教授答:空气净化控制PM2.5的主流技术是机械过滤。
机械过滤技术采用织物、滤纸或合成材料作滤料的表面式空气过滤器,及采用填充料作为滤料的内部式过滤器,统称为空气过滤器。机械过滤式空气净化器是最常用的空气净化设备。机械过滤式空气净化器主要用于去除空气中的颗粒污染物。有些有卫生要求的场合也用来去除空气中的细菌。其除菌的作用是基于绝大多数细菌的直径在过滤器可以有效滤除的范围内。目前,常用的机械过滤式空气净化器能够去除颗粒物的最小直径约0.1微米。机械过滤式空气净化器对气载分子态污染物,例如甲醛、苯系物、氨等是无效的。
机械过滤式空气净化器的过滤机理主要包括筛分、惯性碰撞、拦截、扩散、静电及重力作用等。筛分是空气过滤器的主要滤尘机理。
机械过滤式空气净化器的滤料有玻璃纤维、合成纤维、石棉纤维以及由这些制成的滤纸或滤布等。现在常见过滤式空气净化器使用的是合成纤维滤料,其特征为在有效控制PM2.5污染物的情况下,阻力低于其他材料。
在面速保持0.5m/s速度情况下,对优质空气净化器的过滤器进行测试,采用计重法测试,一次通过去除效率可以达到100%;采用计数法测试,对于0.3微米粒子,一次通过效率可以达到99.5%,而过滤器的阻力为20Pa左右。

10

问:大多数空气净化产品采用了低阻HEPA技术,请问什么是低阻HEPA技术?她与其他技术相比有什么优越性?
吴教授答:低阻HEPA技术是美国等发达国家在近20年内兴起用于空气净化器的。低阻HEPA的特点是能够达到相当于H12、H13的过滤效率,但是阻力很低,相当于玻璃纤维过滤器的1/7~1/10。低阻HEPA由于阻力很小,其动力损失与噪声都在可控范围内,因此,用于房间空气净化器成为可能。如果使用玻璃纤维过滤器,阻力很大,从而需要配置很大功率的动力设备来克服过滤器的阻力,因此,不合适在房间空气净化器中使用。
空气净化产品的一个重要作用是要有效去除气流中的PM2.5和细菌 、真菌等微生物。去除气流中的PM2.5和细菌、真菌等微生物的过程称为除尘、除菌。用  用于工业过程与洁净室工程的除尘有很多种,大致有以下几种:
(1)机械过滤式除尘(工业上称为袋式除尘);
(2)静电除尘;
(3)静电吸附式除尘(工业上称为电袋合一式除尘)
(4)湿法除尘。
 在以上技术中进行比较选择,过滤式除尘在克服了阻力问题后成为最合适的用于除尘的方法,与其他方法相比,它的优点主要为:
一次通过效率很高;
可靠性强;
不会产生副产物;
使用安全;
(5)更换容易。   

11

问:过滤式空气净化器的低阻HEPA的技术指标是什么?
吴教授答:根据我的实验室的测试结果,过滤式空气净化器的低阻HEPA的技术指标主要为:
1)面速0.5m/s;
2)滤速0.05 m/s;
3)阻力小于20Pa。
根据各地用户使用情况判定,过滤式空气净化器的低阻HEPA在中国大多数中心城市使用的时间大约为8个月~12个月。

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问:过滤式空气净化产品一次通过净化PM2.5的效率是多少?一次通过净化PM2.5的效率的数据有什么意义?
吴教授答:使用计重法原理的便携式测试仪检测过滤式空气净化器一次通过净化PM2.5的效率可以达到100%。使用计数法原理的便携式测试仪检测空气净化器一次通过净化2.5微米的效率可以达到100%;净化0.3微米的效率可以达到99. 5%。
一次通过净化PM2.5的效率是判别空气净化产品性能的一个十分重要的性能指标,这个指标越高,说明每一次循环净化的效率越高,包括滤料的使用率、风机的使用效率等也越高。该指标也表明滤料与结构件在密封性方面的水平。

13

问:空气净化产品控制室内空气中甲醛,采用了什么技术?效果如何?
   吴教授答:目前,空气净化器控制室内空气中甲醛流行的技术是采用活性炭吸附。大家知道,甲醛与PM2.5不同,是气态污染物。去除PM2.5的HEPA滤网对甲醛无效,净化器作为除甲醛产品已经很难满足现在的市场。众所周知最有效的去除气态污染物的方法是通风换气,空气净化产品中的新风机就是解决这类问题的,尤其是以空气堡,造梦者,西电耐斯等为代表的最新第四代无管道新风机,不仅弥补了净化器无法解决换气和持续除甲醛问题,还突破了传统管道新风的诸多限制,这种“微正压”无管道新风机已经被越来越多的消费者喜欢,这就是未来趋势。

14

问:降解室内空气中的甲醛的时间大约应该是多少?有没有快速消除装修污染吗?
吴教授答:新装修的房间起始浓度很高,有的超过0.1mg/m3标准的10倍。在高浓度情况下,使用空气净化器,难以在短时间内控制甲醛浓度达到标准以下。因此,建议对于新装修的甲醛浓度较高的房间,需要通过通风、污染源治理等前处理方法降低甲醛浓度。房间空气中的甲醛浓度达到低浓度了,比如达到0.25mg/m3以下,此时,使用新风机控制甲醛,就可以达到0.1mg/m3标准以下,甚至满足更高的质量标准的要求,比如0.03 mg/m3。新风机可以防止经过治理后的新装修房间中甲醛反弹超标。

15

问:新风机和空气净化器能有效去除细菌、病毒吗?新风机去除细菌、病毒的机理是什么?他能够去除多少尺度的细菌与病毒?
吴教授答:空气净化产品具有高效去除细颗粒,即气溶胶的功能,空气中的细菌等微生物是生物气溶胶,微生物气溶胶的直径都在高效过滤器可以去除的尺寸范围内。高效过滤器去除细菌的机理是采用除尘的方法除菌。因为,空气中的细菌是依附在尘埃上繁殖生长的。高效过滤器在高效除尘时,将依附在尘埃上的细菌等微生物一起过滤掉的。这在消毒学上称为除菌消毒。高效过滤器并没有识别细菌的功能,也没有杀灭细菌的功能,只是从空气中把细菌过滤掉了。病毒虽然直径很小,可是病毒在空气中不是单独存在的,它必须寄生在一个细胞内,空气中能给病毒提供寄生条件的就是细菌等微生物。而所有的空气微生物在空气中都是依附在气溶胶上。因此,与其说高效过滤器去除了空气中的细菌与病毒,不如说高效过滤器去除了空气中带有的细菌与病毒的灰尘。
新风机和空气净化器能否去除细菌与病毒,不必罗列或用实验来证明你能去除多少种细菌和病毒的名称。在消毒规范上载明,只要按照规范要求用白葡萄球菌来做去除效果的实验就可以。只要对白葡萄球菌有效,就足以证明该产品对所有的空气微生物有效,包括细菌、真菌与病毒。

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问:使用空气净化器,设定开机1小时,PM2.5达到健康限值标准,这个性能很重要吗?
吴教授答:考核空气净化器的性能指标时,当室内产生某种污染时,要求快速去除污染,达到健康安全限值就显得十分重要,因为如果要几个小时才能达到安全指标,可能损害健康的风险无法控制,或者可能已经受到了伤害。环境受到污染时,快速去除污染物,达到健康安全的限值十分重要。当室外出现雾霾污染的时候,在一个20平方米的卧室,开启空气净化器,不到半小时,PM2.5浓度就可以达到15微克/立方米以下的健康安全限值。
有的空气净化器要几小时,甚至十几小时才能达到健康安全限值,这是不可取的。正在修订的空气净化器国家标准规定了对空气净化器性能测试时间,最多不超过一小时。以前那些几小时测试时间的报告都将成为过去。

17

问:有的空气净化器说明书上提到的过滤0.009微米直径的数据有否进一步科学层面上的解释?
吴教授答:我问过有关方面,有的空气净化器说明书上提到的过滤0.009微米直径的颗粒物,有否测试数据,可是,至今没有看到有说服力的报告。
但是,据我所知,国外发达国家正在做这种超细颗粒净化的研究。有研究表明,这种超细颗粒物是化学或生物的凝聚物,可以通过皮肤进入人体,在几秒或十几种内就可以攻击人的细胞,造成危害。
现在是PM2.5时代,已知的对我们健康威胁最大的是PM2.5,国际公认的标准是采用计重法测量达到年平均10微克/立方米、日平均25微克/立方米。
对于PM1等超细颗粒物对健康影响与控制标准来说,现在尚停留在研究层面,离建立标准与推广应用还早!

18

问:低阻HEPA能够截获的细菌,在滤网上会繁殖吗?被截获的细菌会穿透过滤器回流到室内空气中造成二次污染吗?
吴教授答:低阻HEPA能够截获细菌是国际公认的,而且大量在药厂与医院手术室使用,其可靠性尚没有被动摇。但是,被截获的细菌、病毒会不会在滤网上繁殖?至今存在争议。一派的意见认为,细菌会脱水,不会繁殖,一派拿出了发霉的滤网作为证据。
本人认为:滤网上的细菌、病毒在适宜的状况下会繁殖,但是,高效过滤器在有效使用时间内足以阻断被截获的细菌、病毒穿透滤网重新返流到空气中。这在工业洁净领域中已经获得验证,用户可以放心的使用。这种洁净室技术还大量被用于药厂、医院手术室等高危科室。
需要提醒的是,达到有效期的高效过滤器必须及时更换,否则,可能会达不到净化效果,甚至造成二次污染。
目前,国内外专业公司已经推出商业化的抗菌滤料,解决了滤网上截获的细菌等微生物的灭活问题。

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问:空气净化产品一般一天要开多长时间?是否要24小时连续使用?
吴教授答:空气净化器具有快速去除污染物的性能,一般当室内空气中的细颗粒PM10/ PM2.5超标5~10倍的 情况下,开启一小时就可以去除90%污染物,达到国际先进的标准。此时,如果室内没有新的污染发生,室内的人不多或者活动程度不大,可以关闭空气净化器,或者开启自动档。新风机是把室外污染空气通过层层净化送到室内并在室内形成正压防护盾防止室外污染进入,同时还置换了室内的空气,新风机建议是一天24小时连续开启。
吴教授提醒大家:开启空调的时候,一定要同时开启新风机,这时候,
由于室内外空气不断置换,就能防止空调病。
在污染的环境中,我们要学会使用强风档快速去除污染。如果24小时开着低风档,那与买一台小风量的空气净化器有什么区别?

 

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