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HEPA过滤膜是一种国际公认应对空气污染高效过滤材料-【新闻】

发布时间:2021-05-28 12:25:29 阅读: 来源:切墙机厂家

HEPA过滤膜是一种国际公认应对空气污染高效过滤材料

HEPA过滤膜是一种国际公认的高效过滤材料,它对直径0.3微米以上的微粒去除效率可达到99.97%。

1月10日,一场罕见的空气污染侵袭华北多个城市,北京、河北一些检测站点的PM2.5浓度达到900微克/立方米,生活在上海等南方城市的人们,也感受到不同程度的呼吸困难。

世界卫生组织建议,PM2.5的年均值标准和日均值应为10微克/立方米和25微克/立方米。该参考值对于欧美国家来说,也算苛刻。2006年,美国修订了PM2.5标准,即年均值和日均值分别是15微克/立方米和35微克/立方米,而中国环保部2012年发布的GB3095-2012《环境空气质量标准》中,将PM2.5的标准值定为年平均35微克/立方米,日均值75微克/立方米。可是这个标准的实施时间定为2016年1月1日。

此次发生的空气污染,其PM2.5含量已超过世界卫生组织标准的36倍,美国标准的25倍,中国标准的12倍。今年,北京大学前沿交叉学科研究院、环境与健康中心研究员黄薇在国际顶级流行病学期刊《美国流行病学》发表文章指出,在排除年龄、性别、时间效应和气象等影响因素后,当PM2.5浓度每增加103微克/立方米时,居民全部死因的超额死亡风险会增加2.29%。

为了降低遭受空气污染的侵害程度,人们正寄希望于在相对封闭的室内营造一个更清洁的空气循环系统。

此前有统计表明,“人的一生中有80%以上的时间在室内度过,室内空气质量的好坏,对人体健康有重大影响。”

近日,上海交通大学电信学院教授、研究空气净化技术长达30年的吴吉祥教授在接受本报记者专访时表示:原本运用于生化服的HEPA过滤膜,是解决中国室内空气污染的最有效方式。他解释说,HEPA材料是世界上最有效空气过滤材料之一,对0.3微米(相当于头发丝的1/20)的颗粒物最大拦截效率可达到99.97%。

“目前,美国的空气净化器中,90%以上采用HEPA,在瑞典、瑞士、德国也被广泛运用,但该创新技术在中国净化行业仍处在摸索阶段。”

我国出台了GB13554-92《高效空气过滤器》和GB/T14295-93《空气过滤器》两项国家标准。前一标准的英文名就是Highefficiencyparticulateairfilter,即HEPA。

HEPA的诞生与瓶颈突破

HEPA诞生于20世纪40年代美国历时三年的“曼哈顿计划”,该计划制造出了原子弹,也留下一个14亿美元的财产,包括一个具有9000人的洛斯阿拉莫斯核武器实验室。在“曼哈顿计划”中,为了防止空气中放射性污染物的扩散,科研人员研发了高效的HEPA过滤膜,它被运用到生化服等防核产品中,又分为H12至H17等多种等级,针对直径为0.3微米以上的细微颗粒,过滤效率从99.7%到99.9999%。

HEPA由非常细小的有机纤维交织而成,对微粒的捕捉能力很强,孔径微小,吸附容量大,净化效率高,并具备吸水性,针对0.3微米的粒子净化率达到99.97%。因此,它过滤颗粒物的效果非常明显。如果用它过滤香烟,过滤效果几乎可以达到100%,因为香烟中颗粒物介于0.5至2微米之间,无法通过HEPA过滤膜。

此后的几十年,HEPA过滤膜在预防空气中的细菌和病毒的生物体蔓延方面,起到关键作用。医疗用的HEPA过滤系统还使用高能量的紫外线以杀死被困在过滤介质中的活细菌和病毒。在精密实验室、医药生产、原子研究和外科手术等需要高洁净度的场所,该系统均被广泛使用。

此外,一些新的模型车舱也使用这种过滤器。现代飞机使用HEPA过滤器达到空气再循环,以减少空气中病原体的传播。

近十年,HEPA技术从军用、医用,逐渐转为民用,在美国空气净化器和吸尘设备中应用广泛。

十年间,该技术突破了两大技术瓶颈。首先是HEPA过滤膜的使用寿命,从以前的几个月延长到数年。此外,早期HEPA由于风阻很大,普通的轴流风扇风压不够,随着离心风机技术的日益成熟,高效的技术使得HEPA过滤膜成功安装到空气净化器中。

所谓风阻很大,是指早期HEPA过滤膜过于密实,除非搭配大功率的风机,否则很难在家庭式空气净化机中运行。吴吉祥解释说,这就像防污染口罩,根据美国标准,N95的防护口罩针对直径为0.1微米到0.5微米的细小颗粒(氯化钠气溶胶),过滤率在95%以上。“按理说,N99和N100口罩的过滤率,达到99.97%,看似更有效,但为什么不开发?因为就是口罩里面的滤网过于细密,会导致佩戴者感觉呼吸困难,透不过气。”

根据吴吉祥介绍,目前90%以上的美式空气净化器,均采用HEPA过滤膜。

HEPA在中国

根据记者调查,目前中国家电市场上空气净化器一般分为滤网式、静电集尘式和复合式。目前中国家庭空气净化普及率只有0.2%,而日本是17%,美国是27%。吴吉祥认为,在环境日益恶化而人均可支配收入日益提高的中国,空气净化器市场有着巨大的发展空间。《中国空气净化器市场分析调研报告》显示,未来5年,国内空气净化器产业将保持30%的高速增长。

吴吉祥告诉记者,在他30多年研究空气净化的过程中,花费大部分时间研究静电除尘,但他后来发现,静电除尘会产生臭氧,反而更加不利于空气净化,目前美国已经禁止了单一静电除尘的空气净化产品生产。在该技术瓶颈一直得不到突破的情况下,他转而成为HEPA的支持者。目前,他也在自主研发高性能、高性价比的HEPA过滤膜产品和专利。

他告诉记者,只有H12级及以上的HEPA过滤膜,针对0.3微米以上的颗粒才具有99.7%的过滤效果。

目前市场上出现一些使用HEPA的空气净化器,但多来自海外,价格非常昂贵。

瑞士空气净化器公司推出的一款名为“HealthPro完美高效全能型”产品。这家公司拥有针对医院和高端实验室无尘处理的专业背景,也是世界上第一台家用空气净化器制造者。这款家庭办公两用机器,声称采用了三层过滤膜,其中第三层采用“专利医疗级HEPA”过滤网,有效期为36至48个月,可以阻绝空气中直径为0.003微米的微粒子,如病毒、烟草及汽车废气产生的微粒子,有效率达到99.5%。该医疗级产品,价格也高得惊人。它在中国的市场价,高达14980元,显然不是普通消费者能够承受的。

此外,2010年上海世博会美国馆展出过一款安利公司研发的“逸新空气净化器”,该机器由安利全球100多位科研及技术人员历时多年研发而成,采用三层优质滤网,其中第二层采用HEPA高效率微粒滤网,相较于标准HEPA滤网只能过滤0.3微米的悬浮粒子,逸新空气净化器所采用的HEPA滤网,可以有效过滤小至0.009微米的悬浮粒子,比如百日咳杆菌等细菌,麻疹病毒、腮腺炎病毒等病毒类物质,以及石棉等矿物质,滤净率高达99.99%。该款空气净化器的售价,也高达9300元。

但也有一些专家认为,HEPA过滤膜在净化空气的“实战”中,并不如其在数据上表现的那么无往不利。气象专家吴兑认为,室内污染气体有上百种,每一种都有不同的净化方式,简单的几层过滤网,能净化多少,还需要更为细致和全面的监测。虽然理论上HEPA过滤膜是能够拦截微小颗粒,但是如果现实状况中湿度上升,很多细菌和病毒被阻截在过滤网上,却不能被杀死,反而在其上繁衍滋生并再次传播在空气中。

北京大学公共卫生学院教授潘小川在接受本报记者专访时表示,HEPA过滤膜可以达到防止有害颗粒进入人体的效果,相对口罩而言,可以达到更好的效果,但该过滤网无法隔绝气体以及气味分子。同时,他也指出,居民在室内无需做太多防护措施。相比之下,室内空气并没有受到太多污染。

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