Некоторые воздухоочистители могут удалять летучие органические соединения, но большинство из них для этого не предназначены. Эффективное удаление летучих органических соединений требует специальной фильтрации газовой фазы, которой многие стандартные воздухоочистители просто не обладают.
Воздухоочистители широко используются для удаления пыли, пыльцы и других частиц, находящихся в воздухе. Но удаление летучих органических соединений (ЛОС) - это совсем другая задача. Понимание того, может ли воздухоочиститель снизить уровень ЛОС, зависит от того, что такое ЛОС, как они ведут себя в помещении и как на самом деле работают различные технологии очистки воздуха.
Почему удаление летучих органических соединений часто понимается неправильно
Воздухоочистители часто ассоциируются с более чистым и свежим воздухом. Поскольку запахи могут исчезать, а воздух может казаться "легче", легко предположить, что любой воздухоочиститель, улучшающий качество воздуха в помещении, также удаляет химические загрязнители.
На самом деле фильтрация частиц и удаление газов решают две совершенно разные проблемы. Большинство воздухоочистителей разработаны для улавливания твердых частиц, а не газов, и это различие определяет, возможно ли вообще удаление летучих органических соединений.
Что такое летучие органические соединения?
Летучие органические соединения (ЛОС) - это химические вещества на основе углерода, которые легко испаряются в воздух при комнатной температуре. В помещении они выделяются многими повседневными материалами и действиями, включая краски, чистящие средства, мебель, строительные материалы, ароматы и источники горения (1).
В отличие от пыли или пыльцы, ЛОС существуют в виде газов, а не твердых частиц. Многие из них не имеют запаха, в то время как другие обладают заметным химическим запахом. В зависимости от состава и уровня воздействия ЛОС могут вызывать побочные реакции у людей с множественной химической чувствительностью ( МХЧ ), а также способствовать раздражению, головным болям и другим последствиям для здоровья - особенно в плохо проветриваемых помещениях.
Поскольку ЛОС ведут себя иначе, чем твердые частицы, они требуют иных стратегий очистки воздуха, чем те, которые используются для улавливания пыли или аллергенов.
Почему большинство воздухоочистителей не удаляют ЛОС
ЛОС - это газообразные химические вещества, выделяющиеся из многих повседневных источников в помещении, включая
:- Краски, лаки и отделочные материалы
- Чистящие и дезинфицирующие средства
- Мебель и столярные изделия из прессованного дерева
- Новые ковры и строительные материалы
- "Запах нового автомобиля"
- Источники сгорания, такие как автомобили или газовые приборы (2)
В отличие от пыли или пыльцы, ЛОС существуют в виде отдельных молекул, взвешенных в воздухе. Эти молекулы чрезвычайно малы - часто менее 0,001 микрона в диаметре - и свободно перемещаются по помещению.
Почему фильтры HEPA не могут улавливать летучие органические соединения
Фильтры HEPA предназначены для удаления твердых частиц, а не газов.
- Стандартные фильтры HEPA улавливают частицы размером до 0,3 микрона.
- Даже очень высокоэффективные фильтры улавливают частицы размером около 0,003 микрона.
- Молекулы летучих органических соединений намного меньше этих пороговых значений.
В результате молекулы летучих органических соединений проходят прямо через фильтры частиц, независимо от того, насколько эффективно эти фильтры улавливают пыль, аллергены и другие твердые частицы.
Как воздухоочистители могут удалять летучие органические соединения
Для удаления летучих органических соединений воздухоочистители должны включать фильтрацию газовой фазы, а не частиц. Это возможно благодаря двум основным процессам: адсорбции и хемосорбции.
Адсорбция
Адсорбция происходит, когда молекулы газа прилипают к поверхности твердого материала.
- Наиболее распространенным адсорбентом, используемым для очистки воздуха, является активированный уголь.
- Активированный уголь имеет высокопористую структуру с большой площадью внутренней поверхности.
- Молекулы летучих органических соединений прилипают к поверхности угля, когда воздух проходит через фильтр.
Эффективность адсорбции зависит от на:
- Количество активированного угля
- Тип и структура пор угля
- Достаточное время контакта между воздухом и фильтрующим материалом (3)
Тонкие угольные покрытия или легкие фильтры обычно быстро насыщаются и обеспечивают ограниченное удаление летучих органических соединений.
Не все виды активированного угля работают одинаково
Активированный уголь широко используется для удаления летучих органических соединений, но его эффективность во многом зависит от того, как он изготовлен и структурирован. Для очистки воздуха чаще всего используются два типа активированного угля: уголь на основе кокосовой скорлупы и уголь на основе угля.
Скорлупа кокосового ореха
Активированный уголь, полученный из скорлупы кокосового ореха, недорог и широко доступен, что делает его распространенным в бытовых воздухоочистителях. Однако он, как правило, относительно мягкий и может образовывать мелкую угольную пыль при транспортировке или использовании.
По сравнению с углем на основе угля, уголь из кокосовой скорлупы обычно содержит меньше микропор, которые необходимы для улавливания запахов и химических веществ в низкой концентрации, обычно встречающихся в помещениях. Некоторые люди также сообщают о раздражении или чувствительности дыхательных путей при контакте с угольной пылью из кокосовой скорлупы (4).
Активированный уголь на основе угля
Среди видов угля битуминозный уголь обладает особенно широким диапазоном размеров пор, что делает его хорошо подходящим для адсорбции широкого спектра газов и летучих органических соединений при их концентрации в помещении (5)(6). По этой причине высокоэффективные газофазные воздушные фильтры часто используют активированный уголь на основе битуминозного угля, а не более легкие альтернативы.
На практике тип и структура активированного угля могут иметь такое же значение, как и его количество, особенно когда приоритетом является долгосрочный контроль ЛОС (7)(8).
Хемосорбция
Хемосорбция включает химические реакции, которые нейтрализуют газы, а не просто задерживают их (9).
- Молекулы летучих органических соединений вступают в реакцию с обрабатываемой средой.
- Вредные соединения распадаются на более стабильные вещества.
- Этот подход особенно эффективен для реактивных газов, таких как формальдегид.
Высокоэффективные газовые фильтры часто сочетают адсорбцию и хемосорбцию, что позволяет объяснить, почему удаление ЛОС в гораздо большей степени зависит от фильтрующего материала, чем от потока воздуха или мощности вентилятора.
Восприятие против реальности: Почему запахи иногда остаются
Даже если воздухоочиститель включает газофазную фильтрацию, снижение уровня ЛОС может быть непостоянным. К распространенным причинам относятся
:- недостаточный объем углерода, ограничивающий адсорбционную способность
- Сильные источники выбросов, такие как новая мебель или материалы для ремонта
- Высокая скорость воздушного потока, которая уменьшает время контакта с фильтрующим материалом
- Насыщение фильтра углем, после чего эффективность снижается
- Снижение долгосрочной производительности, поскольку фильтры со временем теряют эффективность.
Это помогает объяснить, почему некоторые очистители сначала кажутся эффективными, но со временем теряют эффективность (5).
Очистители воздуха по сравнению с другими способами контроля ЛОС
Фильтрация воздуха - это только одна часть управления воздействием ЛОС.
- Контроль источников снижает выбросы ЛОС в местах их возникновения
- Вентиляция разбавляет концентрацию ЛОС в помещении за счет поступления наружного воздуха
. - Воздухоочистители с газофазной фильтрацией удаляют ЛОС, уже присутствующие в воздухе.
В большинстве помещений сочетание контроля источников, вентиляции и надлежащей фильтрации является более эффективным, чем использование какого-либо одного подхода.
Как определить, удаляет ли воздухоочиститель летучие органические соединения
Если снижение содержания летучих органических соединений является приоритетом, несколько факторов имеют большее значение, чем маркетинговые заявления:
- Количество углерода, обычно измеряемое в фунтах, а не в граммах
- Тип угля и структура пор, подходящие для концентрации в помещении
- Наличие хемосорбирующей среды для реактивных газов
- Эффективная предварительная фильтрация для защиты газовой среды от засорения частицами
- Правильное определение размеров помещения и нагрузки загрязнителей
Без этих элементов значительное удаление ЛОС маловероятно.
Технологии фильтрации газа, с которыми следует быть осторожными
Не все технологии, предлагаемые на рынке для удаления ЛОС, одинаково эффективны или безопасны.
Генераторы озона
Некоторые устройства намеренно производят озон в качестве механизма очистки.
- Озон является раздражителем дыхательных путей и одним из основных компонентов смога.
- При уровнях, которые считаются безопасными в помещении, озон мало способен удалять летучие органические соединения.
- Даже незначительное воздействие озона может ухудшить респираторные симптомы (10)
Фотокаталитическое окисление (PCO)
Системы PCO используют ультрафиолетовое излучение и катализаторы для расщепления газов.
- Теоретически, ЛОС превращаются в углекислый газ и воду.
- На практике многие системы производят вредные побочные продукты, включая формальдегид.
- Существующие данные не подтверждают последовательное удаление ЛОС в реальных условиях (11).
Как выглядит специально разработанная фильтрация ЛОС
Некоторые воздухоочистители разработаны специально для борьбы с химическими и газофазными загрязнителями. Например, в GC MultiGas XE компании IQAir используется многоступенчатый подход, сочетающий фильтрацию частиц с большим объемом активированного угля и хемосорбирующей среды для борьбы с широким спектром ЛОС, запахов и газов.
Подобные системы обычно используются в помещениях, где воздействие химических веществ является основной проблемой - например, в домах, расположенных вблизи транспортных коридоров, в помещениях с постоянным выделением газов из строительных материалов или в помещениях с повышенной чувствительностью к запахам.
Практические советы: Как снизить содержание летучих органических соединений в помещении
Чтобы лучше управлять воздействием летучих органических соединений
:- По возможности используйте бытовые товары с низким содержанием летучих органических соединений или без них.
- Усиливайте вентиляцию во время ремонта или при установке новой мебели
- Выбирайте воздухоочистители, специально предназначенные для фильтрации газовой фазы, и убедитесь, что устройство правильно подобрано для помещения; заменяйте газовые фильтры в соответствии с рекомендациями производителя.
Часто задаваемые вопросы
Все ли воздухоочистители удаляют летучие органические соединения?
Нет. Большинство воздухоочистителей предназначены только для удаления частиц.
Могут ли фильтры HEPA удалять химические запахи?
Нет. Фильтры HEPA улавливают частицы, а не газы.
Сколько активированного угля необходимо для удаления летучих органических соединений?
Для эффективного удаления летучих органических соединений обычно требуются килограммы активированного угля, а не тонкие слои.
Могут ли очистители воздуха полностью устранить ЛОС?
Они могут значительно снизить уровень ЛОС, но контроль источников и вентиляция по-прежнему важны.
Безопасны ли очистители на основе озона для удаления летучих органических соединений?
Нет. Озон может ухудшить качество воздуха в помещении и здоровье дыхательных путей.
Заключение
Воздухоочистители могут удалять ЛОС, но только если они предназначены для газофазной фильтрации с использованием достаточного количества активированного угля и хемосорбирующих сред. HEPA-фильтры сами по себе не эффективны для газов, а некоторые технологии, рекламируемые для удаления ЛОС, могут ухудшить качество воздуха в помещении.
Для большинства домов наилучшие результаты дает сочетание правильной фильтрации с вентиляцией и контролем источников.
