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活性炭能去除甲醛吗?

我开始做DIY空气净化器之前,我的一个中国朋友问起甲醛了。我的中文还行,但是我当时还是要查词典。我当时就发现在中国有很多人担心甲醛。

为什么那么担心?因为甲醛导致很恐怖的症状,比如溃疡和癌症,但是普遍出现在建材和新的家具中。科学家做过测试发现,新装修的房子的甲醛含量比较高。

去除甲醛为什么那么难?

甲醛很难去除因为它是以气体的形式从建材中散发出来的,而净化器最关键的滤网(HEPA滤网)不是针对气体。我看到过有的净化器公司说他们的产品可以去除甲醛,空气净化器厂家是有动机这么说的,但是我想真正测试活性炭到底能不能去除甲醛。

另外我还看到过有公司说卖“分解甲醛喷雾”。这个听起来像万金油,所以更需要科学测试来确认。

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测试

做这种测试有一个障碍:测到甲醛。如果你上淘宝搜索,你会以为测到甲醛很容易。很多淘宝店卖“甲醛检测仪”,但是这些是广泛VOC检测仪,并不是专门测甲醛的。所以就算机器显示有甲醛,我们也无法知道测到的是甲醛还是其它的VOC。

所以为了保证我测到的是甲醛,我买了甲醛溶液–为了科学牺牲我们的身体健康!

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为了散发这个甲醛,我们在电饭锅里放了100ml甲醛和250ml水。测试房间是4.14m²的阳台(容量10.35m3)。

我的Industrial Scientific MX6检测仪能测到VOC,而且在这种情况我们知道这个VOC指的是甲醛。

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为了针对甲醛,我在大炮身上系上了复合材料活性炭滤网。我们同时开了电饭锅和风扇,然后一直开到检测仪上的数据回到0。在控制条件测试时,我们只开了风扇(没有滤网)。一共做了三次活性炭测试,两次控制条件测试。

结果

测试数据是这样的,从甲醛最高值开始:

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但是我们需要确保这个效果是来自活性炭,而不是甲醛自然散发掉的,所以要跟只有风扇的测试数据比较。这是两种测试对比:

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我算了所有的测试平均值,然后分别算了用活性炭和只用风扇的区别。平均来说,活性炭在最高值之后15分钟内减少了50%甲醛,然后在25分钟内减少了100%。

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结论

这种复合材料活性炭滤网能去除甲醛。我之前做的测试显示也能去除其它种类的VOC

所有的人都需要活性炭吗?

科学研究发现新盖的房子和最近装修的房子的甲醛含量比其它的房子要高,所以如果你的房子是新装修的,最好用活性炭。

如果最近没有新装修,还需要活性炭吗?我用了MX6检测仪测试很多没有最近装修的房子,结果每次显示0。这个不一定是说明真的完全没有VOC。有可能房子里有VOC,但是低于MX6检测仪能测到的范围。不过,我觉得可以说在没有明显的VOC来源的房子里,活性炭是可选的。

还需要HEPA吗?

活性炭是针对异味和几种有害气体,而不是广泛针对颗粒污染(比如PM 2.5)。而且活性炭的工作原理就是让很多空气穿过,而不是挡住颗粒。我试过光用活性炭滤网,结果减少房间里面的颗粒污染效果并不好。所以还是需要HEPA。

公开数据

为了其他的书呆子同胞,我发布原始数据和测试方法。

数据

数据文件很大,所以我以下载格式提供。这是数据总结:

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测试方法

为了看MX6检测仪的细节、检测仪位置和只有风扇的控制条件测试,请看我之前做的VOC测试。除了污染来源以外,其他的条件都是一样的。

怎么知道检测仪真的是测到甲醛?

我想确认MX6真的是测到甲醛,而不是弄混了电饭锅发出的热气和水汽。所以我做了测试,在电饭锅里只加水,不加甲醛。在这个测试当中,MX6一直显示0:

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这个结果告诉我们MX6检测仪不会把水汽/热气和甲醛弄混了。

测试缺点

我之前做的VOC测试一样,一个缺点是甲醛不是自然存在的甲醛。最理想是找到一个最近装修的房子,已经有甲醛的房子作为测试地点。这样的情况会更接近大多数人用活性炭的情况。

不过,做那种测试有一个问题:在那种情况下,我们用手提VOC检测仪无法知道测到的VOC是甲醛还是其它的VOC。从一个角度来看,这不是很大的问题,因为任何VOC我们都想减少。不过,另一个角度是还有很多人特别关心甲醛。为了做那种测试,我们需要采样,然后寄到实验室(如果有人知道更简单的测试方式,请告诉我!)。

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活性炭真的有效吗?

我发表DIY净化器制作方法的时候,我说在中国最担心的是颗粒污染–PM 2.5。HEPA滤网就能减少颗粒污染,但是颗粒污染不是一切。气体污染(比如VOC)小得都能穿过HEPA。而且VOC(挥发性有机化合物)不友善:能导致癌症、喉咙发炎、头晕和其他的作用

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担心VOC的时候,大的净化器公司说我们应该用活性炭,但是活性炭真的有效吗?

我最发表DIY说明的时候,我不想建议别人用活性炭因为我没测试过,没有数据,而且我不想盲目地相信净化器公司。所以今年我决定测试VOC看看活性炭是不是真的有效。

方法

决定之后,我很快就发现做气体测试不容易。“有害气体”不是一种自然类型。我可以买一个激光测试仪,测到某一个大小以上的所有的颗粒,但是没有一个全能的“有害气体”的测试仪。只能每种气体买一个测试仪,而这并不便宜。

所以我的科学精神让我愿意花$3,542美金买这台Industrial Scientific Ibrid MX6。 它能测到VOC、一氧化碳、二氧化硫、氢化硫和二氧化氮。

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下一步就是找到一个VOC来源。有意思的是,我在我的公寓测不到VOC,而且在我8个北京朋友的公寓里也都测不到VOC(之所以这样做,是因为我想避免让人盲目地害怕VOC)。

因为家里测不到VOC,我就找了一个VOC来源。我选了香烟因为测试证明香烟会发出VOC,比如苯甲醛

每次测试时,我在3.78m2的阳台点燃了3跟万宝路香烟。在5次测试当中,我同时我开了带有复合活性炭滤网大炮

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另外在4个控制条件测试中,我开了一台不带滤网的风扇。这样有风流,但是没有活性炭。过了大概15分钟,香烟自然灭了。灭了之后,我让风扇继续开30分钟。

结果

烟灭之后,VOC降低,比如这次测试:

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不过,真的是因为有活性炭吗?还是VOC会自然下降?

为了回答这个问题,可以比较光有风扇的控制条件测试。算所有测试的平均,大炮带活性炭的时候,VOC最高达到0.9 PPM。不带活性炭的时候,VOC达到1.5 PPM。

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烟灭了之后,大炮最快几分钟内消除了所有的VOC。不同测试平均来说,大炮在5-20分钟内就消除全部的VOC。没有活性炭的时候,30分钟之后,空气当中还有VOC。

平均算所有的测试,当烟灭的时候,活性炭平均消除了38%的VOC。再过5分钟,消除了68%。烟灭之后20分钟,VOC平均到0。

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结论

数据显示活性炭有效地减少VOC。所以我决定在淘宝开始提供这个被验证过的复合活性炭滤网

所有的人都需要活性炭吗?

如果净化器公司能说服人担心VOC而买活性炭滤网,他们赚的钱就多。虽然数据显示活性炭有效,我不想让人盲目地担心VOC而买活性炭。

为什么呢?因为我测试了13个北京的地点,然后我发现只有带有明显VOC来源才能测到VOC,比如新装修、抽烟和烧烤。而且测到VOC的地方我都闻到化学物的味道。这个有道理因为很多VOC有明显的味道,比如甲苯和 甲醛.

我不想说VOC从来不是问题。这台MX6不是世上最灵敏的测试仪。如果用其他的测试方式,结果可能不一样。不过,香港的科学家测试了不同的公寓,发现大多数不抽烟的家里没有超过危险程度的VOC。我们需要更多的这种测试。

目前为止,我在我家里不打算用活性炭,但是有几种情况值得考虑活性炭:

  1. 最近装修
  2. 最近刷墙
  3. 抽烟
  4. 异味
  5. 附近有气体污染来源(比如工厂)
  6. 呼吸道症状(比如哮喘和发炎)

有了活性炭,我还需要HEPA吗?

需要。活性炭是针对有机物,而不是广泛的颗粒物。我本来没打算测试只有活性炭的大炮,但是Anna有一天忘了加HEPA,而做了一个只有活性炭的测试。

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结果不是很漂亮–比带有HEPA的95%效果低多了。所以我不建议只用活性炭。

跟之前一样,为了其他的书呆子同胞们,我在下面发布原始数据和详细的测试方法。

(更多…)

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常见的净化器有几种?

我写这个博客是给关心空气污染的人。买净化器的人有不同的原因,比如说,有的人对花粉、宠物毛发过敏,或者有哮喘症。但就我在中国生活的时候,我最担心的是空气污染。所以,这篇博文对空气净化器的评估只关注它们去除空气中可吸入颗粒物的能力。

1. UV紫外线

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这类净化器的主要功能是除菌。而我更担心的问题是空气中的颗粒污染。所以这类净化器并不对我胃口。然而,客观第三方结构《消费者报告》说,许多UV紫外线空气净化器其实连空气中的细菌都不能有效去除:

美国环保局调查显示,内置UV紫外线的空气净化器并不能有效去除空气中的细菌与霉菌。原因在于,紫外线光照通常不能与空气中的细菌、霉菌接触足够长的时间,以达到灭菌效果。

结论:UV紫外线不是我需要的。

2. 活性炭

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活性炭的确有过滤功效:空气中某些含“碳”的化学物质、有机物能与活性炭相互作用,从而被去除。颗粒污染当中,活性炭能消除一部分,但是很多颗粒跟活性炭没有反应。所以这类滤网也不能解决我的问题。

活性炭能很好地过滤含碳杂质(也就是有机物)以及氯化物。而对比如含钠、氮这类杂质,活性炭就不那么有效了。这类杂质可以畅通无阻地穿过活性炭滤网,丝毫不会减少。(Howstuffworks

结论:活性炭净化器虽然能消除一部分空气污染(还有一部分能与碳发生作用的有害气体),但对颗粒污染并不那么有效。所以,如果只靠活性炭来去除空气中的颗粒污染并不可行。

3. 静电

静电的净化器用正负电荷吸引空中的颗粒。静电能够使颗粒物吸附在一个金属板子上。好处是可以清洗滤板,延长滤网使用寿命,长期下来就节省了更换滤网的成本。

有的净化器里面用静电,但也有很多知名品牌(比如Blue Air,IQ Air)不用静电。我猜是因为静电还会产生臭氧而臭氧对人体有害,会刺激呼吸道和减少抵抗力。同时,静电滤网还需要花更多的时间维修和清洗,所以美国的《消费者报告》(Consumer Reports)建议不要买带静电的净化器

4. HEPA滤网过滤器

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HEPA能解决我担心的问题。“HEPA”这个名字听上去高大上,但它其实只是一个业界标准。HEPA表示这个滤网能去除99%直径0.3微米及以上的可吸入颗粒物(HEPA也能去除直径小于0.3微米的颗粒;0.3微米只是测试HEPA的标准大小)。所以,HEPA净化器能去除绝大部分颗粒污染,包括大家熟悉的PM2.5。

其实,HEPA净化器并非什么高科技,它的工作原理非常简单:空气中的颗粒通过滤网时,会被卡在滤网的“玻璃纤维”间。其实,如果你家里有吸尘器,里面八成也有HEPA滤网。超市的吸尘器要几千块吗?在美国亚马逊网上,十几美金就能买一个。

像市面上常见的IQ Air和Blue Air这些空气净化器,里面都有HEPA滤网。不过他们给自己的HEPA取了一些高大上的名字(比如“Hyper HEPA”),然后要价上千块。相比DIY,那些净化器或许寿命更长一点、可能能过滤更细小的颗粒,但我觉得,不至于在它们身上“一掷千金”。

结论:如果你担心空气中颗粒污染对健康的危害,那HEPA净化器就能满足需求。而且我们完全不用花七八千块钱买空气净化器。DIY自己的净化器只要166块。