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住宅空气净化设备 - 总结

住宅空气净化装置

介绍

室内空气污染物是空气中不需要的、有时是有害的物质。它们的范围从灰尘到化学品再到氡气。空气净化器是试图从您呼吸的室内空气中去除此类污染物的设备。

安装在大多数家庭供暖和/或空调系统管道系统中的典型熔炉过滤器是一个简单的空气净化器。这个基本的过滤系统可以通过使用另一个过滤器来捕获额外的污染物或添加额外的空气净化设备来升级。升级感应空气净化系统的另一种方法是使用单独的房间便携式空气净化器。空气净化器通常依靠过滤或将带电粒子吸引到空气净化设备本身或家庭内的表面来去除污染物。使用“空气净化”去除住宅空气中的污染物尚处于起步阶段;该出版物介绍了当前的知识状态。

本出版物介绍了可供消费者使用的空气净化器的类型,提供了有关其去除室内空气污染物的一般有效性的可用信息,讨论了决定是否使用空气净化器时要考虑的一些因素,并描述了可用于消除室内空气污染的现有指南。比较单位。它不讨论安装在大型建筑(如公寓、办公室或公共建筑)的中央供暖、通风和空调 (HVAC) 系统中的空气净化系统的有效性,也不评估特定产品。

由于在确定在特定环境中使用空气净化器是否合适时需要考虑许多因素,因此决定是否使用空气净化器由个人决定。 EPA 既没有支持也没有反对在家庭中使用这些设备。

室内空气中哪些污染物值得关注?

为便于讨论,我们将污染物分为三组:颗粒物、气态污染物和氡及其后代。

颗粒是非常小的固体或液体物质,重量轻到可以悬浮在空气中(例如,雾、灰尘或花粉)。它们由自身材料组成,包括无机和有机化合物以及休眠和活的有机体。从健康的角度来看,主要关注的是:

  1. 微小的、不可见的可吸入颗粒,更有可能深入肺部,在那里它们可能停留很长时间,并可能导致急性或慢性影响,
  2. 较大的颗粒,例如一些霉菌、花粉、动物皮屑和室内灰尘过敏原,它们不会深入渗透,但可能会引起过敏反应。

可吸入颗粒包括但不限于来自香烟烟雾的颗粒;不通风的燃烧器具,如燃气灶和煤油加热器;病毒、细菌和一些霉菌;和材料的碎片,当它们完整时,将被认为大于可吸入颗粒。暴露于空气中可吸入大小的颗粒对健康的影响取决于存在的颗粒的类型和浓度、暴露的频率和持续时间以及个体敏感性。健康影响的范围可以从刺激眼睛和/或呼吸组织到更严重的影响,例如癌症和肺功能下降。生物颗粒,例如动物和昆虫过敏原、病毒、细菌和霉菌,会引起过敏反应、传染病和/或会产生可能释放到空气中的有毒产品。

气态污染物包括燃烧气体和与颗粒无关的有机化学品。在室内空气中检测到数百种不同的气态污染物。

燃烧气体(例如一氧化碳和二氧化氮)的来源包括燃烧器具、吸烟以及从附属车库或室外渗入的车辆废气。

气态有机化合物可能会从吸烟、建筑材料和家具等来源进入空气,以及使用油漆、粘合剂、染料、溶剂、填缝剂、清洁剂、除臭剂、个人卫生用品、蜡、爱好和工艺材料等产品,和杀虫剂。此外,有机化合物可能来自户外或通过烹饪食物以及人类、植物和动物的代谢过程。

暴露于空气中的气态污染物对健康的影响可能因存在的化学物质的类型和浓度、暴露的频率和持续时间以及个人敏感性而有很大差异。副作用可能包括刺激眼睛和/或呼吸组织;过敏反应;对呼吸、肝脏、免疫、心血管、生殖和/或神经系统的影响;和癌症。

氡及其后代是放射性污染物,源自天然来源,如岩石、土壤、地下水、天然气和矿物建筑材料。这些污染物有可能导致人类患肺癌。患肺癌的风险随着空气中含量的增加以及暴露的频率和持续时间而增加。

氡本身是一种气体,它以粒子的形式产生短命的后代,其中一些会附着在较大的粒子上。氡子体可能会沉积在肺部,代表氡系的主要健康危害。

空气净化与其他降低室内空气污染物浓度的策略相比如何?

减少室内空气污染物的三种策略(按有效性排序)是源头控制、通风和空气净化。

源头控制消除单个污染物来源或减少其排放,通常是最有效的策略。某些来源,例如含有石棉的来源,可以密封或封闭;其他的,如燃烧设备,可以调整以减少排放量。不幸的是,并不是所有的污染源都可以被识别并实际上被消除或减少。

通风将室外空气带到室内。可以通过打开门窗、打开当地浴室或厨房的排气扇,或者在某些情况下,使用机械通风系统,带或不带热回收通风机(空气对空气热交换器)来实现。然而,通风可用于减少空气污染物的程度存在实际限制。加热或冷却进入的空气的成本可能很高,而且室外空气本身可能含有不希望有的污染物。

空气净化可以作为源控制和通风的辅助手段。然而,单独使用空气净化设备并不能保证足够的空气质量,特别是在存在重要来源且通风不足的情况下。

有哪些类型的空气净化器可用?

空气净化器通常根据从空气中去除各种尺寸的颗粒所采用的方法进行分类。市场上的空气净化器一般分为三种:机械过滤器、电子空气净化器和离子发生器。 (注:因为空调、加湿器和除湿器等设备可能通过冷凝、吸收和其他机制减少室内空气中存在的某些污染物,因此在技术上可将其视为空气净化器。但是,本出版物仅包括那些专门设计和使用的设备。作为空气净化器销售。)

机械过滤器可以安装在带有中央供暖和/或空调的家庭的管道中,或者可以用于包含风扇以迫使空气通过过滤器的便携式设备。用于空气净化的机械过滤器有两种主要类型。

平板或面板过滤器通常由低填充密度的粗玻璃纤维、动物毛发、植物纤维或合成纤维组成,通常涂有粘性物质(例如油)以用作颗粒材料的粘合剂,或切开和膨胀铝。 (许多家庭使用的扁平过滤器是安装在中央供暖和/或空调系统中的典型熔炉过滤器。)扁平过滤器可以有效地收集大颗粒,但只能去除一小部分可吸入颗粒。

扁平过滤器也可以由“驻极体”介质制成,由永久带电的塑料薄膜或纤维组成。空气中的粒子被带电材料吸引。

折叠或扩展表面过滤器通常比平面过滤器更有效地捕获可吸入大小的颗粒。它们更大的表面积允许使用更小的纤维并增加过滤器的填充密度,而不会大幅降低空气流速。

电子空气净化器使用电场来捕获带电粒子。与机械过滤器一样,它们可以安装在中央供暖和/或空调系统管道中,也可以是带有风扇的便携式装置。电子空气净化器通常是静电除尘器或带电介质过滤器。在静电除尘器中,颗粒被收集在一系列平板上。在不太常见的带电介质过滤装置中,颗粒被收集在过滤器的纤维上。在大多数静电除尘器和一些带电介质过滤器中,颗粒在收集过程之前被有意电离(带电),从而提高了收集效率。

离子发生器还使用静电荷去除室内空气中的颗粒。这些设备仅提供便携式设备。它们通过使房间内的粒子带电而起作用,因此它们会被墙壁、地板、桌面、窗帘、住户等吸引。在某些情况下,这些设备包含一个收集器以将带电粒子吸引回设备。

(注意:后两种类型的设备可能会产生臭氧,无论是作为使用的副产品还是有意的。稍后将更深入地讨论有关臭氧产生的问题。)

市场上的一些较新的系统被称为“混合”设备。它们包含两个或多个上述颗粒去除装置。例如,一种或多种类型的机械过滤器可以与静电除尘器或离子发生器组合。

除了颗粒去除装置之外,空气净化器还可能包含吸附剂和/或反应性材料,以促进从室内空气中去除气态物质。不含这些类型材料的空气净化器不会去除气态污染物。稍后将讨论含有这些材料的空气净化器在降低室内空气中气态污染物水平方面的潜在效果。

空气净化器在降低室内空气污染物浓度方面的效果如何?

空气净化器从空气中去除污染物的有效性取决于设备本身的效率(例如,污染物通过设备时去除的百分比)和设备处理的空气量。例如,过滤器可能会去除通过它的空气中 99% 的污染物,但如果气流速度仅为每分钟 10 立方英尺 (cfm),则在典型房间中处理空气将需要很长时间1000 立方英尺。

虽然没有普遍接受的方法来比较空气净化设备,但一些便携式空气净化设备的研究人员将他们的结果表示为“清洁空气输送率”或 CADR。 CADR 是单位效率和气流速率的乘积,是它清除特定材料的空气 cfm 数的量度。例如,如果空气净化器的烟雾颗粒 CADR 为 250,它可以将烟雾颗粒水平降低到与每分钟添加 250 立方英尺的清洁(通风)空气所达到的浓度相同的浓度。

CADR 可用于比较不同设备之间的去除率,并在比测试中使用的房间更大或更小的房间中估计材料的去除率。

了解 CADR 和单位效率可能有助于选择用于从特定来源去除污染物的设备。例如,在 100 cfm 流速下运行的效率为 45% 的装置与在 50 cfm 下运行的效率为 90% 的装置具有相同的 CADR。尽管如此,与 45% 效率的单元相比,放置在特定污染物源附近的 90% 效率单元通常会在远离源的空间中提供较低水平的污染物。

在许多情况下,特别是对于管道系统和气体污染物去除,只报告了设备效率,并且设备的总效率会根据房间大小和气流速度而有所不同。

空气净化器在去除颗粒、气态污染物和氡及其后代方面的有效性研究结果总结如下。

颗粒去除

空气净化器从室内空气中去除颗粒的性能不仅取决于通过净化器的气流速度及其颗粒捕获机制的效率,还取决于以下因素:

  • 进入设备的粒子质量。
  • 颗粒的特性(例如,它们的大小)。
  • 加载引起的捕获机制效率的下降率。
  • 进入设备的部分空气是否绕过内部捕获机制。
  • 在重新进入设备之前,离开设备的空气与房间内的空气混合的程度。

管道系统

关于全屋管道内空气净化系统在去除颗粒方面的性能,只有有限的信息可用。它们的颗粒去除效率可以通过三种标准方法进行评估:重量抑制测试、大气尘点测试和军用标准 282 中的 DOP 方法。

美国采暖、制冷和空调工程师协会 (ASHRAE) 标准中描述的重量抑制测试通常用于评估旨在去除最大和最重颗粒的低效过滤器;这些过滤器通常用于住宅熔炉和/或空调系统,或用作其他空气净化设备的上游过滤器。在测试中,将标准合成粉尘送入空气滤清器中,并确定过滤器上捕集的粉尘比例(按重量计)。由于标准粉尘中的颗粒相对较大,重量逮捕测试在评估从室内空气中去除较小的、可吸入尺寸的颗粒方面的价值有限。

ASHRAE 标准 52-76 中也描述了大气灰尘点测试,通常用于评估中等效率的空气净化器(过滤器和电子空气净化器)。去除率取决于清洁剂减少清洁纸目标污染的能力,这种能力取决于清洁剂从空气中去除非常细小的颗粒。附件 1 显示了使用 ASHRAE 标准 52-76 大气尘点测试 2 评定的过滤器的典型应用和限制。

军用标准 2823 [即,邻苯二甲酸二辛酯 (DOP) 0.3 微米 (µm) 颗粒的去除百分比] 用于评估高效空气过滤器,即效率高于约 98% 的过滤器。 [术语“HEPA”(高效微粒空气)过滤器在市场上很常见。这些过滤器是高效过滤器的一个子集,通常使用 DOP 方法进行评级。一个标准制定组织将 HEPA 过滤器定义为通过这种测试方法具有 99.97% 的最低颗粒收集效率。]

尽管上述标准测试提供了有关额定空气净化设备从流经它们的空气中去除颗粒的预期效率的信息,但很少进行研究来获得安装了该设备的房屋的实际有效去除率。管道内设备的效率可能会根据气流速率和颗粒物质负载而变化。如果离开供暖和/或空调系统的空气在重新进入系统之前没有与室内空气充分混合,效率也可能会降低。如果家中的回风口和进气口距离太近,就会发生这种情况。此外,选择的设备类型不仅应取决于其效率,还应取决于其容尘能力和气流阻力,这是 ASHRAE 标准 52-76 评估的另外两个因素。

最后,应该指出的是,ASHRAE 标准 52-76 解决了去除复杂粉尘混合物的整体效率。然而,不同尺寸颗粒的去除效率可能会有很大差异。 EPA 最近的研究将 ASHRAE 评级与按尺寸划分的颗粒过滤效率进行了比较,结果表明,0.1 至 1 µm 尺寸范围内的颗粒的过滤效率远低于 ASHRAE 评级 5。 ASHRAE 尘点等级为 95% 的过滤器只能去除 0.1 至 1 µm 尺寸范围内的 50-60% 的颗粒。室内空气中的许多可吸入大小的颗粒(例如香烟烟雾)似乎都在这个大小范围内。

与 ASHRAE 标准 52-76 评级相比,通过军用标准 282 中的 DOP 方法得出的效率预计更能代表可吸入颗粒的捕获效率。

图表 1. 基于 ASHRAE 大气尘点测试的风道系统过滤器应用

空气净化器效率等级

10%

用于窗式空调和供暖系统

对皮棉很有用。

对豚草花粉有点用。

对烟雾和染色颗粒不是很有用。

20%

用于空调、家庭供暖和中央空调系统。

对豚草花粉相当有用。

对烟雾和染色颗粒不是很有用。

40%

用于供暖和空调系统,并作为高效清洁器的预过滤器。

适用于较细的空气中的灰尘和花粉。

大幅减少污迹和污渍。

对非烟草烟雾颗粒稍微有用。

对烟草烟雾颗粒不是很有用。

60%

使用与 40% 相同,但更好的保护。

适用于所有花粉、大部分导致污迹和污渍的颗粒以及煤和油烟颗粒。

部分适用于烟草烟雾颗粒。

80%

一般用于医院和控制区。

对导致污迹和污点的颗粒以及煤和油烟颗粒非常有用。

对烟草烟雾颗粒非常有用。

90%

使用与 80% 相同,但保护更好。

对所有烟雾颗粒的出色保护。

1. ASHRAE 标准 52-76 大气尘点测试的效率等级。

改编自参考文献#2。

便携式装置

已经对便携式空气净化器进行了研究,以评估在房间大小的测试室或广泛风化或不通风的房间中从空气中去除颗粒的情况。所有测试都针对去除香烟烟雾颗粒 6-14; 9,l2,l4 还使用较大的颗粒(细小的汽车测试粉尘、空气中的猫过敏原和花粉)进行了一些有限的测试。每组研究人员使用的测试方法各不相同。

研究表明,便携式空气净化器在去除室内空气中的颗粒物方面具有不同程度的有效性。一般来说,包含静电除尘器、负离子发生器或折叠过滤器的装置,以及包含这些机制组合的混合装置,在去除香烟烟雾颗粒方面比扁平过滤装置更有效。然而,这些类别中的有效性差异很大。

同样,除了设备本身的效率之外,重要的因素是空气流速;颗粒特性;颗粒负载导致效率下降;所用收集装置周围的空气旁路;和房间的大小。

此外,对于负离子发生器,设备的放置位置和房间内的空气流通都会影响性能。为了去除较大的灰尘颗粒,没有额外的颗粒捕获机制(例如过滤器)的负离子发生器可能表现不佳。

过去几年市场的总体趋势是更大、更强大的控制台型号。在最近的测试中,6 个桌面单元的 CADR 范围从大约 50 到 100 cfm 的烟雾颗粒,而 21 个控制台单元的 CADR 范围从大约 50 到 250 cfm。 (然而,正如稍后所讨论的,这些设备捕获的颗粒重新排放化学物质是令人担忧的。)

一般来说,任何便携式设备的放置都可能影响其性能。如果存在特定的、可识别的污染物源,则应将装置放置在靠近该源的入口处。如果没有特定的来源,则应放置空气净化器,将净化后的空气强制送入有人居住的区域。此外,空气滤清器应安装在进出风口不会被墙壁、家具或其他障碍物堵塞的地方。

如果离开空气净化器出口的空气在重新进入设备之前没有与室内空气充分混合,也可能会降低设备的效率。

在具有中央供暖、通风和空调 (HVAC) 系统的大型建筑(例如,公寓或办公楼)中,使用单个便携式装置预计不会有效。便携式设备旨在过滤有限区域内的空气(例如,最多可连接几个房间,而不会阻碍气流)。在中央 HVAC 系统内循环的空气可能有很大的有效容积(例如,建筑物的几个楼层)。在这些情况下清洁空气需要使用多个便携式装置或由 HVAC 工程师为建筑物设计的感应系统。

去除气态污染物

一些空气净化器旨在去除气态污染物和颗粒。然而,关于便携式或住宅感应式空气净化器在去除气态污染物方面的有效性的研究是有限的。

固体吸附剂的吸附是从室内空气中去除此类污染物的最常用方法。固体吸附剂的性能取决于几个因素,包括:

  • 通过吸附剂的气流速度。
  • 污染物的浓度。
  • 其他气体或蒸汽的存在(例如,湿度)。
  • 污染物和吸附剂的物理和化学特性(例如,重量、极性、大小和形状)。
  • 装置中吸附剂的配置。
  • 所用吸附剂的数量和吸附剂床深度。

由于吸附率(即效率)随着捕获的污染物数量而降低,因此通常根据吸附能力(即可以捕获的化学品总量)和渗透时间(即达到容量之前的时间量)l5。

活性炭

即使在室内等潮湿环境中,活性炭也会吸附一些污染物。但是,它不能有效地吸附某些污染物,例如挥发性低分子量气体。

有时,相对少量的活性炭会将住宅中的气味减少到难以察觉的程度。然而,由于许多化学品对健康的影响低于人们感知到的气味水平,因此仅靠去除气味并不能表明环境是否健康。

活性炭去除气态污染物的测试通常仅使用高浓度污染物进行,因此很少有关于碳去除室内空气中通常存在的低(十亿分之一,或 ppb)浓度的化学物质的有效性的信息.最近在 EPA 进行的测试使用三个活性炭样品测量了浓度范围为 100 至 200 ppb 的三种挥发性有机化学品 (VOC) 的吸附等温线。假设空气中的浓度为 150 ppb,出口浓度为 50 ppb,通过 2' X 2' 过滤器的流速为 100 cfm,则对去除化合物所需的床层深度进行了估计。研究结果表明,这些化学物质会迅速渗透到目前市场上用于控制管道系统气味的 6 英寸深碳过滤器。因此,这些过滤器在去除许多室内空气污染物方面的使用寿命可能很短。

碳重新排放从室内空气中捕获的污染物的能力也令人担忧。美国国家标准与技术研究院 (NIST),前身为国家标准局 (NBS),目前正在开发一种标准方法,用于评估用于去除气态污染物的介质的有效性19。他们报告了使用活性炭的研究结果,其中在测试过程中流入活性炭的空气中甲苯的浓度是变化的(从 150 到 0 到 340 到 26 到 0 ppm)。该实验模拟了在室内空气情况下预期的污染物水平变化。他们发现,每次进入介质的污染物水平下降时,最初被介质吸附的甲苯都会缓慢地重新排放。在 45 小时的实验过程中,介质释放的甲苯量与吸附量大致相等。

特殊吸附剂

已经开发出特殊的吸附剂来去除特定的气态污染物,例如甲醛,20。其中许多是化学吸附剂,浸渍有化学活性材料,例如高锰酸钾或氧化铜,它们会与一种或有限数量的不同反应性气态污染物发生反应。

几项研究集中在使用此类化学吸附剂去除家庭中的甲醛。这些数据表明,可能需要大量吸附剂和高气流速率才能有效降低甲醛含量20。

此外,由于化学吸附剂对一种或有限数量的反应性污染物具有特异性,因此不应期望它们能有效减少非专门设计的污染物。

便携式设备的测试

最近已经对几种含有活性炭和/或其他特殊吸附剂的便携式空气净化器进行了气体污染物去除测试。在这些研究中,为“碳氢化合物”或单个 VOC(不包括甲醛)计算的 CADR 通常较低,范围从 0 到 30 cfm。为去除二氯甲烷而测试的四个单元都没有去除任何这种化合物。较低分子量的气体,包括氮氧化物、二氧化硫、甲醛、氰化氢和氨,通常比较高分子量的有机化合物以更高的速率去除。报告 CADR 值范围为 3 至约 94 cfm 的八个单元的二氧化氮去除。对于其余的低分子量气体,CADR 仅适用于两个单元;报告的最高 CADR 是一氧化二氮和甲醛(一个单位约 120 cfm)。

一般而言,含有特殊吸附剂的装置在去除气态污染物方面的性能优于仅含有活性炭的装置。然而,正如上述结果所表明的那样,单元之间的去除率差异很大。此外,在同一单元中测试的污染物的去除率差异很大;一些去除大量一种污染物的模型并没有去除大量另一种污染物。

在便携式设备的测试中没有评估几个因素,使得对这些设备在室内空气环境中的有效性的评估不完整。例如,由于这些测试并未确定空气净化器的吸附能力或渗透率,因此不知道过滤器将保持有效多久。对一台空气净化器进行了初步测试,以评估去除 NO2(260 ppb)和六种 VOC 的长期效率。所选择的 VOC 代表了室内空气中发现的六类 VOC,并且选择了六种 VOC 的浓度和相对比例来反映它们在室内空气中各自类别的报告。在测试室中进行测试以确定这些化合物的初始去除效率后,空气净化器在家中间歇运行了两个半月。在测试室中进行的后续测试表明,使用 160 小时后,每种化学品的效率降低 50% 或更多(即制造商推荐的过滤器寿命的 15%)2l。

另一个未评估的因素是去除过程中空气中额外化学物质(例如水)的影响。由于室内空气是化学物质的复杂混合物,对一种或几种污染物的混合物进行测试可能不足以代表室内环境中的去除率。

总之,目前的数据太有限,无法评估空气净化设备在去除气态污染物混合物方面的整体有效性。尽管设计用于去除气态污染物的一些装置在去除室内空气中的特定污染物方面可能有效,但预期没有一种装置能够充分去除典型室内空气环境中存在的所有气态污染物。此外,有关这些系统使用寿命的信息有限。

氡及其后代的去除

空气净化通常不是降低氡相关健康风险的首选方法。当源控制技术不可行或无法达到可接受的氡水平时,可以使用空气净化技术来降低氡气及其后代的水平。关于空气净化器去除这些污染物的有效性的研究集中在去除氡气本身或去除氡气产生的短寿命后代。

一些关于碳在从室内空气中去除氡气本身的有效性的有限研究表明,将需要极大量的碳。然而,一些专门设计用于再生它们包含的碳介质的氡去除单元可以增加该技术适用的情况范围(要处理的面积和氡浓度)。

由于氡对健康的危害与氡子体有关,而不是与氡气本身有关,因此还评估了空气净化器去除氡子体的有效性。尽管通过过滤或静电沉淀去除了一些氡子体,但从健康角度来看,未从空气中去除的氡子体的类型可能受到更大的关注。此外,氡气浓度不受影响,并且可以继续成为空气净化器未有效处理的结构区域中氡子体的来源。由于空气净化器在降低与氡相关的健康风险方面的有效性存在不确定性,EPA 目前既不支持也不反对将其用作减少室内空气中氡子产物的方法。

空气净化会减少室内空气污染物对健康的影响吗?

如前所述,没有可用的空气净化系统可以有效去除室内空气中的所有污染物。因此,只有在使用其他减少室内空气污染物的方法(例如,控制特定污染物来源或增加室外空气供应)无法成功将污染物减少至可接受水平时,才应考虑使用空气净化器。

在适当的条件下,一些空气净化系统可以有效地去除某些颗粒,尽管这些颗粒必须悬浮在空气中,稍后将讨论。一些含有吸附剂的空气净化器也可以去除室内空气中的一部分气态污染物,并且可以帮助消除这些污染物的一些危害,至少是暂时的。然而,空气净化系统预计不会完全消除气态污染物的所有危害。此外,在需要更换吸附剂之前,气态污染物去除系统的使用寿命可能有限。还应注意的是,虽然一些空气净化设备可能有效减少烟草烟雾颗粒,但预计烟草烟雾中的许多气态污染物并不会被有效消除。此外,空气滤清器捕获的烟草烟雾颗粒可能会重新排放气体。

不包含专门的碳再生装置的典型空气净化器似乎无法有效去除氡气,而且由于氡衰变产物的相对健康风险存在许多问题,因此没有足够的数据来量化空气净化对氡气的影响。降低由氡子体引起的肺癌风险。

目前,关于空气净化器如何有效减轻由花粉、室内灰尘过敏原、某些霉菌和动物皮屑等较大颗粒产生的过敏反应存在一些争议。 1987 年 2 月,应美国食品药品监督管理局的要求,一个特设委员会与多家空气净化设备制造商召开会议,确定是否可以为便携式空气净化器推荐标准,并得出结论:“目前可用的数据不足以确定这些设备在预防和治疗过敏性呼吸道疾病中的效用。”23

如果不受干扰,花粉和室内灰尘过敏原会迅速从空气中沉淀出来并再次悬浮在空气中。由于这些过敏原中只有一小部分通常悬浮在空气中,因此空气净化器在去除它们方面可能相对无效。

尽管其他过敏原颗粒,例如动物皮屑,不如花粉和室内灰尘过敏原沉降得那么快,但由于直接沉积或沉降而与表面相关的过敏原数量通常远远超过空气中的数量。然而,由于空气中可能会残留大量这些过敏原,因此在某些情况下,空气净化可能更有效地减少这些颗粒23。另一方面,使用空气净化器可能会扰乱沉积在表面上的过敏原,导致从空气中去除的过敏原整体减少。

特设委员会审查的已发表报告的范围有限,但表明使用空调可以最好地防止接触源自室外的过敏原(即花粉和一些霉菌),只需极少的额外受益于空气净化器。空调在减少这些污染物方面的有效性与排除室外空气(通常是冷空气输出量的 10%)有关,并且就霉菌而言,还与湿度的降低有关。

对于对室内灰尘过敏原敏感的受试者,在床垫上使用不透水的覆盖物似乎与在床上方使用层流空气清洁系统一样有效。基于这些结果,委员会认为“只有在采取其他避免措施后症状仍然严重并且有理由相信存在大量空气传播过敏原时,才应考虑使用空气净化设备。”

在决定是否使用空气净化器时还应考虑哪些其他因素?

在决定使用空气净化器时,除了空气净化设备降低空气污染物浓度的能力外,还应考虑其他几个因素。这些包括:

安装。使用和williamhilapp威廉希尔需求

空气净化装置可能具有必须满足的某些安装要求,例如充足且易于使用的电源或在使用、维修或williamhilapp威廉希尔期间需要访问。

安装后,需要遵循制造商指定的操作和williamhilapp威廉希尔程序,以确保空气滤清器具有足够的性能。必须清洁或更换过滤器和吸附剂,并且必须经常清洁电子空气净化器的板或带电介质。为避免电气和机械危险,购买者应确定该设备已在美国保险商实验室 (UL) 或其他认可的独立安全测试实验室列出。

此外,在清洁过程中,需要努力确保污染物不会重新排放回空气中。例如,当移除过滤器时,应避免过度移动或气流,以防止颗粒重新分布到空气中。

成本

成本也可能是一个考虑因素。主要成本包括设备的初始购买、williamhilapp威廉希尔成本(即清洁和/或更换过滤器和其他部件)和运营成本(例如电力成本)。

一般来说,最有效的装置(例如,具有高气流速率和高效颗粒捕获系统的装置)也是最昂贵的。williamhilapp威廉希尔成本因设备而异,在选择特定设备之前应加以考虑。与购买和williamhilapp威廉希尔成本相比,便携式设备的运营成本(例如电力成本)可以忽略不计。

污染物的产生或再扩散

另一个考虑是一些单位是否会产生新的污染物或重新分散旧的污染物。离子发生器和电子空气净化器产生臭氧(一种肺部刺激物)的可能性可能令人担忧,尤其是在电子空气净化器安装和williamhilapp威廉希尔不当的情况下。这需要进一步研究。至少有两家便携式设备制造商宣传他们的产品会产生臭氧以促进有害气体的去除,但这些设备产生的水平和可能的健康影响尚不清楚。在 EPA5 的测试中,一台便携式静电除尘器和两台感应静电除尘器产生了可测量的臭氧水平,该机构正在进行研究,以确定感应空气净化器产生的浓度是否具有潜在危害。该机构最近发布了情况说明书,“作为空气净化器出售的臭氧发生器”。本文件(仅可通过本网站获得)的目的是提供有关在室内占用空间中使用臭氧发生设备的准确信息。此信息基于目前可用的最可信的科学证据。

电子空气净化器产生的细颗粒材料也有报道。此外,过滤器和其他颗粒控制装置可能会从空气中去除颗粒,然后可能会从收集到的颗粒中重新散发出气体和气味,并且用于建造空气净化器的材料本身可能会向室内空气排放化学物质(例如,可能会排放甲醛)如果在空气滤清器外壳中使用刨花板)。

无法去除某些气味

许多经过测试的空气净化器被发现可以降低空气中香烟烟雾颗粒的含量。然而,香烟烟雾的气味仍然存在,因为许多装置不包含去除香烟烟雾气态产物的有效系统,并且因为气态产物可能被家中的物品吸附并随后重新散发。为了克服这个问题,一些设备会通过气味来掩盖气味,这可能会使住户相信引起气味的污染物已被去除。

粒子电荷的可能影响

关于离子发生器的另一个因素,特别是那些不捕获一些带电粒子的离子发生器,是粒子带电对呼吸道沉积的影响。实验表明,随着电荷的增加,粒子沉积呈线性增加;因此,使用离子发生器可能不会减少进入肺部的粒子剂量。

墙壁和其他表面的污染

离子发生器的设计通常不是从空气中去除颗粒,而是将它们沉积在房间周围的表面上。这会导致墙壁和其他表面变脏,尤其是当设备带电的颗粒没有被过滤器收集时。

噪音

噪音可能是带有风扇的空气净化器的问题。一些高速运行的便携式设备在 100 华氏度下产生的噪音相当于小型真空吸尘器或轻型交通。即使在低速下,某些型号也会产生烦人的嗡嗡声或呜呜声。

可用于比较空气净化器的指南?

除了军用标准 2823 中的 DOP 方法(仅用于评估高效过滤器的颗粒减少量)外,联邦政府尚未发布任何指导方针或标准,用于确定空气净化器在去除室内空气污染物方面的效果.但是,两个私营标准制定行业协会已经发布了通过感应式或便携式空气净化器对颗粒去除进行评级的标准。这些评估了空气净化设备从室内空气中去除颗粒的效率或有效性,并可用于不同设备之间的比较。

空气净化器的标准现在只关注颗粒去除。没有可用的指南或标准可用于评估空气净化器去除气态污染物或氡及其后代的比较能力,目前的研究还不足以得出关于空气净化设备去除此类污染物的相对有效性的确切结论。

管道设备标准

ASHRAE 标准 52-761 和军用标准 2823 中的 DOP 方法可用于估计感应装置去除颗粒的效率。使用 ASHRAE 标准 52-76 大气灰尘点测试的评级,附件 1 可以给出特定空气净化器应去除的颗粒类型的一般指示。这些标准通常可用于比较一种设备与另一种设备的性能特征,但它们本身无法预测给定设备在住宅中使用的实际效率或其使用寿命。此外,如前所述,这些空气净化器的效率可能因空气流速和颗粒负载而异,并且去除一些可吸入的小颗粒实际上可能低于 ASHRAE 大气尘点测试评估的结果。

(注意:在检查 ASHRAE 评级信息时,请注意重量抑制测试和大气尘埃点测试结果的差异。例如,重量抑制为 90% 的过滤器的大气尘埃点效率可能低于 40% . ASHRAE 重量抑制测试在评估从室内空气中去除可吸入大小颗粒方面的价值有限。)

由于效率更高的折叠式过滤器比标准家庭供暖和/或空调系统中通常使用的过滤器厚得多,因此它们的使用会导致相当大的空气阻力,因此它们不能直接并入标准住宅系统中。相反,系统必须专门设计有足够功率的风扇以产生必要的气压,并配备一个或多个高效的预过滤器 应考虑安装系统、更换预过滤器和过滤器以及系统运行的成本在决定是否购买更高效率的过滤器之前。同样,购买者应注意标准测试提供的高“阻滞”和高“效率”之间的区别。

可通过当地供暖/空调承包商或从以下地址获取有关感应式空气净化器标准的更多信息:

空调与制冷协会 (ARI) www.ari.org/
北费尔法克斯大道 4301 号,套房 425
阿灵顿弗吉尼亚州 22203
(703) 524-8800
(703) 528-3816(传真)

便携式空气净化器标准

家用电器制造商协会 (AHAM) 制定了美国国家标准协会 (ANSI) 批准的便携式空气净化器标准(ANSI/AHAM 标准 AC-1-1988)25。该标准可用于评估便携式空气净化器的有效性。在此标准下,室内空气净化器的有效性是根据室内空气中三种颗粒类型(烟草烟雾、灰尘和花粉)中的每一种的清洁空气输送率 (CADR) 来评定的。

目前只有有限数量的空气净化器获得了该计划的认证。可以从 CADR 获得所有当前通过 AHAM 认证的室内空气净化器及其 CADR 的完整列表。

家用电器制造商协会 (AHAM)
20 北瓦克大道
芝加哥,伊利诺伊州 60606

图表 2 显示了按 AHAM 估计的额定 CADR 从室内空气中去除的颗粒百分比。由于市场上空气滤清器的 CADR 值与展示中的五个不同,因此这些数字仅用作模型性能的指南。该展览提供了空气滤清器去除的颗粒百分比以及空气滤清器和自然沉降的总去除量的估计值。

在使用 ANSI/AHAM 评级时还需要考虑其他因素。报告的 CADR 值是基于从间歇性而不是连续发射粒子的源降低粒子水平。如果源是连续的,则预期设备不会像图表 2 所建议的那样有效。此外,这些值代表在使用的前 72 小时内可以预期的性能。后续性能可能因使用条件而异。应定期遵循使用和保养说明,以使空气滤清器获得足够的性能。

图 2。
便携式装置的估计颗粒去除百分比
按CADR和房间大小
 去除的颗粒百分比
房间大小CADR抽烟
(20 分钟)
灰尘
(20 分钟)
花粉
(10 分钟)
ACTACTACT
5 x 6

10
40
80
49%
89%
95%
68%
97%
100%
49%
88%
95%
70%
98%
100%
-
57%
75%
-
93%
99%
9 x 12

40
80
150
53%
76%
89%
71%
89%
98%
52%
75%
89%
72%
89%
98%
24%
40%
58%
78%
86%
94%
12 × 18



80
150
300
350
450
53%
74%
89%
-
-
71%
87%
97%
-
-
52%
73%
-
91%
-
72%
88%
-
99%
-
24%
38%
-
-
69%
78%
85%
-
-
97%
18 × 24


150
300
350
450
51%
73%
-
-
70%
87%
-
-
50%
-
77%
-
71%
-
91%
-
23%
-
-
50%
78%
-
-
91%
20 × 30

300
350
450
63%
-
-
79%
-
-
-67%- -84% - -40% -86%-
AC=空气净化装置去除
T= 由空气净化装置去除加上自然沉降
注意:估计忽略了进入空气的影响。对于烟雾以及较小程度的灰尘,房间越通风,所需的 CADR 就越小。对于从室外进入的花粉,通风的房间需要更高的CADR。
资料来源:参考文献 26。

概括

可用于减少室内空气污染物的三种策略(按有效性排序)是源头控制、通风和空气净化。当源头控制和通风不能达到可接受的污染物浓度时,空气净化可以进一步降低某些污染物的水平。然而,仅靠空气净化无法充分去除典型室内空气环境中存在的所有污染物。

空气净化器通常根据从空气中去除各种尺寸的颗粒所采用的方法进行分类。市场上的空气净化器一般分为三种:机械过滤器、电子空气净化器和离子发生器。也可以使用使用两种或多种去除方法的混合装置。空气净化器可以是管道内装置(安装在中央供暖和/或空调系统中)或独立的便携式装置。

空气净化器从空气中去除污染物的有效性取决于设备本身的效率(例如,污染物通过设备时去除的百分比)和设备处理的空气量。这两个因素的乘积(对于给定的污染物)表示为单位的净化空气输送率 (CADR)。

便携式空气净化器的尺寸和污染物减少能力的有效性各不相同。它们的范围从相对低效的桌面单元到更大、更强大的控制台单元。一般来说,包含静电除尘器、负离子发生器或折叠过滤器的装置,以及包含这些机制组合的混合装置,在去除烟草烟雾颗粒方面比平面过滤装置更有效。然而,这些类别中的有效性差异很大。为了去除较大的灰尘颗粒,没有额外的颗粒捕获机制(例如过滤器)的负离子发生器可能表现不佳。

为方便起见,室内空气中的污染物可分为三组:颗粒物、气态污染物和氡及其后代。一些空气净化器在适当的条件下可以有效去除悬浮在空气中的小颗粒。然而,空气净化器在去除较大颗粒(如花粉和室内灰尘过敏原)方面的功效存在争议,这些颗粒会迅速从室内空气中沉淀下来。在评估空气净化器去除过敏原的潜在功效时,应考虑空气传播对过敏原表面浓度的相对贡献,特别是在花粉和室内灰尘过敏原的情况下,自然沉降可能如此之快,以至于空气净化器贡献很小附加效果。动物皮屑的沉降速度可能会更慢,但同样,地表水库的数量远远超过空气中的数量。此外,控制过敏原的来源,如果过敏原不是来自室外,则应强调通风是减少过敏反应的主要手段

一些含有吸附剂的空气净化器也可以去除室内空气中的一些气态污染物。然而,没有任何空气净化系统能够完全消除气态污染物的所有危害,而且这些系统在需要更换之前的使用寿命可能有限。此外,空气净化可能无法有效降低氡引起的肺癌风险。

在选择空气净化器时,应考虑几个因素。这些包括:

  • 设备在使用条件下的潜在有效性。
  • 需要日常williamhilapp威廉希尔,包括清洁和更换过滤器和吸附剂。
  • 估计的资本和williamhilapp威廉希尔成本。
  • 安装要求(例如,电源、访问)。
  • 制造商推荐的操作程序。
  • 污染物的可能产生或再扩散,例如臭氧、微粒、甲醛和被捕获的气态污染物。
  • 设计用于去除颗粒的空气净化器无法控制气体和某些气味,例如烟草烟雾中的气味。
  • 离子发生器产生的带电粒子可能对健康造成影响。
  • 离子发生器产生的带电粒子可能弄脏表面。
  • 将使用的气流速率下的噪音水平。

最后,一项仅针对高效空气过滤器的联邦标准和由联邦政府以外的独立标准制定行业协会提供的两项标准可能有助于作为选择空气净化器以减少室内空气颗粒物的指南。对于进气系统,可以分别使用ASHRAE标准52-76的大气尘点试验和军标282的DOP方法来评估中高效空气滤清器的性能。对于便携式空气净化系统,ANSI/AHAM AC-1-1988 可用于评估装置的有效性。目前还没有类似的标准来比较空气净化器在去除气态污染物或氡及其后代方面的性能。


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