هل تعمل أجهزة تنقية الهواء الرخيصة حقًا؟

مع وجود العديد من "أجهزة تنقية الهواء" المختلفة المتوفرة بمجموعة كبيرة من الأسعار، قد يكون من الصعب تحديد ما يستحق العناء. قد يكون من المغري القبول بجهاز تنقية هواء رخيص الثمن، خاصةً عندما يتم الترويج له بمصطلحات ووعود.

ولكن عندما نرضى بجهاز "تنقية" هواء رخيص الثمن، فما الذي نرضى به؟ اعتمادًا على نوع التكنولوجيا المستخدمة، يمكن لجهاز تنقية الهواء أن يحسّن جودة الهواء بشكل كبير، أو قد لا يحدث فرقًا كبيرًا في جودة الهواء أو قد لا يحدث فرقًا على الإطلاق، أو حتى قد يجعل جودة الهواء أسوأ.

من المهم أن نلاحظ أن تقنيات الترشيح المختلفة مطلوبة لإزالة الجسيمات مقابل ما هو مطلوب لتصفية الغازات والمواد الكيميائية.

تقنيات رخيصة لإزالة الجسيمات

هناك عدة أنواع من تقنيات تنظيف الهواء التي يتم تسويقها للجمهور لإزالة الجسيمات من الهواء الداخلي.

مرشحات الهواء الاصطناعية

تستخدم فلاتر الهواء الاصطناعية وسائط مشحونة تتألف من ألياف اصطناعية ذات شحنة كهربائية لزيادة "التصاق" المرشح.

تفقد هذه الألياف شحنتها بمرور الوقت عندما "تلتصق" الجسيمات بالفلتر ويصبح الفلتر "محملاً" أكثر من اللازم. في الواقع، تنخفض الكفاءة بشكل كبير عندما يصبح الفلتر "مثقلًا" بالجسيمات، وتقل اللزوجة.¹

أجهزة تنقية الهواء الإلكترونية

تستخدم أجهزة تنقية الهواء الإلكترونية الجذب الكهروستاتيكي لحبس الجسيمات. تولد المؤينات أيونات تلتصق بجزيئات التلوث المحمولة في الهواء، مما يمنحها شحنة. وتتسبب الشحنة في التصاق الجسيمات بالأسطح القريبة، مثل لوحة التجميع في الجهاز أو الجدران أو الأثاث القريب. حتى أن أجهزة تنقية الهواء التي تجمع بين المؤينات والمرشحات أو "ألواح" تنظيف الهواء يمكن أن تطلق آلاف الجسيمات المشحونة في الغرفة.²

تحذر وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) من أن أجهزة تنقية الهواء المولدة للأيونات يمكن أن تزيد من خطر ترسب الجسيمات في رئتيك. يمكن أن تنتج أجهزة توليد الأيونات أيضًا الأوزون كمنتج ثانوي.³

المؤينات

على غرار منظفات الهواء الإلكترونية، تستخدم المؤينات (وتسمى أيضاً مولدات الأيونات) أيونات مشحونة لتنظيف الهواء. ومع ذلك، في حين أن منظفات الهواء الإلكترونية تتضمن لوحات تجميع، فإن المؤينات ترسل ببساطة أيونات مشحونة في الهواء.

وتجعل هذه الأيونات الهواء "لزجاً"، مما يعني أن الأيونات تلتصق بالجسيمات المحمولة في الهواء بحيث تصبح مشحونة. وتتسبب هذه الشحنة في اتحاد الجسيمات مع الجسيمات الأكبر حجمًا وتصبح ثقيلة جدًا لتبقى محمولة في الهواء. يمكن أن تلتصق هذه الجسيمات بالأسطح القريبة مثل الجدران والأثاث - بما في ذلك رئتيك.⁴

أجهزة تنقية الهواء الهجينة

تستخدم هذه الأجهزة كلاً من التأين والمرشحات الاصطناعية. أولاً، تعمل أجهزة تنقية الهواء الهجينة على تأيين جزيئات التلوث المحمولة في الهواء. بعد ذلك، تمر الجسيمات المؤينة "المشحونة" عبر مرشح و"تلتصق" بالألياف الموجودة في المرشح، ومع ذلك، لا تزال التحذيرات المذكورة أعلاه بشأن الجسيمات المؤينة سارية.

الأشعة فوق البنفسجية (UV)

تستخدم بعض منظفات الهواء تقنية الأشعة فوق البنفسجية (UV) لإشعاع الملوثات في الأماكن المغلقة، على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية لا تزيل الملوثات من الهواء.

يهدف التشعيع فوق البنفسجي المبيد للجراثيم (UVGI) إلى تشعيع الفيروسات والبكتيريا وجراثيم العفن. من المفترض أن تقتل هذه العملية "الجراثيم" وتترك الجسيمات في الهواء. ومع ذلك، غالباً ما تكون البكتيريا وجراثيم العفن مقاومة للأشعة فوق البنفسجية.

وحتى إذا "قُتلت" هذه الملوثات، بسبب عدم ترشيحها في الهواء، لا يزال من الممكن أن تترسب في الرئتين أو أجزاء أخرى من الجسم. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن لا تزيل الأشعة فوق البنفسجية الجسيمات من الهواء.⁵

أجهزة تنقية الهواء الميكانيكية

ثبت أن تقنية تنقية الهواء الميكانيكية تقلل بشكل كبير من الجسيمات المحمولة في الهواء من البيئات الداخلية.

تستخدم التكنولوجيا الميكانيكية مرشحاً شبكياً منسوجاً عادةً من الزجاج أو الألياف الاصطناعية المتخصصة لحبس الجسيمات المحمولة جواً. أثناء مرور الهواء عبر الفلتر، يتم التقاط الجسيمات الكبيرة عندما لا تستطيع المرور عبر الفتحات الموجودة في الألياف. تلتصق الجسيمات الصغيرة بالمادة الشبكية من خلال الاعتراض (تلتصق الجسيمات بالألياف) والانحشار والانتشار.

هواء الجسيمات عالي الكفاءة (HEPA) و Filtri HyperHEPA في هذه الفئة. الترشيح الميكانيكي هو الطريقة الأكثر أمانًا وفعالية لإزالة الجسيمات المحمولة في الهواء.⁶

عالية الكفاءة جسيمات الهواء (HEPA)

يرمز الاختصار "HEPA" إلى "HEPA" وهو نوع من مرشحات الهواء التي تم تصميمها في الأصل في أربعينيات القرن الماضي لحماية العمال الذين كانوا يطورون القنبلة الذرية. تم تصميم المرشح للتحكم في الجسيمات الصغيرة التي أصبحت ملوثة بالإشعاع. تعمل فلاتر HEPA في أجهزة تنقية الهواء الميكانيكية وهي مصنوعة من ألياف زجاجية دقيقة مرتبة عشوائياً.

وفقًا لتعريف الحكومة الأمريكية، يجب أن تزيل مرشحات HEPA ما لا يقل عن 99.97% من الجسيمات التي يزيد قطرها عن 0.3 ميكرون لتُعتبر HEPA. لذلك، يشير مصطلح "HEPA" إلى نوع من تقنيات المرشحات بالإضافة إلى معيار الكفاءة.⁷

ونظرًا لكفاءتها العالية وموثوقيتها وسجلها المثبت، أصبحت تقنية HEPA معيار الصناعة لترشيح الجسيمات في البيئات الحرجة، مثل المختبرات و وغرف العمليات بالمستشفيات.

ومع ذلك، لا يوجد شرط بأن يتم اختبار أجهزة تنقية الهواء المنزلية لتلبية معايير HEPA. وإدراكًا للإمكانات التسويقية الكبيرة لمصطلح "HEPA"، يستخدم العديد من المصنعين مصطلح "HEPA" لإبراز صورة عالية الأداء لأجهزة تنقية هواء الغرف الخاصة بهم. وتكمن المشكلة في عدم وجود لوائح تنظيمية فيما يتعلق باستخدام مصطلح "HEPA" في اختبار المنتجات ووضع العلامات عليها. وبعبارة أخرى، لا توجد هيئة مستقلة مطلوبة لاختبار أو التحقق من ادعاء "HEPA". وبالتالي، لا يتم اختبار معظم ما يسمى بمرشحات "HEPA" أبدًا!

ولإرباك المستهلكين أكثر، هناك المزيد والمزيد من أنواع ادعاءات HEPA التي تدخل السوق. تتضمن بعض ادعاءات HEPA التي يواجه المستهلكون فك رموزها ما يلي:

• "HEPA حقيقي"
• "نوع HEPA"
• "تشبه HEPA"
• "طراز HEPA"
• "99% HEPA"

باختصار، يشير مصطلح HEPA الحقيقي إلى مرشحات HEPA التي تدّعي التقاط 99.97% من الجسيمات حتى 0.3 ميكرون. إن مصطلح "True HEPA" هو مصطلح تسويقي مصمم لطمأنة العملاء بأن فلاتر HEPA الخاصة بهم تفي بالفعل بمعايير HEPA. كما أن استخدام هذا المصطلح غير منظم. ففلاتر HEPA هشة إلى حد ما، لذلك ليس هناك ما يضمن أن الفلتر الذي يجتاز معايير HEPA سيؤدي وظيفته بعد التصنيع.

إن HEPA من نوع HEPA، وHEPA الشبيهة بـ HEPA، وHEPA على غرار HEPA، و99% HEPA، كلها إصدارات دون المستوى لما يشكل حقاً فلتر هواء HEPA وقد لا يكون قد تم اختباره أبداً. بصرف النظر عن إجراء الاختبار الخاص بك، لا توجد طريقة لمعرفة مدى كفاءة - أو عدم كفاءة - الفلتر الذي يستخدم أحد هذه المصطلحات.

بعض ما يسمى بفلاتر HEPA مصنوعة من الألياف الاصطناعية العادية. وسائط الألياف الاصطناعية هي بنية أقل كثافة بكثير وأقل كفاءة في حبس الجسيمات من الوسائط المصنوعة من الألياف الزجاجية أو الألياف الاصطناعية المتخصصة. تستخدم المرشحات الأخرى التي يتم تمريرها على أنها HEPA شحن الجسيمات الكهروستاتيكية أو التأين.

التقنيات التي تستخدم التأين يجب تجنبها لأن الجسيمات المشحونة يمكن أن تشكل خطراً على الصحة. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي شحن الجسيمات إلى "تحميل" لوحة الاحتجاز بسرعة، وغالباً ما تنخفض كفاءة جهاز تنقية الهواء بنسبة تصل إلى 50% في غضون بضعة أشهر فقط.

هل "True HEPA" هو حقاً المعيار الذهبي؟

إن أفضل سيناريو للمرشحات التي تحقق معيار HEPA هو تصفية الجسيمات حتى 0.3 ميكرون بكفاءة 99.97%.

يتم تصنيف الجسيمات المحمولة بالهواء إلى ثلاثة أحجام: الخشنة (PM10)الخشنة، الدقيقة (PM2.5)وفائقة الصغر. الجسيمات الأصغر - متناهية الصغر - هي الأكثر وفرة (90% من جميع الجسيمات المحمولة جواً) والأكثر خطورة.

تتراوح الجسيمات متناهية الصغر من 0.1 ميكرون وصولاً إلى 0.003 جسيمات - وهي أصغر الجسيمات الموجودة. تكون الجسيمات متناهية الصغر صغيرة جدًا بحيث تنتقل بمجرد استنشاقها مباشرةً عبر أنسجة الرئة ومباشرةً إلى مجرى الدم. ثم تنتقل هذه الجسيمات الخطرة مع الدم إلى أي مكان ينتقل إليه، بما في ذلك جميع الأعضاء الرئيسية - حتى الدماغ.

وتمثل الملوثات متناهية الصغر تهديدًا صحيًا لا يتم التعامل معه بشكل كافٍ عندما تركز أجهزة تنقية الهواء على تلبية معايير PM2.5 فقط. نظرًا لأنها الجسيمات الأصغر والأكثر وفرة والأكثر خطورة في بيئتنا، فمن الضروري أن تستهدف معايير تكنولوجيا تنظيف الهواء الجسيمات متناهية الصغر. وهنا يمكن أن تساعد تقنية الترشيح HyperHEPA في هذا المجال.

تقنية الترشيح HyperHEPA

تعمل تقنية الترشيح HyperHEPA من IQAir الحاصلة على براءة اختراع على ترشيح الجسيمات فائقة الدقة الخطيرة والأكثر وفرةً وصولاً إلى 0.003 ميكرون - أي أصغر بعشر مرات من الفيروس وأصغر 100 مرة مما يمكن لمرشح HEPA التقاطه في أفضل السيناريوهات.
تم اختبار فلتر HyperHEPA من IQAir واعتماده من قبل مختبر مستقل تابع لجهة خارجية لضمان فعاليته في ترشيح الجسيمات فائقة الدقة حتى 0.003 ميكرون.⁸

تقنيات إزالة الغازات والروائح والمواد الكيميائية

على عكس الجسيمات الصلبة، تكون الذرات والجزيئات التي تتكون منها الغازات في حالة فيزيائية غازية ويمكنها التحرك بسرعات عالية. كما أنها أصغر في قطرها من الجسيمات - إلى أقل من 0.001 ميكرون في المتوسط.8 إن التكنولوجيا اللازمة في جهاز تنقية الهواء المصمم لإزالة الغازات والمواد الكيميائية تختلف تمامًا عن التكنولوجيا اللازمة لتصفية الجسيمات.

هناك عمليتان رئيسيتان لإزالة الملوثات الغازية: الامتزاز و الامتزاز والامتزاز الكيميائي. من المفيد أن نعرف أن "الامتصاص" يشير إلى عملية التصاق مادة بأخرى، و"المادة الماصة" هي مادة يمكنها تجميع الجزيئات من خلال الامتصاص.

الامتزاز هو عملية تلتصق فيها الذرات أو الجزيئات بسطح المادة المعروفة باسم المادة الماصة (في حين أن الامتصاص هو امتصاص الجزيئات بواسطة سائل أو غاز)، أي أن المادة الممتزة والغاز مرتبطان معًا فيزيائيًا. إن كمية الغازات التي يمكن للمادة الممتزة جمعها هي نسبة مئوية معينة من وزن المادة الممتزة، اعتمادًا على الغاز المحدد الذي يتم ترشيحه.

الامتزاز الكيميائي يحدث عندما تتفاعل جزيئات الغاز أو البخار كيميائيًا مع مادة ماصة أو مع عوامل تفاعلية مشربة في المادة الماصة. تحدث هذه العملية على سطح المادة الماصة الكيميائية ولا يحدث أي امتزاز. ويترك التفاعل الكيميائي الماء والأكسجين كمنتجات ثانوية محمولة جواً.

مولدات الأوزون هي فئة من منظفات الهواء التي تنتج الأوزون عمداً كآلية تنظيف أساسية. الأوزون هو غاز تفاعلي يتألف من ثلاث ذرات أكسجين وهو مكون أساسي للضباب الدخاني. وتذكر وكالة حماية البيئة أنه عند استخدامه بمستويات غير خطرة، فإن الأوزون لديه قدرة ضئيلة على إزالة ملوثات الهواء.

يمكن أن يؤدي استنشاق الأوزون المستنشق إلى تهيج بطانة الجهاز التنفسي، مما يسبب السعال وضيق الصدر وضيق التنفس. يمكن أن يؤدي التعرض الطويل الأمد إلى الإصابة بالربو أو تفاقمه وقد يؤدي إلى الوفاة المبكرة. مولدات الأوزون غير قانونية في كاليفورنيا.⁹

الأكسدة بالتحفيز الضوئي (PCO):

تستخدم تقنية الأكسدة التحفيزية الضوئية مصابيح الأشعة فوق البنفسجية ومحفز (مادة تسبب تفاعلاً) يتفاعل مع الضوء. المحفز الأكثر شيوعًا المستخدم في أجهزة PCO هو أكسيد التيتانيوم. تم تصميم هذه المنظفات لتدمير الملوثات الغازية عن طريق تحويلها إلى منتجات ثانوية غير ضارة.

عند استخدام أكسيد التيتانيوم كمحفز، من المفترض أن تقوم أجهزة PCO بتحويل الغازات الضارة إلى ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والماء. من المفاهيم الخاطئة الشائعة عن أجهزة PCO أنها أكثر فعالية من الكربون المنشط أو مرشحات الغازات الصلبة الأخرى. ومع ذلك، تنص وكالة حماية البيئة على أن المحفزات المتاحة حاليًا غير فعالة ضد الغازات الضارة. كما أن أجهزة PCO يمكن أن تنتج الأوزون الضار والفورمالديهايد كمنتج ثانوي.^10,11

مواد رخيصة للامتزاز

الزيوليت هو "حشو" أقل تكلفة بكثير من الكربون المنشط. كما أن العديد من أجهزة تنقية هواء الغرف التي تستخدم الكربون المنشط تستخدم الزيوليت أيضاً. ومع ذلك، لا يوجد دليل علمي موثوق يثبت أن الزيوليت يزيل أي مركب غازي أفضل من الكربون المشبع المتخصص.¹²

هناك نوعان أساسيان من الكربون المنشط المستخدم في تنقية الهواء: قشرة جوز الهند والفحم.

الكربون المنشط بقشرة جوز الهند منخفض الدرجة وغير مكلف ومتوفر على نطاق واسع. وقد أبلغ بعض الأشخاص الذين يعانون من الحساسية عن إصابتهم بالحساسية من غبار كربون قشرة جوز الهند. كما أنه ناعم جداً ويميل إلى توليد الغبار أثناء النقل وأحياناً حتى أثناء الاستخدام.

عند مقارنته بالكربون المنشط المعتمد على الفحم، فإن كربون قشرة جوز الهند يحتوي على عدد أقل من المسام الدقيقة، وهي ضرورية لإزالة الروائح والمواد الكيميائية بتركيزات شائعة في البيئة المنزلية.¹³

ما الذي يعمل على الامتزاز؟

الكربون المنشط القائم على الفحم لديه مساحة سطح داخلي كبيرة للغاية وهو مادة ماصة أكثر فعالية من الكربون المنشط المصنوع من قشور جوز الهند. ومن بين أنواع الفحم الرئيسية الأربعة (البيتوميني الفرعي والقار والليغنيت والأنثراسايت)، يحتوي الفحم القاري على أوسع نطاق من محتوى الكربون.

درجة التنشيط

في حين أن درجات التنشيط الأعلى تزيد من قدرة الكربون المنشط على الامتزاز عند تركيزات التلوث العالية جدًا، إلا أنها في الواقع تقلل من فعاليته في إزالة الروائح والمواد الكيميائية بالتركيزات النموذجية الموجودة في البيئة المنزلية. وذلك لأنه كلما زادت درجة تنشيط الكربون، زادت المسام. ومع ذلك، فإن المسام الصغيرة جداً هي فقط التي تزيل الروائح والمواد الكيميائية بالتركيزات الموجودة عادةً في المنازل.

يمكن تعزيز فعالية المادة الماصة عند تشريبها بمحفزات كيميائية، مثل برمنجنات البوتاسيوم.¹⁴

الخلاصة

قد يكون من المغري استخدام جهاز تنقية هواء رخيص الثمن. ولكن قد تكون صحتك وصحة أحبائك تستحق الاستثمار.

للمزيد من المعلومات حول تكنولوجيا أجهزة تنقية الهواء، احصل على دليل مشتري أجهزة تنقية الهواء المنزلية.