穹顶之下:对抗雾霾的经验分享

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前言

来到冬天,空气污染又开始成为人们关心的话题。其实自从十八大以来,国家对于环境污染治理的决心和力度进一步加大,可以明显感觉到最近两年中每年的平均空气质量在逐渐好转,出现雾霾天的比例正越来越少。

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今年国家统计的1-6月的空气质量排名如下,可以发现空气质量较优的城市主要分布在浙江南部、福建、广东、广西及云贵高原等。而空气质量较差的城市则分布在河北、山西、陕西、河南等华北地区。

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雾霾的危害

接着来简单说一下雾霾的危害,先来看一下PM2.5产生的三大来源:

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PM2.5颗粒的体积非常小,比头发的直径还要小得多:

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因为体积非常小,因而可以进入肺部,穿过血管进入血液循环。引发各种心脑血管疾病,已经有心脑血管疾病的人对于PM2.5的反应相比健康人更为敏感:

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下图是我实拍的同一地点的对比图,中间相隔了三个月,下图是空气质量较好时的情况:

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下图是我拍摄的2013年冬季上海重度雾霾的情景,当时AQI已经达到了300以上:

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雾霾的监控和测量

了解了雾霾的产生原因和危害,接下来首先要做到的是对于雾霾的有效监控。其实网上有很多空气质量的实时播报信息,不过有时候会出现一些数值上的不同。例如下图是上海环保部和美领馆数据的对比,首先测值上海环保部略低一些(33μg/m³),美领馆的测值更高一些(45μg/m³),在加上两者计算AQI时的一些使用的参数的不同,后文会展开分析。

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再来看这一组也是同样的情况,测值上海环保部略低一些(37μg/m³),美领馆的测值更高一些(59μg/m³),在加上计算AQI时使用的参数不同,造成了这种差别。值得一提的是,美领馆位于上海繁华的淮海中路边,而环保局的监测点如徐汇上师大监测点位置更僻静一些,这可能是造成测值差别的一个原因。

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当然,偶尔还是会出现测值本身差别比较大的情况,这时候我会选择相信上海环保局的数据:

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这里首先需要明确一个概念:AQI的全称是Air Quality Index,本文仅讨论PM2.5的AQI,对于其他污染物如二氧化硫、氮氧化物等的AQI指数在文中不做分析。AQI它只是一个Index(指数),就好比股票中的道琼斯指数,指数是没有任何物理单位的。也就是说AQI和PM2.5浓度完全是两个不同的概念,PM2.5浓度是实际测得的物理量,单位是微克每立方米(μg/m³)。而AQI是通过将PM2.5浓度带入公式计算而得到的。计算公式如下,后文会详细展开:

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从上面的公式也可以看出,只需要拿到空气的PM2.5浓度这个物理量的数值,就可以计算出AQI指数了。那么PM2.5浓度是怎么测量的呢?下图是上海的一个PM2.5监测点的设备照片:

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网上搜索了一下,发现使用的是美国赛默飞的测试仪器,精度应该是有保证的:

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接着再来看这个公式,这个公式右边的C就是测值,而对于其他的数值,不同国家对其的定义标准是不同的。目前全世界有中国、美国、加拿大、新加坡、韩国、印度、欧盟等多个不同的标准,这也就造成了尽管PM2.5的浓度是确定的,但是PM2.5的AQI指数按照不同的算法会得到不同的数值和评级。

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以美国的标准为例,假设PM2.5的浓度是12μg/m³,那么带入美标的公式中,得到的结果就是:

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这种参数和评级的不同,就造成了中美两国AQI结果的不同,为了便于比较可以直接看下图的对照表。从图中可见,当PM2.5的浓度达到35μg/m³,按照中国的标准空气质量还是优,而按照美国标准只能达到中等评级。而PM2.5浓度达到75μg/m³,按照中国标准计算AQI为100,空气等级为良。按照美国标准算出来AQI是156,已经被判定为不健康。显然在PM2.5浓度低于150μg/m³时,美国的标准比中国的标准更严格一些。

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对于普通家庭用户来说,不太可能去购买昂贵的专业测试设备来监控和观察PM2.5的浓度。其实,市场上还是有不少价廉物美的家用空气检测仪的,比如下面这款镭豆第二代产品:

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我使用过镭豆第一代产品,支持PM2.5浓度的实时显示,也可以随时一键切换到中国标准的空气质量指数(AQI_CN)和美国标准的空气质量指数(AQI_US),可以做到一目了然。二代产品相比一代,增加了TVOC等的检测功能。

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另外一款值得推荐的产品是墨迹的空气果1S,工业设计非常不错,同时支持PM2.5和二氧化碳浓度等多种检测项目:

墨迹空气果1S PM2.5二氧化碳多功能专业家用检测仪雾霾999元天猫精选去购买

墨迹空气果2也是一个比较不错的选择,不过比较可惜的是主机只集成了PM2.5和甲醛模块,如果要检测二氧化碳浓度,需要再购买专门的CO2节点:

墨迹空气果2 PM2.5、甲醛、温湿度多功能专业家用检测仪雾霾表 空气果2主机999元京东去购买

下图是2016年全球PM2.5平均浓度的分布图,可以看到当时中国的年平均PM2.5浓度还是比较高的:

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2010-2016的主要国家PM2.5浓度变化趋势,2015年尼日利亚的浓度突然飙高,猜测是由于发生战争的原因:

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尽管有用于检测PM2.5浓度的空气质量检测仪,不过由于其价格普遍较高,再加上要随身携带比较麻烦。因而这里再向大家推荐一个网站。 

Beijing Air Pollution: Real-time PM2.5 Air Quality Index (AQI)aqicn.org去看看

再网站上可以随时获取全世界各地的实时AQI指数:

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并且支持空气质量预报的功能,可以预报几天后的空气质量:

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网站还提供多种操作系统的插件下载,可以在手机或浏览器安装:

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例如Android上安装后的效果如下,可以在桌面常驻一个Widget,随时查看空气质量数据,抓取的数据应该是环保局的数值,每隔一小时更新一次:

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以上海的空气质量为例,我明显感觉到2018年出现雾霾的天数相比去年有了大幅度的减少。绝大多数日子里空气质量指数都在50以内,偶尔会出现50-100的情况,而100以上的天数则屈指可数。

对抗雾霾的方法

那么在为数不多的空气指数不理想的情况下,我们应该如何保护自己。首先在出行中推荐的肯定是口罩了。

口罩

目前市面上的N90和N95口罩都可以达到不错的防护效果。推荐购买带呼气阀的产品: 

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 除了3M之外,Honeywell的产品也是不错的选择: 

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不少国产品牌的产品也值得信赖,比如畅呼吸的这款: 

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值得一提的是口罩毕竟是会增大呼吸的阻力的,因而不适合非常长时间的佩戴,日常出门使用一下是完全没问题的。

家用空气净化器

当处于室内的时候,家用空气净化器就是个性价比较高的选择了。首先,室内的PM2.5浓度一般会比室外略低一些,开启净化器则能进一步降低PM2.5浓度。空气净化器的原理是通过HEPA滤网来截留空气中的PM2.5微粒,因而滤网的等级就显得非常重要了,个人推荐H13或更高等级的滤网,这样截留率相对更有保障。使用时,需要先关闭门窗,然后开启最高档位运行,使得室内的PM2.5浓度迅速降低,然后切换到自动模式。当然,还需要经常开窗通风,以防止室内空气中的二氧化碳浓度过高。

具体到产品方面,我首先推荐的是豹米的空气净化器,这款产品体积小巧,CADR值达到了375,非常适合面积较小的房子或单个卧室的使用。

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下图是我家中的豹米1代和豹米2代的比较,两者都带有实时显示空气PM2.5浓度的LED显示屏,非常人性化:

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对于较大的空间来说,352出品的X83是性价比很高的选择。CADR值高达750,可以说是空气净化器中的重量级选手:

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X83的CADR值算是空气净化器中比较大的,也自带了PM2.5浓度的检测仪,可以在液晶屏幕上显示出来。如果硬要找什么缺点的话,这款产品在不同的档位切换时会有明显的继电器开关的声音,略显毛躁。

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352旗下的产品,基本都是比较典型的堆料型空气净化器,从滤芯的配备就可以看出来:

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当然,对于预算比较高又追求逼格的大户型用户来说,Blueair的Pro XL是个不错的选择:

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北欧风格的Blueair机型,基本都不配备空气质量检测仪,而且体形较大。例如经典机型503的滤芯更换提醒都是通过一个倒计时器来完成的。

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因而一些国外品牌的产品,如IQAir的空气净化器会搭配空气质量检测仪一起销售: 

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车载空气净化器

除了居室环境,车辆中同样有空气净化器的用武之地。车载空气净化器除了可以净化车内的雾霾,还能除烟味除甲醛。品牌选择同样比较多,EraClean的产品就是个不错的选择: 

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新风机

新风机顾名思义,就是引入室外的新风进行过滤,从而达到洁净室内空气的目的。与空气净化器单纯的内循环不同,新风机由于引入了室外的新鲜空气,因而使用中只需要关好门窗,不再需要经常开窗通风。

新风机同样有分为几种。首先是壁挂式的全屋新风机,风量一般较大。有独立的进风口,因而安装时需要在墙壁上打洞,而由于没有排风管的设置,因而空气主要通过门窗的缝隙流散,形成了室内的微正压环境。

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壁挂新风机也有风量较小的产品,适合单个房间使用。例如这款造梦者的产品,带有独立的静电集尘模块,可以降低滤芯的损耗:

?造梦者新风机F1110家用壁挂新风系统/空气净化器通风除甲醛过滤细菌二手烟粉尘4999元京东去购买

另外,最近比较米家新风机也是造梦者代工的,带有800W的电辅热模块,不用担心冬天吹入的新风会降低室内的温度。1999包安装可以说是具有很高的性价比。造梦者早期有顺为参与了投资,可以看作是小米生态链企业:

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除了上面介绍的正压式新风机,还有一种就是需要在安装时布设进风管和排风管的中央新风系统。这种中央新风系统相比前面提到的微正压新风机,在安装时的前期准备工作和要求要复杂不少,不过最终的换气效果相比壁挂式新风机要好不少。主要的厂商有松下、霍尼韦尔等。

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总结

上文提到的这些举措,其实只是短时间内对抗雾霾的一种权益之计。近年来,随着国家一系列的举措,例如更严格的排放标准的实施执行,已经使得空气质量有了非常明显的改善。

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相信在不久的将来,随着空气质量的进一步优化,天更蓝,水更绿,我们一定会彻底告别这些产品。

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