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哪种空气净化器能够消灭冠状病毒?

1、冠状病毒如何进行传播?

冠状病毒会以飞沫或飞沫核的方式进行传播,少数通过接触传播

举例而言,一个喷嚏大约会含有4万个飞沫,其中大飞沫(>60微米),小飞沫(10-60微米),由于环境湿度并没有达到100%RH,飞沫会马上开始蒸发,短时间后飞沫会变成0.5-12微米的飞沫核*1。

一个咳嗽会产生约3000个飞沫核,相当于人正常说话5分钟产生飞沫核*2

喷嚏释放的飞沫的初速度很大,约有100m/s,因此可传播到几米之外*3,而正常呼吸产生的飞沫也可被1米外的人吸入。*4

那么飞沫和飞沫核真正落地需要多久呢?

直径100微米携带病毒颗粒会在10s后落地,20微米颗粒会在4分钟后落地,10微米会在17分钟后落地,而1-3微米的颗粒将几乎'永久性'悬浮于空气中*5(几小时以上,甚至几天)——这意味着飞沫核的传播距离将非常远。这种特性让病毒具备了长程感染的可能。

大名顶顶的冠状病毒SARS既可以通过飞沫被感染,也可通过飞沫核被感染——即具有短程和长距离传播性。

增加房间的绝对湿度,让飞沫核更快落地可降低降低病毒的传播概率。增加房间绝对湿度最好的方式就是:开启加湿器(蒸发式加湿器,而不是超声波加湿器),同时让房间尽可能的暖和起来。

具体的逻辑是:增加空气中的绝对湿度(水蒸气分压)→降低飞沫的蒸发速度*6→延缓飞沫半径下降速度→加快飞沫的落地时间→降低病毒传播概率。

2、空气净化器滤芯是否能拦截病毒?

简而言之:绝大大部分都可以,但是,有些过滤效率高,有些过滤效率低。有些过滤速度快,有些过滤速度慢。对于普通用户而言,应选择过滤效率高,过滤速度快的。

注:【效率高】意味着病毒在通滤芯时被捕捉的概率高。【过滤速度快】意味短时内经过滤芯的病毒多,二者同样重要。大多数初级用户往往只看到【效率高】,而忽视了【过滤速度快】。只重视前者,就会导致:虽然滤芯可以100%捕捉到流经病毒,但是由于过滤速度慢,导致经过滤芯的病毒是少数,弥散在空间中的病毒是多数,感染概率无法有效下降。

哪些滤芯效率高?

美国标准ASHRAE 52.2,根据滤芯的过滤效率进行分级:

根据下图,我们可看到,基本上所有滤芯,对0.1微米-1微米尺度的微粒过滤效率最低,值得注意的是,MERV16滤芯以及更高等级的HEPA滤芯*11过滤效果可超过95。

典型的过滤器过滤效率*7

而这次在武汉肆虐的肺炎病毒,尺度正好在0.1微米(100nm)附近,与上次的SARS病毒尺度相近。

电镜下的2019新型冠状病毒(图片来源:China CDC)

但目前中国的空气净化器滤芯并不强制标注滤芯过滤等级。符合条件的滤芯/滤网(等级MERV16以上的滤芯)有如下的表达方式:

“H13滤芯/过滤器/滤网/滤纸”

“99.95%(或更高)过滤0.3μm/微米颗粒”

哪些滤芯过滤速度快?

实际上这不仅仅要求滤芯阻力低,同时要求风机风量大。简单而言:空气净化器CADR(洁净空气输出率)越大,滤芯过滤速度越快。

最后总结一下:空气净化器CADR越大,HEPA等级越高,那么对于病毒的除去效果越好。

3、带有紫外灯的空气净化器是否能有效杀灭冠状病毒?

UVA对于病毒效果差(光子能量低,较少被RNA吸收),UVC波段紫外光在"足够高"的照射剂量下足以让SARS冠状病毒失活,例如光强为4016 μW/㎝2 的 254nm紫外光1分钟可致部分SARS冠状病毒失活,15分钟可彻底杀灭*8。可以想见,在常见的家用空气净化器中,空气通过紫外灯管的时间不到1s,因此紫外灯不可能有效杀灭流经空气上的病毒。

因此,美国环保总署在<住宅空气净化技术汇总>也指出:住宅空气净化上使用的紫外灯提供的照射剂量不足以有效杀灭流经空气的微生物,只能作为捕捉颗粒物装置的补充(比如HEPA)

4、带有臭氧功能的空气净化器是否能有效杀灭冠状病毒?

20ppm臭氧150分钟可以杀灭99.99%的流感病毒*9(非冠状病毒),20mg/m3臭氧对空气中IBV 冠状病杀灭需要15分钟*10。然而,对于人类而言,安全的臭氧浓度是0.05ppm(或0.1mg/m3)因此使用臭氧杀死病毒的前提是人不在室内。

5、负载病毒的HEPA滤芯会不会成为病毒培养皿二次污染?

由于病毒增殖需要活细胞,被HEPA滤芯捕捉的病毒会逐步消亡。举例而言,在塑料固体上的SARS冠状病毒会在9天后彻底灭活*12。因此不需要病毒会在HEPA上增殖造成二次污染。

1:Cole EC, Cook CE. Characterization of infectious aerosols in health care facilities: an aid to effective engineering controls and preventive strategies. Am J Infect Control1998;26:453e464.

2:itzgerald D, Haas DW. Mycobacterium tuberculosis. In: Mandell GL, Bennett JE, Dolin R, editors.Principles and practice of infectious diseases. 6th edn. Philadelphia:Churchill Livingstone; 2005. p. 2852e2886.

3:. Cole EC, Cook CE. Characterization of infectious aerosols in health care facilities:an aid to effective engineering controls and preventive strategies. Am J Infect Control 1998;26:453e464

4:Bjorn E, Nielsen PV. Dispersal of exhaled air and personal exposure in displacement ventilated room. Indoor Air 2002;12:147e164.

5:Knight V. Viruses as agents of airborne contagion. Ann NY Acad Sci 1980;353:147e156.

6:Shaman, J., & Kohn, M. (2009). Absolute humidity modulates influenza survival, transmission, and seasonality. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(9), 3243–3248.

7:Reprinted from Atmospheric Environment, Vol. 98, Parham Azimi, Dan Zhao, and Brent Stephens, Estimates of HVAC filtration efficiency for fine and ultrafine particles of outdoor origin, pages 337–346

8:Inactivation of the coronavirus that induces severe acute respiratory syndrome, SARS-CoV Journal of Virological Methods 121 (2004) 85–91

9:Inactivation of Influenza Virus by Ozone Gas

10:臭氧对空气中IBV 冠状病毒的杀灭效果的研究

11:Evaluation of a Commercial Air Filter for Removal of Viruses from the Air APPLIED MICROBIOLOGY, OCt. 1968, p. 1465-1467

12:Stability and inactivation of SARS coronavirusMed Microbiol Immunol (2005) 194: 1–6 DOI 10.1007/s00430-004-0219-0

以上内容摘自352同事-鲁毅的文章《病毒-空气净化:你要知道的》


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