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。

气体测试方法

做气体测试的时候,阳台的门和窗户都是关着的。因为是在阳台,有几个窗户,所以房间的密封性比一般要低。

在测试当中,我点燃了3跟万宝路香烟。香烟是直着放在烟灰缸里,烟灰缸在地上。气体测试仪在阳台边上,大概在腰的位置,从香烟横向距离大概有50厘米。空气净化器离香烟的距离大概是50-70厘米。净化器在房间中间,风流向上。

缺点

在一个小的房间内烧3跟烟有点极端。除了机场抽烟室以外,很少有VOC这么高的地方。不过,测试能证明活性炭的功能。

很多人问过我,要多长时间换活性炭滤网?我目前为止没有答案。做了几次这种极端的测试之后,测试中使用的活性炭还是有效,而且这种极端的测试应该比普通人家里的VOC多得多。不过,在正常条件下,我还是不知道要多长时间换活性炭。

VOC信息 

MX6测试仪用的是光离子化检测器能测到0-2,000百万分率,0.1的分辨率。它的PID灯的eV值是10.6。PID灯能测到什么样的VOC是取决于它们的eV值。因为这台的eV值是10.6,测试当中测试到的VOC应该包括苯,因为苯的电离势9.25,而有可能也测到甲苯,因为甲苯的电离势是8.82.

这个PID灯不是为了测到甲醛而设计的,因为甲醛的电离势是10.88。不过,我后来买了甲醛溶液然后发现MX6能测到它。

测试仪

这台MX6有气泵(有的测试仪没有气泵,只能被动的采样气体)。测试当中,进风口有颗粒滤网来保护测试仪。如果需要,测试开始的时候我校正仪器。

早期测试

前面几次测试,我还在试图了解怎么做–看结果的时候,测试看起来简单,但是并不简单!做最早的三次控制条件测试的时候,我还没决定在烟灭之后让MX6继续开30分钟,所以那三次测试的数据有限制。不过,如果开除那三次测试,结论还是一样的。

控制条件测试

在控制条件测试当中,我用一台Honeywell风扇的低档,为了模拟带有HEPA的大炮的风流。大炮有滤网的时候,风流明显降低,所以我觉得没有滤网的Honeywell在低档更像大炮有滤网的风流。

另外,我用了IQ Air Health Pro Plus做三次控制条件测试。一种是IQ Air里面完全没有滤网,另一种是只有前过滤。这种测试结果像Honeywell的控制条件结果。我将来会用这些IQ Air测试数据来验证IQ Air减少VOC的能力。

气体测试数据

下面有气体测试的总结。 因为原始数据特别多,我上传了文件,可以下载

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只有活性炭的数据

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只有活性炭(没有HEPA)的测试只有一天,因为原来没打算做。我没想多做因为活性炭不是针对颗粒污染,而我不想让一个人呆在没有滤网的房间。不过,如果能够有更多只有活性炭的测试,就能有更可靠的结果。不过,那天测试有一个好处:那天外面的AQI很稳定,从最开始到最后,微克只上升4微克。

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nick

you say you did 4 tests of the control, why does the graph not indicate this? You should have confidence intervals plotted

Hey Nick, the previous link to the raw data wasn’t working. I’ve just updated it – check out the link above (or here) and you can see all the raw data/plot the confidence intervals!