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空气污染口罩真的管用吗?

当全国各地的中国人(以及一大批住在中国的外国人)早晨醒来时都不得不面对严重的空气污染时,现实迫使十几亿中国人民需要在一个原本复杂的科学问题上成为专家——口罩真的管用吗?

从那时开始到现在,我已经给中国各地数以百计的人做过演讲,来分享如何保护自己免受空气污染侵害的知识。在这些演讲中,我听到了一些来自聪明又富有怀疑精神的人们的质疑。在这里我想回答这些疑问,因为很幸运地,聪明又富有怀疑精神的科学家们(再加一个献身科学的书呆子——我自己)已经用实实在在的实验和数据回答了这些质疑。

  1. “口罩不能过滤掉非常微小的颗粒”

怀疑派说:

最危险的颗粒是那些最小的颗粒。但是口罩这么薄,怎么可能捕捉到最小的颗粒?

科学测试:

爱丁堡大学的研究人员测试了不同种类的常用口罩。他们通过使用柴油发电机(模仿汽车排气装置)向不同口罩排放废气,然后用一个粒子计数器测出有多少颗粒穿透了口罩。下面是我画的实验示意图:

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一个重要的细节:他们使用的粒子计数器能够测量到小至0.007微米的颗粒。我们这里讨论的可是真正的微小颗粒!

首先他们用一个简单的棉质手帕做了测试。有时我在中国看到骑自行车的人会戴着这种手帕。

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结果不是很好,过滤了28%的颗粒。

下一个测试的是便宜的医用口罩。

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效果不错!这个结果会让人感到意外(在密封性测试中它的表现会差大概20%,参考下面文章,但是已经比大部分人们直觉认为的结果好得多)。

然后他们又测试了一些自行车用口罩:

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大部分能够达到80%。

接下来测试了一些便宜的3M口罩:

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这些口罩的都过滤了95%以上的颗粒。非常棒!

结论:即使是非常微小的颗粒,口罩也能过滤掉。

2.  “好吧,就算口罩能够过滤小颗粒,但是当你戴着口罩时,空气就从口罩的边缘漏进去了。”

怀疑派说:

理论上口罩是管用的,但是这些测试不是在真人脸上做的。当你真的戴着口罩时,它不能很好地贴合脸部,所以它们还是没用。

科学测试:

这个问题更难回答,因为你必须在实际戴着口罩的时候测试口罩效果。为了做到这一点,你需要一个非常昂贵的密封性测试仪器。幸运的是,在我好几周不断的请求下,3M公司终于同意我用他们在北京的实验室。

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蓝色管子采集口罩外的空气,白色管子从口罩内采集空气(密封测试细节) 。

生活在北京的Richard Saint Cyr医生也做了口罩密封测试。所以我把我的数据跟他的数据做了个整合。这是不同口罩在我们脸上的效果:

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口罩对大多数人效果也这么高吗?

明确一点很重要:在我脸上做的测试不一定适用于其他人。但是,也有更广泛的实验数据。香港的研究者测试了22位中国人,结果发现3M口罩在他们脸上平均效果达到了99.5%。这个结果相当于Saint Cyr医生和我的测试结果中的最好成绩了。所以有实验数据说明在中国人的脸上,口罩也可以达到很高的密封性。

 

好口罩是贵的口罩吗?

下面的图是口罩测试结果和价格对比。

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好在有效的口罩并不需要花费昂贵的价钱。而且为了呼吸到洁净的空气,我们不需要买个市面上最贵的口罩。

 

注意:关于气体污染

口罩的测试结果很好,但是也要注意:这些测试都是关于颗粒污染的。大部分市面上销售的口罩都不是用来过滤二氧化氮(NO2)或者臭氧(O3)的。所以口罩不是我们100%的保护伞。

 

    3.  有实验证明戴口罩有利于健康吗?

这可能是最难回答的一个问题了。然而,还是可以参考两个可靠的研究。研究人员在北京随机分配一组人戴着或者不戴口罩在北京走路,然后测量他们的心率和血压(12)。

Mask Study Blood Pressure CN

戴着口罩的时候,参加者血压更低而且心率更有规律。

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结论:口罩可以过滤十分微小的颗粒,当你戴着口罩时也是这样。而且有专业研究结果表明戴着口罩有利于健康。这些应该足够让怀疑派们信服啦!

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穷人密封性测试

哪种口罩戴在你的脸上效果最好?我很有幸地拜访了一个实验室,在那里做了一个非常昂贵的密封性测试。但是我们中很少有人能有机会接触到价值10,000美元的仪器。所以普通大众应该怎么办呢?

Mask Fit Test Picture - CN

访问3M实验室的时候,我了解到了一种测试方法,我把它称作是“穷人密封性测试”。它的结果不如真正的密封性测试精确,但是可以帮你识别出口罩是不是有较为严重的漏气情况。其实很简单:

  1. 戴上口罩。确保上端的金属条紧紧贴合着你的鼻子。
  2. 如果口罩是头戴式(有两根皮筋),确保一根皮筋在你的耳朵下方,另一根在上方,像下面这样:

maxresdefault      3. 用手轻轻固定住口罩,猛吸一口气。吸气的时候,注意是否能感觉到口罩边缘有一股气流或者凉风。特别注意一下鼻子周围的区域。

4.  如果你感觉到有漏气的现象,调整口罩再试一次。如果试过几次之后都不能解决问题,那就得换一个别的口罩了。

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如果你的口罩没有呼吸阀,你也可以通过这种猛吸气的方式对口罩做个测试。

 

希望能你呼吸到安全的空气!