
這一篇要說的是關于空氣凈化器的第二功能——降低甲醛濃度。
中國人現在遇到了一個可能是人類歷史上最復雜的家居空氣環境,看得見看不見的霧霾,聞得到聞不到的甲醛。
其實,本來在2010年之前,微不足道、極其高端小眾的家用空氣凈化器市場,主打的都是去甲醛功能。雖然目前大家聚焦的眼光都放到了霧霾上,但很多時候,甲醛才是一個更長期令人煩憂的事情。
畢竟,霧霾來襲也就那么幾天,甲醛釋放卻可以持續長達十幾年。
不過,吸附甲醛實際卻是一件比吸附PM復雜多得多的事情。要能講清楚,需要完全單獨地展開一個同樣龐大的系列。
所以這里只能最簡單地說一下。只說答案和原委,不說背后的原理。
大家可能都知道,除甲醛主要依賴活性炭。
但一個鮮為人知卻非常重大的真相是——即使是最好最強的活性炭,對甲醛的吸收能力都低得可憐。
低到了什么程度呢?
先得有基本概念,活性炭對普通小分子雜質的吸附能力,有個基本指標,叫碘值。具體內容是定量的活性炭在標準碘液中吸附碘的多少。
這個值一般是多少呢?400~1300mg/g。低于400的不叫活性炭,是天然炭。
前面毫克這個單位指的是吸收的碘重量值,毫者,1/1000也。后面的克這個單位指的是活性炭的單位重量。
這里可以看到,1克的活性炭,可以吸收0.4~1.3克的碘,看上去很不錯,這也正是“活性炭可以吸收比自身還重的物質”的出處。
不過,這種完全浸泡在液體里吸收的模式,是一個理想化的最大值,主要體現的是活性炭的孔徑總數。
對于氣體的實際吸收模式,一般參考的是丁烷值。丁烷值一般又是多少呢?
9~13 g /100 mL,折合 0.09~0.13 g /1 cm3。
也就是1立方厘米體積的活性炭(重量一般是0.45g左右),可以吸收0.1克左右,折合標態下約40立方厘米的丁烷。
可見,活性炭的吸附能力對不少物質而言還是頗為可觀的。
但活性炭吸收甲醛的能力又是多少呢?
查閱各種文獻,實測實驗的常見結果范圍是——260~630 ug/g,平均折合約0.45 mg/g。
請注意單位的差異,前一個是微克,百萬分之一克;后一個是毫克,千分之一克。最后的分母,活性炭單位重量,是克。
這就意味著,活性炭對甲醛的吸收能力只有對丁烷的約1/500!也只有自身重量的不到1/2000!而且是最高吸附量。
某“高端”空氣凈化器的宣傳,雖然它的確是活性炭裝填量最大的家用空氣凈化器,但不得不說,廠商還是把活性炭的吸附能力吹噓了1000倍。
因此,在即將頒布的空凈器國標中,將累積凈化量超過1500 mg——1.5克的凈化器,就評定為最高檔次的F4級。
與顆粒物的最高檔次P4級對應的12000mg——12克相比,只有八分之一。
而這區區1.5克,對應的就是需要至少3公斤以上的活性炭,這一般是目前的“頂級空凈器”才配備的。
進一步的說,指望空氣凈化器單獨對付室內甲醛污染,特別是想當成長效治理機制,是不現實的。治理甲醛污染的難度和復雜程度,起碼是空氣凈化的好幾倍。
以上是吸收這一頭。接下來,我們簡單的看一下釋放這一頭。
這里給出一些簡單的實際場景模式與數字。
上面這張圖,其實反映的是,在一般水平上注重環保性的家庭裝修結果?!獎偼旯r室內單位濃度約800微克,一個月后降到400,三個月后降到200,半年后降到100,開始進入國標的合格水平。
不過,如果不重視環保,裝修完工的初始濃度可以達到2400,一年后仍可高達有800,超標八倍。以上都還是正常通風下的場景。
這張圖則反映的是一個典型案例——裝修半年至一年后,在開窗通風條件下已經暫時合格(平均濃度約80)的居室,如果關窗12小時之后,甲醛濃度上升的情況——達到了350左右。
其實,門窗關閉12小時,是標準的國標甲醛濃度采樣模式(而非通風狀態下)。
另外,一般是6個小時即進入穩態,相當于每小時濃度增量50(以上單位均為微克每立方米)。順便說一下,無論是釋放還是吸附,6個小時左右進入穩態是個常見現象。
一般將每立方米0.1毫克/100微克定為標準安全線。
大家都知道,對付長效散發的霧霾,最主要的辦法還就是通風。
除了嚴格的甲醛檢測,什么時候人們會緊閉門窗不通風12小時以上?顯然是霧霾來襲的時候。
因此,結合應用場景與實際能力,空氣凈化器在凈化甲醛上的功用(主要依賴活性炭濾網),實際主要用于在關窗削減霧霾的同時,抑制和降低室內甲醛濃度的提升。
所幸,我們還是能用空氣凈化器傳統的CADR值來衡量甲醛凈化能力,即每小時輸出潔凈空氣的能力。
可是,空凈器的甲醛CADR值,是一個比顆粒物CADR值更加難找尋得多的數字。
迄今為止,只有2014年的一次商業媒體橫評,兩次國家級機構的檢測:
2014年5月,中國消費者協會委托中國家用電器研究院(國家家用電器質量監督檢驗中心),對25款家用空氣凈化器進行對比測試。
這次評測以中端機為主。顆粒物CADR值大多在200-400左右。但甲醛CADR值卻呈現相當的兩極分化、并且與顆粒物CADR值無直接關聯的分布(因為起凈化作用的不是一個部件)。
有數值只有個位數,相當毫無凈化作用的——因為甲醛也有自身衰減率;
有約25~30的——這些一般是帶一層活性炭濾網;
有少數40~60的——這些一般是帶了較厚的活性炭濾網;
還有極少數能達到80~100的——這些是帶了相當厚實的活性炭濾網,吸附甲醛。
可見,去除甲醛能力的核心主要還是活性炭重量、厚度。
像小米那樣只是噴一層活性炭粉的做法,是基本沒什么效果,反而有負作用——掉碳粉的。
2014年8月,國家室內車內環境及環保產品質量監督檢驗中心對10款家用空氣凈化器進行對比測試。
這次評測以低端機為主。顆粒物CADR值大多在100-250左右。自然,甲醛CADR值就不出所料的慘不忍睹,很多毫無能力——因為根本就沒有活性炭濾網,有的平均值也不過15左右。
當然,凈化甲醛與凈化顆粒物面臨的任務量也不同。
甲醛污染全都來自室內固定的家具,而非室外廣闊天地里源源不斷伺機進入的無窮霧霾。
雖然也是源源不斷,但產生能力和散發速度畢竟還是比室外霧霾差多了。
所以,“任務”還算輕點。
我們再來考慮一下實際的應用場景,比如說一個5米長,4米寬的客廳,按通常的2.7內層高,再扣除室內家具占據的體積,總空氣容積是50立方米。
按每小時濃度增量50(微克每立方米)計算,如果要把增量削減為〇,需要甲醛CADR值——也就是毫無甲醛的潔凈空氣輸出量達到50立方米。
這樣,可以保證室內甲醛濃度不增加。如果甲醛CADR值超過室內空氣容積,甚至還能減少室內的甲醛濃度。
而如果甲醛CADR值只有25的話,可以測算濃度增量會降低為25。最終平衡濃度大概會停留在200左右,相當于超標一倍。
若是無甲醛吸附功能的空凈器,那就只有接受350濃度下的甲醛污染了。關門關窗躲霧霾,還是開門開窗除甲醛?我看還是選擇后者吧。
不過,要注意的是,上面指的都是裝修半年至一年,開窗通風甲醛濃度約80,關門關窗濃度上升到350的情況。
如果是裝修一年左右,開窗通風甲醛濃度約50,關門關窗,沒有任何其他干預,濃度大約會上升到220左右。
筆者還對裝修三年以上的居室空間進行過實際測量,開窗通風甲醛濃度不到20,關門關窗濃度也就上升到不到50左右——安全線是100。
這種情況下,顯然無需考慮空氣凈化器的甲醛凈化值了。
所以,確實空氣凈化器的甲醛能力大多不突出(雖然廠商們都吹噓得很厲害),但總的來說,也還夠用了。
畢竟,新裝修的家庭還是少數。
而對于這些因裝修面臨雙重困境的家庭來說,一臺中檔風量下顆粒物CADR值200(大于房間面積的10倍)、甲醛CADR值50(大于房間容積)的空氣凈化器就是必須了。
這兩個數字看似平凡無奇,但要注意——是中檔風量下,不是最大暴力清除模式。
所以,隱含的要求是——標稱最大風量顆粒物CADR值400以上、甲醛CADR值100以上。
這樣的空凈器就不便宜了,目前能達到這個級別的,價格大都在8000元以上,這是廠家賺取高額利潤的高檔產品。
就沒有別的什么辦法了?必須出這個血么?
還是有一些其他辦法。如果選擇桶狀濾網的空凈器,可以自己在濾網中間加裝足夠的活性炭(不要放在所謂的無紡布濾包里,影響空氣與活性炭交換),再在風道后方加一層低風阻的活性炭發塵濾網。這樣可以一定程度提升甲醛吸附性能。
但更合適、更根本的模式,是安裝新風系統。
在關門關窗的情況下仍舊保持通風——而且是潔凈的、經過過濾的通風,排除家具等持續散發的甲醛。用排風的方式達成一個低數值的平衡,這可比吸附的方式簡單多了。
而且新風系統還有一個功能是再貴的室內空凈器也無法提供的——源源不斷的提供經過過濾的新鮮氧氣補充,排除室內淤積的二氧化碳和其他異味。
更關鍵的是,不管是單體新風機,還是中央新風系統分攤到每個房間的平均費用,都比昂貴的“高檔”空凈器便宜得多。
當然,對于已經裝修好入住的家庭,墻上開孔裝新風是大動干戈相當困難的事情(但同樣有不少人這樣做了)。
更合理的辦法,是在家庭基礎裝修的時候,就把安裝新風系統作為最重要的基礎工程之一做好了。因為,裝修好了肯定會無可避免的遇到甲醛污染問題的,無可避免。
當然,新風系統又是另外一個復雜的產品了,往深了講就是又把已經相當龐大復雜的文章系列擴展到另一片新領域了。