เครื่องฟอกอากาศสามารถดักจับก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่?

คำตอบคือใช่! แต่ไม่ใช่แบบที่คุณคิด

โดยทั่วไปแล้วตัวกรอง HEPA มีไว้เพื่อดักจับอนุภาคแข็งต่างๆ รวมถึงฝุ่น ละอองเกสร และสปอร์เชื้อราที่มีขนาดเล็กถึงประมาณ 0.3 ไมครอน (สำหรับการอ้างอิง เส้นผมของมนุษย์มีขนาดตั้งแต่ 60 ถึง 120 ไมครอน)¹ การ ตัวกรองอนุภาคที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ดักจับอนุภาคที่มีขนาดเล็กถึง 0.003 ไมครอน ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับไวรัสหรืออนุภาคจากการเผาไหม้จากไอเสียรถยนต์^2,3

แต่ตัวกรองเหล่านี้ซึ่งประกอบด้วยวัสดุเส้นใยสังเคราะห์หรืออนินทรีย์เป็นหลัก ไม่สามารถกรองก๊าซออกได้

และแม้ว่าผู้ผลิตเครื่องฟอกอากาศหลายรายจะอ้างว่าเทคนิคต่างๆ เช่น การสร้างโอโซนและแสง UV ทำได้น้อยมากในการกำจัดก๊าซ^4,5 ในความเป็นจริง “เครื่องฟอกอากาศ” ที่ใช้กรรมวิธีเหล่านี้สามารถปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายเข้าไปในอากาศของคุณได้มากยิ่งขึ้น

มาพูดคุยกันว่าทำไมการกรองก๊าซจึงต้องใช้เทคนิคพิเศษ และจะค้นหาเครื่องฟอกที่สามารถดักจับก๊าซเหล่านี้ได้อย่างไร

มาคุยเรื่องแก๊สกันดีกว่า

ต่างจากอนุภาคของแข็ง อะตอมและโมเลกุลของก๊าซจะมีสถานะทางกายภาพที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง

ในสถานะก๊าซ อะตอมจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าอะตอมของแข็งมาก นอกจากนี้ โดยทั่วไปอะตอมของแข็งจะมีขนาดเล็กกว่าอนุภาคของแข็งมาก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยน้อยกว่า 0.001 ไมครอน⁶

ก๊าซมักมีอยู่มากมายในพื้นที่ภายในอาคาร แม้ว่าจะไม่ได้มีความเข้มข้นสูงพอที่จะเป็นอันตรายต่อคุณก็ตาม มลพิษจากก๊าซภายในอาคารมีหลายประเภท สิ่งสำคัญที่สุดที่คุณควรรู้ ได้แก่:

• สารมลพิษที่เป็นก๊าซ: รวมถึงก๊าซที่เกิดจากการเผาไหม้จากยานพาหนะ รวมถึงสี น้ำยาเคลือบเงา ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด เฟอร์นิเจอร์ไม้แปรรูป และแม้แต่พรมใหม่ กลิ่นโดยทั่วไปก็จัดเป็นก๊าซเช่นกัน แต่สามารถแพร่กระจายผ่านอนุภาคได้เช่นกัน^7,8
• สารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs):สารประกอบ VOC ในอาคารส่วนใหญ่ปล่อยออกมาจากสี เฟอร์นิเจอร์ สารเคมีในครัวเรือน และแหล่งอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน^9,10 สาร VOC บางชนิดทำให้เกิดอาการปวดหัว ผิวหนังมีปฏิกิริยา ระคายเคืองตาและทางเดินหายใจ และความจำเสื่อม¹¹ สาร VOC ยังเชื่อมโยงกับโรคมะเร็ง ฟอร์มาลดีไฮด์เป็นสาร VOC ที่พบมากที่สุดในอาคาร¹²
• ก๊าซพิษ: รวมถึง คาร์บอนมอนอกไซด์, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์, และ ไนโตรเจนไดออกไซด์ก๊าซเหล่านี้สามารถเป็นอันตรายถึงชีวิตได้หากมีปริมาณมาก¹³ แม้ในปริมาณเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดปัญหาทางเดินหายใจและความเหนื่อยล้าได้¹⁴ แหล่งกำเนิดความร้อนภายในอาคารทั่วไป ได้แก่ ระบบทำความร้อนหรือเครื่องใช้ที่ใช้แก๊สซึ่งไม่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดี

วิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดก๊าซคืออะไร?

หากต้องการกำจัดสารมลพิษที่เป็นก๊าซเหล่านี้ คุณจะต้องใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากเทคโนโลยีที่ใช้ในการกรองอนุภาค
มีกระบวนการหลักสองประการในการกำจัดมลพิษที่เป็นก๊าซ: การดูดซับ และ การดูดซับทางเคมี.

การดูดซับ เกิดขึ้นเมื่ออะตอมหรือโมเลกุลเกาะติดกับพื้นผิวของสารดูดซับและยึดติดกันทางกายภาพ¹⁵ กระบวนการนี้ไม่ควรสับสนกับการดูดซึม ซึ่งก็คือการดูดซับโมเลกุลโดยของเหลวหรือก๊าซ ปริมาณก๊าซที่ตัวดูดซับสามารถกักเก็บได้จะคิดเป็นเปอร์เซ็นต์หนึ่งของน้ำหนักตัวดูดซับ

การดูดซับทางเคมี เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของก๊าซหรือไอทำปฏิกิริยาทางเคมีกับสารดูดซับหรือกับสารที่มีปฏิกิริยาในตัวดูดซับ¹⁶ สิ่งนี้เกิดขึ้นบนพื้นผิวของตัวดูดซับ ไม่มีการดูดซับเกิดขึ้น การดูดซับทางเคมีทำให้น้ำและออกซิเจนเป็นผลพลอยได้ในอากาศ

หากต้องการกำจัดก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด คุณจะต้องมีวัสดุหลายประเภทที่ส่งเสริมทั้งการดูดซับและการดูดซับทางเคมี

วัสดุสำหรับการดูดซับ

สำหรับการดูดซับ คุณเพียงแค่จำคำสองคำนี้ไว้: คาร์บอนกัมมันต์

คาร์บอนกัมมันต์ (หรือที่เรียกว่าถ่านกัมมันต์) เป็นวัสดุดูดซับที่นิยมใช้มากที่สุดในการกรองอากาศ สามารถผลิตได้จากถ่านหิน กะลามะพร้าว ไม้ และวัสดุอื่นๆ อีกมากมาย ถ่านกัมมันต์แบบเม็ดมีประสิทธิภาพสูงสุดเนื่องจากมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ทำให้สามารถดูดซับสารประกอบต่างๆ ได้หลายชนิด¹⁷

คาร์บอนถูก "กระตุ้น" ด้วยกระบวนการกระตุ้นด้วยไอน้ำ ซึ่งก่อให้เกิดโครงสร้างที่มีรูพรุนมาก เช่นเดียวกับฟองน้ำขนาดเล็ก คาร์บอนกัมมันต์มีรอยแตกและรูพรุนเล็กๆ หลายพันแห่ง ซึ่งทำให้คาร์บอนมีพื้นที่ผิวภายในที่กว้าง จากนั้นพื้นที่ผิวจะดึงดูดโมเลกุลของก๊าซจำนวนมากและยึดเกาะกับพื้นผิวคาร์บอน ซึ่งเรียกว่ากระบวนการดูดซับ^18,19

เพื่อให้แผ่นกรองคาร์บอนกัมมันต์มีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีปริมาณคาร์บอนมากพอที่อากาศที่ผ่านแผ่นกรองสามารถกักเก็บโมเลกุลของสารมลพิษไว้ในคาร์บอนกัมมันต์ได้ ด้วยเหตุนี้ เครื่องฟอกอากาศที่ดีสำหรับการกำจัดก๊าซจึงมักมีปริมาณคาร์บอนเป็นปอนด์ในแผ่นกรอง ยิ่งมีคาร์บอนมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีพื้นที่ผิวมากขึ้นเท่านั้นในการดักจับโมเลกุลของก๊าซจากกระแสลม

แต่คาร์บอนกัมมันต์ประเภทใดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด?

คาร์บอนกัมมันต์มี 2 ประเภทหลักที่ใช้ในการฟอกอากาศ: กะลา และ ที่ใช้ถ่านหินเป็นฐาน.^20,21

• ถ่านกัมมันต์จากเปลือกมะพร้าว เป็นคาร์บอนคุณภาพต่ำ ราคาไม่แพง และหาซื้อได้ทั่วไป นอกจากนี้ยังอ่อนตัวมากและมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดฝุ่นระหว่างการขนส่งและบางครั้งแม้กระทั่งระหว่างการใช้งาน เมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนกัมมันต์ที่ทำจากถ่านหิน คาร์บอนจากเปลือกมะพร้าวมีรูพรุนขนาดเล็กกว่า ซึ่งจำเป็นสำหรับการกำจัดกลิ่นและสารเคมีในความเข้มข้นที่มักพบในสภาพแวดล้อมภายในบ้าน บางคนรายงานว่ามีอาการแพ้หรือมีอาการทางระบบทางเดินหายใจเมื่อสัมผัสกับฝุ่นคาร์บอนจากเปลือกมะพร้าว²²
• คาร์บอนกัมมันต์จากถ่านหิน มีพื้นที่ผิวภายในที่กว้างมากอย่างเหลือเชื่อ เป็นตัวดูดซับที่มีประสิทธิภาพมากกว่าคาร์บอนจากเปลือกมะพร้าวมาก ในบรรดาถ่านหินหลักสี่ประเภท (ซับบิทูมินัส บิทูมินัส ลิกไนต์ และแอนทราไซต์) ถ่านหินบิทูมินัสมีปริมาณคาร์บอนมากที่สุด23 นั่นคือเหตุผล IQAir เลือกใช้คาร์บอนกัมมันต์จากถ่านหินบิทูมินัสเพื่อการดูดซับ

ไส้กรองคาร์บอนกัมมันต์หลายชนิดประกอบด้วยไส้กรองคาร์บอนกัมมันต์ซีโอไลต์ ซึ่งหลายชนิดประกอบด้วยซีโอไลต์ ซึ่งเป็น “สารตัวเติม” ที่มีราคาถูกกว่าคาร์บอนกัมมันต์ทั่วไปมาก แต่ราคาถูกก็ต้องแลกมาด้วยต้นทุนที่ต่ำลง ไม่มีหลักฐานใดที่แสดงให้เห็นว่าซีโอไลต์สามารถกำจัดสารประกอบก๊าซใดๆ ได้ดีกว่าคาร์บอนชนิดพิเศษ และไส้กรองคาร์บอนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดก็ปราศจากแร่ธาตุนี้²⁴

นอกจากนี้ เคล็ดลับสำหรับมืออาชีพ: การกรองเบื้องต้นที่มีประสิทธิภาพจะช่วยป้องกันไม่ให้รูพรุนคาร์บอนอุดตันจากอนุภาคส่วนเกิน หากไม่มีแผ่นกรองเบื้องต้น อายุการใช้งานของแผ่นกรองแก๊สจะลดลงอย่างมาก²⁵

ระดับของการเปิดใช้งาน

อีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อประสิทธิภาพของถ่านกัมมันต์ในการฟอกอากาศภายในอาคารคือระดับการกระตุ้น ถ่านกัมมันต์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม ซึ่งถ่านกัมมันต์จะถูกกระตุ้นจนมีรูพรุนมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้²⁶

แม้ว่าระดับการกระตุ้นที่สูงจะทำให้คาร์บอนสามารถดักจับก๊าซที่ความเข้มข้นสูงได้ดีขึ้น แต่ก็ทำให้ประสิทธิภาพในการกำจัดกลิ่นและสารเคมีในบ้านลดลง ซึ่งอาจดูขัดแย้ง แต่ระดับการกระตุ้นที่สูงขึ้นจะทำให้รูพรุนมีขนาดใหญ่ขึ้น และมีเพียงรูพรุนขนาดเล็กมากเท่านั้นที่สามารถกำจัดกลิ่นและสารเคมีในความเข้มข้นที่มักพบในบ้านได้^27.28

วัสดุสำหรับการดูดซับทางเคมี

การดูดซับทางเคมีเกี่ยวข้องกับทั้งการดูดซับและปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวของตัวดูดซับ ปฏิกิริยาเคมีเพิ่มเติมเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการต่อต้านสารปนเปื้อนเฉพาะ

โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นตัวอย่างของสารเคมีดูดซับทั่วไปที่ใช้ในเครื่องฟอกอากาศประสิทธิภาพสูงแบบก๊าซ โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตช่วยย่อยสลายสารมลพิษ เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ให้เป็นผลพลอยได้ที่ปลอดภัยอย่างถาวร²⁹

มีเทคโนโลยีการกำจัดก๊าซที่ฉันควรหลีกเลี่ยงหรือไม่?

การกรองอากาศแบบก๊าซไม่ได้ถูกผลิตมาเท่าเทียมกัน เครื่องฟอกอากาศบางรุ่นที่อ้างว่ากรองก๊าซได้นั้นกลับใช้วิธีที่อันตราย บางครั้งอาจเพิ่มสารอันตรายลงในอากาศมากกว่าที่กำจัดออกไป

ผู้กระทำความผิดที่เลวร้ายที่สุดสองรายของการกรองก๊าซประเภทนี้คือเครื่องกำเนิดโอโซนและเครื่องฟอกอากาศที่ใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติก (PCO) ซึ่งทั้งสองอย่างนี้พบได้บ่อยอย่างน่าประหลาดใจในตลาดเครื่องฟอกอากาศ

เครื่องกำเนิดโอโซน

เครื่องกำเนิดโอโซนคือเครื่องฟอกอากาศที่ผลิตโอโซนโดยเจตนาเพื่อใช้เป็นกลไกทำความสะอาดหลัก แต่เครื่องกำเนิดโอโซนสามารถ ทำให้บ้านของคุณปนเปื้อนโอโซนจริงๆ.

โอโซน (O₃) เป็นก๊าซที่ทำปฏิกิริยาได้ ประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนสามอะตอม และเป็นส่วนประกอบหลักของหมอกควัน ในระดับต่ำ (โดยทั่วไปผลิตโดยเครื่องผลิตโอโซน) โอโซนมีศักยภาพน้อยมากในการกำจัดมลพิษทางอากาศ³⁰ แต่การสูดดมโอโซนแม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถระคายเคืองเยื่อบุทางเดินหายใจ ทำให้เกิดอาการไอ แน่นหน้าอก และหายใจถี่ได้³¹

การสัมผัสเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดโรคหอบหืดหรือทำให้โรคหอบหืดแย่ลง และอาจถึงขั้นเสียชีวิตก่อนวัยอันควรได้³² จากการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบอันเป็นอันตราย เครื่องผลิตโอโซนจึงถือเป็นสิ่งผิดกฎหมายในรัฐแคลิฟอร์เนีย³³

ออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติก (PCO)

เทคโนโลยี PCO ใช้หลอด UV และตัวเร่งปฏิกิริยา (สารที่ทำให้เกิดปฏิกิริยา) ที่ทำปฏิกิริยากับแสงเพื่อทำลายมลพิษที่เป็นก๊าซโดยเปลี่ยนให้เป็นผลพลอยได้ที่ไม่เป็นอันตราย

ไทเทเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา PCO ที่พบมากที่สุด เมื่อใช้ไทเทเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา อุปกรณ์ PCO จะถูกแปลงก๊าซอันตรายให้เป็น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และน้ำ แต่อุปกรณ์ PCO เป็นที่ทราบกันว่าผลิตผลพลอยได้ที่เป็นอันตราย เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์^34,35

เครื่องฟอกอากาศ PCO มักถูกโฆษณาว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าคาร์บอนกัมมันต์หรือตัวกรองก๊าซแข็งอื่นๆ แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอยู่ในปัจจุบันกลับไม่มีประสิทธิภาพในการกำจัดก๊าซอันตราย³⁶

การซื้อกลับบ้าน

อย่าตกเป็นเหยื่อของการอ้างความมีประสิทธิภาพหรือประสิทธิผลเกินจริงที่ไม่ได้รับการสนับสนุนจากวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง

หากคุณกังวลเกี่ยวกับก๊าซและกลิ่นภายในอาคาร ลอง IQAirของ GC MultiGas, หนึ่ง เครื่องฟอกอากาศสำหรับกำจัดก๊าซ ซึ่งใช้คาร์บอนกัมมันต์ 12 ปอนด์และอะลูมินาที่ชุบสารเพื่อการกรองก๊าซภายในอาคารทุกประเภทได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

ยังไม่แน่ใจว่าเครื่องฟอกอากาศแบบใดเหมาะกับความต้องการคุณภาพอากาศภายในอาคารของคุณที่สุดใช่ไหม? ดาวน์โหลด วิธีเลือกเครื่องฟอกอากาศให้เหมาะสมอีบุ๊กของเราเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเบื้องหลังการฟอกอากาศที่มีประสิทธิภาพอย่างแท้จริง นำเสนอโดย IQAirทีมผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพอากาศที่ผ่านการรับรองของเรา