便宜的空气测量仪准吗?应该买哪一台?对比测试

我2013年创立聪明空气的时候,想要买一个粒子计数器。那时我基本上只有两个选择:买一个260美元的Dylos,或者花费上千美元巨资买一个贵得要命的粒子计数器。

自从那时起,各种新的粒子计数器开始充斥市场,最便宜的仅有人民币99块钱。但是这些粒子计数器有多好用呢?

 

对粒子计数器进行测试

 

为了找到真相,我们测试了三种市场上流行的粒子计数器——Dylos DC1700,Origins Laser Egg,以及一种叫做AirVisual Node的新型粒子计数器。

Dylos

 

Dylos DC1100
Dylos DC1100

Dylos 是聪明空气自从2013年起就开始使用至今的值得信赖的粒子计数器

 

Laser Egg

Origins Laser Egg
Origins Laser Egg

Laser Egg是目前流行的,技术性更强的仪器。

 

Node

Air Visual Node
Air Visual Node

Node是更精致的版本,它有一个大屏幕,包含更丰富的信息,空气污染预报,更好的用户体验,甚至包含了二氧化碳水平监测。

 

allthree

政府空气质量数据对比

我们把三种测试仪放在聪明空气位于东直门外大街的办公室外进行测试,这里距离农业展览馆(政府PM 2.5检测仪位于此)1.3千米。

 

Map of Smart Air Office and Agricultural Exhibition Centre

我们对这些测试仪进行了为期6天的测试。Laser Egg 和 Node 给出的是PM 2.5 微克数值,而Dylos给出的是0.5微米及以上颗粒的数量,所以我们用半官方换算公式(0.5微米及以上颗粒数值-2.5微米及以上颗粒数值)/100,将Dylos读数也换算成PM 2.5微克数值。

以下是我们在北京办公室外进行的第一项测试的结果(测试时间为72小时):

 

 

低浓度PM 2.5环境下的测试

 

接下来我们在PM2.5值很低的几天当中进行了测试。这对我们更加有用,因为一般室内(大多数人使用粒子计数器的地点)的PM 2.5浓度要低于室外水平。所以,这些数据对于测试粒子计数器在低浓度PM 2.5环境中的表现很有用。我们在天空非常清澈晴朗的情况下进行了48个小时的测试。

 

 

粗略来看上面两张图表,三个测试仪的数据跟政府官方数据的走势都很吻合。综合两个测试,我们发现AirVisual Node和Laser Egg与政府公布的PM 2.5的数据相关性达到了r = 0.98。对于不是书呆子的人来说,0.98的相关性算是基本接近完全相同了!Dylos的相关性最低,为r = 0.90,但也算是很高了(这与我们之前的测试结果吻合)。总的来说,三种测试仪测试数据与政府官方数据的相关性都非常高,这说明它们都能很好地反映政府的官方数据。

 

平均偏差

 

另一种测量精确度的方法是看这些数据与政府的官方数据的平均差距。结果证明Node与官方数据最接近:其数值与官方数据平均只相差4.8 微克/立方米。Laser Egg的数据始终与官方数据保持一定差距,二者平均相差6.5微克/立方米, Dylos与官方数据平均相差9.1微克/立方米。

也许有一点需要注意的是,Laser Egg在空气污染程度较轻的时候,PM2.5数值始终偏低。这表示存在这种可能性:Laser Egg会低估真实的室内空气质量,给出一个让人觉得空气足够安全的假象。但是尽管如此这些偏差也不能算大。

picture2 picture1 picture3

 

“空气末日”测试

 

为了检验测试仪在超高浓度污染环境中的精确性,我们在面积为15平方米的密闭房间内点燃了一支香烟。这样做的目的是要看看粒子计数器在一个总体污染浓度很高的环境中(包括严重污染水平)的读数精确性如何。在一位长期吸烟爱好者和一个与我们有合作关系的北京NGO的帮助下,我们成功地让这个密闭房间中的PM 2.5浓度达到了1,000微克/立方米!

 

“空气末日”测试

 

为了完成这个测试,我们还同时使用了另一台测试仪(Sibata LD-6S)进行对比参照。这是一台工业PM 2.5 粉尘测试仪,精确性为±10%,重复性误差为±2%。因此我们使用LD-6S作为我们的参照基准。

 

11
“空气末日”测试结果

 

通过以上数据,我们可以很清楚地看到Laser Egg和Dylos在污染浓度超高的情况下读数有些“跟不上”了,相比之下,Node 和LD-6S的读数保持着很高的一致性,它们都能测量出超过1,000微克/立方米的浓度值。当然,在实验之外的环境中我们基本不会遇到需要检测这样高浓度污染的情况,但是这个测试显示了Node在高污染水平下的精确性。

 

关键信息

总体来说,跟政府的测试仪相比,这三种测试仪给出的读数都相当精确。聪明空气团队认为,它们都能够较为准确地反映出家中的AQI指数。三者之中,Node得分最高,因为它在室外测试环境下与政府测试仪之间的偏差最小,并且在我们的“超级严重污染”测试中也表现出了最高的精确性。

 

可用性

既然三个测试仪的精确性都很高,现在的问题主要集中在:它们是不是方便使用?它们各自有着什么样的特点?

 

Dylos (1800元)

Dylos在这个比较中真的不怎么给力。它没有手机连接线,而且下载数据也是个痛苦的事儿——这还是在你已经有一根“老学院派式的”针型数据线的前提下。

 

Laser Egg (499元)

Laser Egg是一款入门级的粒子测试仪。它有简单的界面并且能给出非常精确的读数。它没有那么多功能,但是在它的专攻领域——PM2.5检测中表现很好。

 

AirVisual Node (988元)

就视觉上来看,Node功能最强大。对初级入门者来说,它能测量二氧化碳浓度,温度,还有湿度。这些功能使得它更像是一个综合的“环境监测器”,而不仅仅是个粒子计数器。如果你所处的空间不大又同时有好多人在里面,那么二氧化碳浓度能够显示你所在的空间是否太小了。如果你的房间内因为新装修过或者有新家具而存在室内空气污染源(挥发性有机化合物),高浓度的二氧化碳能够表明这些室内污染物正在累积。Node的用户设计能显示过去24个小时中室内和室外空气AQI和二氧化碳指数,也能预测未来几天的情况,还有关于何时打开窗户或者何时戴口罩的建议。通过对Node一段时间的使用,我们发现这些功能在我们的办公室内还是很有用的。

 


通过了测试以后,我们将会在聪明空气淘宝商店中开始发售AirVisual Node。无论是在家中使用还是用作实验目的(如果你像我们一样也是个书呆子),我们愿意为需要一个靠谱测试仪的人提供多一个选择。去看看吧!

接下来的几个月里,我们希望能对更多空气测试仪(粒子计数器)进行测试,并且进行一些花费更高的测试。这只是一个开始!如果通过我们的独立测试确认了更多靠谱的测试仪,我们有可能也会把它们放到我们的淘宝货架上来。

Flickr Photo

Is Summer Air Better than Winter Air?

对不起,此内容只适用于美式英文。 For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

 

Summer is here, bringing with it clearer skies and certainly cleaner air. Right?

Summer always seems to drive out the dense clouds of pollution that suffocate many Indian cities. However, while summer air is in fact cleaner than air during other seasons, it’s still far from safe according to the standards set by the World Health Organization (WHO).

During the winter, cold air traps pollutants close to the ground, a process called an “inversion.” Summer heat prevents this inversion, which does improve the air quality. However, average air conditions in India are still clearly not ideal.

Here’s a map of today’s pollution levels across India:

 

pollution levels
Source: https://aqicn.org/map/india/

 

On a day like today, when the AQI in Chennai, Hyderabad, Kolkata, Mumbai and New Delhi is in the ‘unhealthy’ or ‘very unhealthy’ range, we often wonder at Smart Air if the pollution in summer really is any better than the winter.

We got to the bottom of it by analyzing the US Embassy’s data in New Delhi and US consulates’ data in Mumbai, Chennai, Hyderabad, and Kolkata. So is summer air really better than winter air? We took the data from the past two years (June 2014 to June 2016) and broke it down into four seasons: winter (December to February), summer (March to June), monsoon (July to September), and post-monsoon (October to November). Next, we calculated the average particulate pollution (PM2.5) levels for each season.

Across the five cities we looked at, PM 2.5 levels were 26% better in the summer—118 micrograms in the winter compared to 49 micrograms in the summer. That means summer air is better.

Let’s take a look at the difference in PM2.5 between the five cities during different seasons:

 

 

US Embassy Air Quality Data
U.S. Department of State Data, June 2014 – June 2016. Air quality data may not be validated or verified

 

But how good is “better?” Here in India, “better” is nowhere near “safe.” Over the course of the two years we analyzed, average annual pollution levels in all five cities never fell below even the WHO’s more lenient (24-hour) exposure limit (25 micrograms per cubic meter). In fact, the average pollution levels across all the cities we tested was about 500% the WHO annual limit (10 micrograms) and 200% of the more lenient 24-hour limit (25)!

 

The lowest summer pollution level we found was Chennai (31 micrograms). But even that lowest summer level still surpassed the WHO limits.

Below are the 2-year graphs for each city. You can see that each city has two distinct swells in PM2.5 levels during the winter, each followed by 2 clear dips during the summer. Interestingly enough, comparing the summer and winter levels of each city from 2014-2015 to 2015-2016 shows some cities’ PM2.5 levels improving, while others’ increase between years. Most notably, Chennai’s winter pollution levels dropped significantly between years as did Hyderabad’s, while New Delhi and Kolkata experienced clear increases. However, we’re not sure whether or not this improvement and worsening of PM2.5 levels can be attributed to cities’ environmental efforts (or lack thereof).

The conclusion? The evidence is quite clear: summer air is in fact better than winter air. However, despite all the blue skies and warm days we’ve been having lately, there’s still a need to protect yourself inside and outside the house. Don’t mistake “better” for “safe.” Neither summer nor winter air meets WHO health standards and summer air is still of significant concern to public health.

 

Chennai US Department of State
U.S. State Department Data – June 2014 to June 2016. Data may not be fully verified or validated.

 

US Embassy Air Quality
U.S. State Department Data – June 2014 to June 2016. Data may not be fully verified or validated.

 

US Embassy Air Quality Data
U.S. State Department Data – June 2014 to June 2016. Data may not be fully verified or validated.

 

US Embassy Air Quality Data
U.S. State Department Data – June 2014 to June 2016. Data may not be fully verified or validated.

 

US Embassy Air quality data
U.S. State Department Data – June 2014 to June 2016. Data may not be fully verified or validated.

 

cost-effective

能不能降低安全空气的价格而不牺牲效果?

我开始做DIY空气净化器之后,很快就有人冒出来模仿我的DIY。我不介意,因为我把制作说明发布到网上,所以谁都可以做,并不是一定要用我的。不过,我看到两家价格比我便宜,还说我太贵了!

作为一个书呆子,我第一反应是要研究。所以我订了他们的货,发现他们用的风扇更小,而用的HEPA捕捉颗粒效果特别低。HEPA一般能捕捉99%的0.3微米及以上的颗粒;我发现这个更便宜的HEPA捕捉了85.8%(测试)。

有没有办法让HEPA再便宜?

不过,如果能有同样效果但更便宜的HEPA就更好了。所以我开始测试宽度稍微小一点的HEPA。为什么呢?因为HEPA能便宜6%,但是宽度还足够盖上风扇的出风口。

测试

作为一个书呆子,我还是想先去测试,以确认效果没有降低。所以我用DIY 1.0 + 29mm HEPA做了10次过夜房间测试,然后跟我之前发布30mm HEPA的测试比较了

测试是在北京的15㎡卧室里做的。空气测试仪是一台Dylos DC1700,能测到0.5微米颗粒(手提空气测试仪跟大使馆官方测试仪相比,准不准?)。

e

为了算效果,我算了起床之前最后4个小时的颗粒污染浓度,然后跟没开净化器的时候比较。同时我记录了外面的PM 2.5数据。以下是其中一天测试:

q

结果

10次测试,DIY 1.0 + 29mm HEPA平均减少了86%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

w

这个测试结果是说明29mm的HEPA效果跟30mm HEPA没有区别。所以我把HEPA的价格降低6%,从80元到75元。书呆子这回高兴了!

HEPA价格对比

从性价比看,淘宝上Blue Air HEPA要359元,IQ Air要2,150元(还有长期使用成本对比)。

r

书呆子注释:实验重做

做实验的时候,科学家注重replication(重做)。如果一个现象是真的,应该能在不同的实验当中重做而得到类似的结果。虽然做这次测试的时候,重做不是主要的目标,这系列的测试是我测试DIY 1.0的第三个系列的测试 (包括早期测试200天长期寿命测试)。再加上美国医生Dr. Saint Cyr的测试,被重做的次数已经足够。

公开数据

跟之前一样,为了其他学霸同胞们,我发在下面布了原始数据和测试方法细节。

原始数据

1

2

3

4

 

户外PM 2.5的波动

我觉得这种几个小时的测试比常见的20分钟测试(比如CADR测试)更好,因为这是我们用空气净化器的更常见的方式。不过,八个小时测试的短处是,做测试的时候,外面的PM 2.5有可能会上升或者下降。如果外面PM 2.5下降,会夸大净化器的效果。如果外面PM 2.5上升,会低估净化器的效果。

如果算10次测试的平均值,这些波动应该会互相取消,但是还是值得分析数据,确定外面PM 2.5的波动没有影响结果。这10次测试当中,两天(9/25和11/10)的PM 2.5数据有比较大的波动。我去掉这两天的数据之后,平均消除的颗粒数据基本没变:84%的0.5微米颗粒和91%的2.5微米颗粒。

测试中户外PM 2.5

也值得看看测试的那10天,外面PM 2.5是不是跟北京平常PM 2.5水平一样。这10次测试的时候,外面PM 2.5平均值是116微克。这个比北京近5年的平均PM 2.5高差不多20微克(以我分析的美国大使馆PM 2.5数据为准)。所以这些测试能够代表北京常见的PM 2.5水平或者甚至更高的水平。

5

indoor vs outdoor

上海测试:室内比室外空气好吗?

我刚拿到第一台空气测试仪的时候,我做了一个小测试:我去了北京几个地方采样,想看看室内空气是不是比室外空气好。结果发现是

不过,那次测试有些缺点。首先,我第一台测试仪没有电池,所以我当时只能估计外面的空气污染。第二,我当时也没分析有什么因素让某些地方的空气比其它地方要好。

上海测试

现在有了很方便带电池的Dylos DC1700测试仪!可以测到室内和室外的空气。这是我最近在上海测到的空气:

图片 1

我趁去上海的机会做了新的研究:我在8月27-29号在11个地点做了14次测试,测试了室内和室外的空气。那几天上海AQI平均为158 (70微克)。我主要是在法租界采样,另外去了复旦大学。所有的采样点都不用空气净化器。

图片 2

我尽量去更多地方做测试,连公共厕所都进行测试了:

图片 3

结果

我分析了0.5微米颗粒(上面的图片左手边的数值);这些小颗粒跟政府的PM 2.5数值相关性很高。14次测试的结果是这样的,红色线是外面的污染程度:

 

图片 4

平均来说,室内的空气污染只有外面的69%。这个结果符合我在北京做的测试结果,也符合美国环保局的测试结果

为什么有的地方空气更好?

后来我想知道为什么有的地方的空气更好,有的地方更脏。比如说,我回家的时候(还没开净化器),我家里只有外面空气的30%的颗粒!但是我去的公厕有134%的颗粒–比外面还要糟糕。

我分析了最简单的原因:门窗关着还是开着?颗粒污染主要来源是外面的空气。而且,如果关门窗,颗粒会慢慢下降而落在地上。所以关门窗的时候,室内的空气应该更好。

所以我先分析了所有开着门窗的地方:

图片 5

很恐怖!如果开门窗,我呼吸的空气基本上跟外面一样脏(92%)。下面的图是公厕的实拍:

图片 6

不过,在平时关门窗的地方,结果很不一样:

图片 7

关门窗的地方只有外面的57%的颗粒。下面的图是在复旦大学的实拍:

图片 8

还有,关门窗的地方的空气总是比外面要好。只有一个例外:圆圆餐厅有(115%)。这些颗粒物应该是来自炒菜。

结论

结论很简单:我们一般在室内呼吸的空气比外面的要好,就算不用空气净化器。

建议

  1. 尽可能在室内运动。我在中国的时候在健身房锻炼身体(我在外面的时候戴口罩)。
  2. 在咖啡厅和酒吧,我一般选择坐在里面而不是外面。

最后一个例外

值得记住:有时候空气污染来自室内。一般这种情况是因为刷墙或者装修。如果家里有那种装修的味道,有时候开门窗更好(或者用活性炭)。

这意味着室内空气安全吗?

我说室内空气比外面好,但是要记住:“更好”不等于“安全”。14次测试当中,没有任何地方低于世界卫生组织的安全上限:

图片 9

2

蒙古有空气污染吗?

图片 1

据英国《卫报》, 乌兰巴托是世界大都市空气污染最严重第二。 2008-2011年,乌兰巴托PM 2.5平均值接近150微克;北京2014年平均PM 2.5是98微克;世界卫生组织24小时上限是25微克。

2

是快速发展的工业生产的原因吗?工业化的工厂只占蒙古经济极小的部分。满街都是汽车尾气?也不是。

3

实际上,乌兰巴托大部分的空气污染来源是冬天供暖烧煤。在冬天温度达到零下40度的地方确实需要供暖。

研究者发现那么严重的空气污染导致首都人口有10%的早逝。这意味着乌兰巴托急需清洁空气的好办法。

Smart Air将在乌兰巴托举办首场蒙古DIY空气净化器沙龙!欢迎蒙古首都朋友们在9月11-12日加入我们洁净空气活动。

欢迎加入我们DIY沙龙,了解如何用简单的DIY空气净化器减少家里的有害颗粒污染。Smart Air创始人Thomas Talhelm将解释非常贵的空气净化器的工作原理及如何利用同样的道理保护自己和保护自己的钱包。参加者在现场制作自己的DIY空气净化器带回家。

4-4

DIY长期成本/天?少于一瓶矿泉水

我发表DIY空气净化器制作说明之后,有人问:“确实比品牌便宜,但是算HEPA长期成本之后还划算吗?”

DIY HEPA使用成本是多少?

我当时没有答案,因为知道HEPA能用多久需要做长期测试(尤其是在中国的空气污染条件下做测试,而不是在瑞士)。所以我在北京的空气情况下做了长期测试,每天开DIY 1.0,开机8个小时,每天测试效果。200天测试之后,终于有答案。

1

140天左右(4个多月)效果降低5-10%了。HEPA要80元一片,所以平均0.57元/天,一年208.6元。这样我们可以拿它跟每天喝一瓶矿泉水的成本比较:

2

大牌子净化器的HEPA使用成本是多少?

Blue Air说自己的HEPA能用6个月,但是这是在瑞典能用6个月吗?如果在瑞典能用6个月,你觉得能在北京用6个月吗?

虽然有这个大的疑问,为了算性价,我暂时假设他们的数字可以在中国用。

方法

为了算成本,我在DIY 1.0,Blue Air 203和IQ Air Health Pro Plus用了以下的条件:

  1. 每台开最高档
  2. 每天开机8个小时
  3. 最后算一年的使用成本
  4. 包括前过滤的成本,但是不包括活性炭的成本

Blue Air

Blue Air的HEPA要300元能用6个月。1.67元/天,一年609.6元。

3

IQ Air

IQ Air的HEPA更贵:1,782元,在6档能用4,968个小时。如果每天开机8个小时,算成平均2.87元/天,然后一年1,047.4元。

还有加上前过滤层,因为HEPA的寿命取决于前过滤。前过滤要645元,能在6档用2,016小时,2.56元/天,一年要934.3元。HEPA + 前过滤一年的成本1,982元。

4

结论

DIY空气净化器HEPA使用成本要低66-89%。

我还没完成大炮的长期HEPA测试,所以还不能算长期使用成本。完成长期测试,我就发布同样的成本。

跟每次测试一样,我在帖子下面发布数据和测试方法。

more

DIY HEPA成本

DIY HEPA成本是用真实条件下的测试数据:200天HEPA长期测试。所有的原始数据在那个帖子里。

IQ Air成本

IQ Air成本是参考IQ Air北美代理商提供的数据。具体算法在这儿。欢迎其他书呆子同胞确认我的数字算得对。

一件事情要注意:上面的算法是用6档算的。如果开3档,效果会低,但是HEPA的寿命会更长。我在这儿算了3档的一年成本:901元。这个比上面算的成本要低,但是还是DIY成本的4倍多。

Blue Air成本

算Blue Air的成本更难,因为他们没发布不同档位的HEPA寿命,而且没有发布具体能用多少个小时。Blue Air只发布能用多少天,但是没说是开哪个档。

因为缺少这个具体数据,我给Blue Air发邮件,问如果每天开机8个小时,多少天之后换HEPA。Blue Air回邮件说还是6个月,所以我用了这个数据算成本(原始邮件)。

如果Blue Air的说法是错的,可以少点开机,HEPA寿命更长,一年算的成本会有变化。我在这儿还用了其他的基本假设算Blue Air的成本。

2-6

一天中什么时候PM 2.5最低?

我在中国待的时候,我一直猜空气污染晚上最低,因为汽车少,而且工厂活动也少一点。好像我不是唯一一个人这么想:139个人投票自己的猜想,结果猜的最多的是夜间。

14

我还认识几个人,为了避免污染最恶劣的时段,特意在早上锻炼身体。那我们的直觉到底准不准?

为了水落石出,我分析了来自美国大使馆的几千个小时的PM 2.5数据。看结果的时候,我很惊讶:

8

夜间并不是PM2.5最低的时间段,反而是PM2.5最高的时间段!其实是下午(差不多交通高峰时)PM 2.5最低。所以如果在安排野餐或者一定在室外锻炼身体,平均最好是中午和18点之间最好。

其它城市呢?

这是PM 2.5的普遍趋势,还是北京的气候或者其它的特点?幸亏其它的美国领事馆发布历史数据。

沈阳

沈阳的气候跟北京差不太多,而且PM 2.5的趋势很像(不过,沈阳夜间没有北京那么恶劣)。

9

成都

成都的趋势很像:PM 2.5一般下午最低,早上最高。

10

上海

开始往南走,趋势就变了。在上海,PM 2.5最低有两个时间段:下午(像北京)和凌晨。

11

广州

广州的趋势很像上海的:PM 2.5凌晨的时候还有下午最低:

12

结论:最好什么时候安排室外活动?

数据显示很多人的直觉(包括我自己)是错的:PM 2.5在夜间的时候最高(上海除外)。在五个城市,PM 2.5是下午最低。所以如果要安排野餐或者室外活动,一般来说最好安排在下午或者凌晨。

不过,也要注意:这几个城市所有的平均值当中,没有任何数据算是安全的空气:

13

公开数据

文章所有的数据是公开的,来自美国大使馆领事馆的网站。感谢Josh Malina帮忙收集和分析领事馆的数据。

1-8

加一层活性炭会降低颗粒净化效果吗?

我最近公布了活性炭的测试,发现活性炭真的能减少VOC。但是测试活性炭之后,我有疑问:

如果加一层活性炭,风扇的风阻会加大。这样会不会让大炮对颗粒的效果降低?

方法

为了测试这个问题,我在原来的15m2北京公寓做了10次房间测试。滤网顺序是:大炮 + 活性炭 + HEPA。

每次测试是整个晚上,用激光空气测试仪记录每小时的0.5微米和2.5微米及以上的颗粒。测试条件跟我之前的测试方式一样

结果

加了一层活性炭,颗粒效果降低1-2%,所以有影响,但是不是很大。

图片 1

DIY 1.0力气没那么大。加活性炭后,DIY 1.0对0.5微米颗粒的效果降低19%,对2.5微米颗粒效果降低15%。

图片 2

结论

为了需要活性炭的人,我建议在大炮上使用。但是DIY 1.0我不建议(或者可以单独用一台DIY 1.0加活性炭)。

跟之前一样,为了其他书呆子同胞们,我发布了原始数据和详细的方法,请看本文的英文版本。http://smartairfilters.com/cn/2015/01/13/加一层活性炭会降低颗粒效果吗?/