互动科普

大气污染越严重，室内外细颗粒物关系越密切

室内外的细颗粒物之间存在一定程度的关联。通常情况下，室外细颗粒物是室内细颗粒物的主要来源。在大气污染显著时，室内细颗粒物浓度会随着室外大气细颗粒物浓度的升高而升高，而且空气污染级别越高，相关性越显著。

在室外大气质量优良时，室内源的贡献就相对比较大，有时室内细颗粒物浓度还会高于室外。由于燃料燃烧、吸烟、清扫等的影响，会使得在某个时间段内室内细颗粒物浓度水平较高。

总体上，颗粒物进入室内的效率与颗粒物粒径大小和具体组分相关，也和房屋结构、室内外气压差、风速等外部因素相关。颗粒物随气流进入和离开室内，大致可以分为3种方式：机械通风、自然通风和渗透通风。机械通风又称为强迫通风，也就是利用机械设备进行通风。自然通风是指打开门窗等，利用空气的自然对流通风。渗透通风则是指空气通过门窗等的缝隙流动。

对于安装了机械通风系统的房间，颗粒存在4种可能去向：被过滤器或电除尘器等过滤和捕获、通过排风排出、在通风管道内沉降以及在通风房间内沉降。对于自然通风的居住环境，通风量受温度、风速、风向以及建筑物开口方向的影响很大。但总的来说，室内空气中的颗粒浓度受室外影响很大。

哪些方法可以去除细颗粒物？

空气净化技术可以分为物理净化、化学净化和生物净化等。其中，颗粒物净化技术主要有过滤、吸附、静电除尘、负离子和等离子体法及静电驻极过滤等，都属于物理净化技术，不会改变颗粒物的成分和结构，只起到聚集和沉降的作用。

过滤，主要就是通过物理方式将空气中的颗粒物拦截下来，通常使用的是高效空气颗粒物过滤网（High-Efficiency Particulate Air，HEPA），对细小颗粒物收集效果好，但风阻大。　

颗粒物净化器滤芯示意图

HEPA的特点是空气可以通过，同时对于过滤0.3微米的颗粒物，有效率超过99.97%。HEPA容尘量大，过滤精度高，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。很多家用颗粒物净化器就是使用HEPA进行过滤。HEPA是由不同材料（如玻璃纤维等）的化学纤维做成的，这些纤维非常细，直径约0.5～2微米，纤维之间的空隙也非常小，可以吸附、拦截下很细的颗粒。HEPA可以方便地加工成各种尺寸和形状，适合不同的机型使用。

吸附是利用某些材料（例如活性炭）的大比表面积及多孔结构捕获颗粒污染物，但吸附材料很容易被颗粒物堵塞，所以此类材料更适合用于气体污染物的去除。

静电除尘是利用高压静电场使气体电离，从而使尘粒带电，吸附到电极上。这种方法的风阻小，但对较大颗粒和纤维的捕集效果差，还会引起放电。这类设备清洗麻烦费时，而且易产生臭氧，臭氧是强氧化剂，过量易刺激呼吸道黏膜。

负离子和等离子体法都是通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降下来。但沉降的颗粒物实际上并没有被真正除去，只是附着于附近的表面上，会导致再次扬尘。

静电驻极体是指那些能够长期储存空间电荷和偶极电荷的电介质材料，驻极体的电荷可以是真实电荷，也可以是偶极电荷，或者两者都有。驻极体空气过滤材料就是利用电荷的静电力作用捕集尘粒。

（本文发表于《科学世界》2016年2期）