本文观点

  • 空净的离子功能纯属鸡肋,净化能力极其有限,在选购时可以忽略。

  • 静电式空净虽然使用成本低,但可选机型少,售价偏高,评测表现平庸。

  • 过滤式+吸附式虽然噪声偏大,使用成本高,但结构简单,技术成熟,选择范围大。

  • 空净对颗粒物的净化效果大都不错,对气态污染物净化能力有限。

鸡肋离子式

净化空气的常见方式有四种,过滤、吸附、静电和离子,过滤式和吸附式经常搭伙,在市面上占绝大多数。

空气净化器:鸡肋负离子,平庸静电式-器物与我
评测中的各种空净的数量,数据来源:见文末

静电式空净在家用领域依然是小众产品,离子式的情况最复杂,是营销轰炸的重灾区。

如今的空净十有八九都带离子释放功能,厂商大肆鼓吹其健康功效,神话其净化空气的能力,实际上这些产品的净化效力,无一例外都来自搭配使用的滤网。

此外,还有一些「负离子发生器」,没有任何滤网辅助,居然也敢号称空气净化器

那么离子式到底是什么?「离子式」并不是一个规范的称呼,本文将它作为「负离子式」、「等离子式」等等利用「电离原理」的净化器的统称,其净化过程大致是:

  • 用金属电极电离空气,排出含有正负离子的气体。

  • 带电粒子捕获污染物,或者使之降落,或者将其分解。(注:详见「空气净化器: 净化法门」)

日本厂商对离子技术情有独钟,松下有「水离子」、夏普有「净离子」、大金有「流光能」。

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坦白的讲,我不太清楚这些技术之间的区别,但根据宣传文案的说法,都是先产生正负离子,再在机器外处理污染物。

离子式的净化能力如何?不管怎么样评说,最后都要以实测为准:

  • 我们先看只能释放离子的产品,比如号称有净化空气能力的「负离子发生器」。

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宣称具有空气净化功能的「负离子发生器」评测,数据来源:负离子发生器样品实测颗粒物洁净能力差强人意 - 上海消保委

在上海消保委去年 10 月的评测中,15 款负离子发生器,没有一款的 CADR 大于10 m³/h,适用面积均在 1 平米左右或更低。

  • 接下来我们看看具备离子功能与不具备的产品,在评测表现上有多大差异。

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各式空净的评测数据平均值,数据来源:见文末

显而易见,具备离子释放功能的产品没有什么出色的地方。事实上,离子不仅在净化空气上没有用处,还可能带来其他问题:

  • 带电粒子虽然让污染物降沉, 污染物依然在室内,附着在各种表面,很容易再次飞扬到空气中。

  • 带电粒子与污染物结合,更易吸附到墙壁、天花板,更易变脏。

  • 电离会产生臭氧,虽然一般不会超标,但仍是一种潜在风险。(详见后面的「空净和臭氧」)

其他意见

CR (美国消费报告)的意见是:

Consumer Reports 发现,诸如 Ionic Breeze 之类的离子空气净化器「所减少的空气颗粒物几乎测量不到」。
Sharper Image 公司为此还起诉了 Consumer Reports。受到 Sharper Image 指控后,该杂志又进行了测试,结果仍然发现 Ionic Breeze 不起作用。
Sharper Image 对 Consumer Reports 的起诉被驳回,并且还为 Consumer Reports 支付了五十多万美元的诉讼费。
来源:空气清洁器的有效性 - 博闻网

香港医学会(梁子超医生)的意见是:

以产生离子方法去除空气中粒子的效力通常较低,当空气净化机关掉时,已沉淀在不同表面上的微粒可能再悬浮在空气中。
部分带电荷的悬浮微粒被吸入后,更容易在呼吸道中沉积。空气净化机一般都不能有效地分解空气中的有害物质,亦不能处理气态污染物。
来源:选择月刊 414 期

平庸静电式

说完离子式,再说静电式,我们先从它俩区别讲起。静电式和离子式有一些相似的地方,都利用了「电离原理」,不同之处在于:

  • 静电式主要在机器内截留污染物,有集尘装置,一般可清洗。

  • 离子式主要在机器外处理污染物,一般没有集尘装置,或集尘装置不可清洗。

市面上一些号称采用等离子技术的净化器,其实就是静电式,此类空净用静电捕集污染物,外观多为蜂巢式和板式,过程大致为:

  • 金属导体放电,周边空气电离,产生的带电粒子与空气污染物颗粒结合,使之带电荷。

  • 污染物颗粒经过集尘装置,被带电的金属板捕获。

静电式的优点和缺点都很显著,最值得关注的优点是:

  • 风阻小,噪音相对较小。

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各式空净的噪声平均值,数据来源:见文末

  • CCM(颗粒物)高,使用寿命长,维护成本低,不用定期换滤网,清洗集尘装置即可。

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各式空净的 CCM(颗粒物)平均值,数据来源:见文末

但静电式有几个缺点难以忽视:

  • CADR(甲醛)普遍较低,净化气态污染物的能力低。

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各式空净的 CADR(甲醛)平均值,数据来源:见文末

  • 会产生臭氧,虽然一般不会超标,但仍是一种潜在风险。(详见后面的「净化器的臭氧问题」)

  • 机型少,选择范围小,没有多少便宜机型。

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几款静电式空净的实测数据,数据来源:见文末

总而言之,静电式在家用市场上在售的机型少,可供参考的评测数据更少,就各个机构的数据来看,大部分静电式的表现相当平庸。

ASHRAE(美国供热制冷空调工程师协会)也认为:

证据显示,由于与多个状态参数有关,电过滤器(Electronicfilter)对空气中的颗粒物的去除效果呈现比较大的范围:从相对无效到非常有效果。而且,其长期效果与装置维护状况有关。
由于电过滤器依靠电离原理工作,存在产生臭氧的风险。
译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

空净和臭氧

臭氧有杀菌消毒能力,但是含量过高就会危害健康。任何产品,只要有「电离」发生,就很难避免臭氧的产生,而离子式和静电式的空净都有电离过程。

就我搜集到的资料来看,净化器的臭氧超标现象虽不多,但偶有发生:

  • 在「上海消委会」的测试中,负离子发生器的臭氧浓度绝大部分在 0.1×10-6 以下,远不到限值 5×10-6 。(详见上文)

  • 在国家质检总局的测试中,没有空净在臭氧项目上不合格。(详见「评测简读:质检总局,空气净化器」)

  • 但是在「国家家电质检中心」对空气净化器开展的产品质量安全风险监测中,臭氧浓度项目的不符合率是 9.1%。(来源:空气净化器产品质量风险分析研究- 刘开)

此外,EPA (美国环保局)、ASHRAE(美国供热制冷空调工程师协会) 和 CR(美国消费者报告)等多家机构也把净化器的臭氧问题视为安全隐患。

臭氧(Ozone)对人体健康是有害的,ASHRAE 环境健康委员会2011年提出的允许暴露浓度限值是10ppb(一亿分之一)。

不过,人们目前对于限值并没有一致的看法,所以根据预防性原则,尽可能采用无臭氧产生的净化技术。

译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

过滤和吸附

最后出场的是过滤式和吸附式,过滤+吸附是净化空气的传统套路,技术成熟,结构简单,滤网一般由非均匀排布的纤维材料制成。

杂乱交织的纤维既可以截留污染物,也能允许气流通过,然而过滤式滤网截留污染物并不是像筛子那么简单,其净化空气的机制可分为「五种」:「拦截」、「惯性」、「扩散」、「重力」和「静电」。(详见「空气净化器:净化法门」)

吸附式滤网则是利用「多孔固体」本身的吸附力来截留污染物,常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、分子筛和硅胶。

目前市面上单一的过滤式已经很少见,绝大部分都配备多层滤网,过滤式对颗粒物净化能力强,吸附式对气态污染物效果不错,两者正好互补。

过滤+吸附的优点是:

  • 选择范围大,便宜产品多。

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各式空净的价格分布和对比,数据来源:见文末

  • 高 CADR(颗粒物)产品多,对颗粒物净化效果佳,配合吸附式,对气态污染物也有一定净化效果。

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各式空净的 CADR(颗粒物)分布和对比,数据来源:见文末

过滤+吸附式的缺点主要是:

  • 空气阻力大,噪音相对较大。

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各式空净的噪声分布和对比,数据来源:见文末

  • CADR 随使用时间的增加而降低,需定时更换,长期不换,可能导致二次污染。

  • 不过 CCM(颗粒物)一般不高,使用寿命和使用成本不如静电式。

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各式空净的 CCM(颗粒物)分布和对比,数据来源:见文末

空净和气态污染物

空气污染物可分为三大类:

  • 颗粒物,有时被称为固态污染物,包括粉尘/灰尘、烟雾、花粉、皮屑等等。

  • 气态污染物, 包括CO(一氧化碳)、NO2(二氧化氮)、SO2(二氧化硫) 等气体,也包括超量的 O3(臭氧)。当然,还有 VOCs(挥发性有机化合物),也就是让大家害怕的甲醛、苯等等。

  • 微生物,主要是指细菌和病毒。

如上面所言,过滤式对气态污染物能力不怎么样,主要依赖吸附式。

吸附剂(Sorbent)对气态污染物有明显去除效果,研究显示人的嗅觉对其去除效果是有正面评价的,不过,是否对健康有利尚缺乏足够直接证据。
译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

不少空净宣称可以去除气态污染物,在实际评测中一些机型的 CADR(甲醛)也挺高,那么可以说空净能够搞定气态污染物吗?

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各式空净的 CADR(甲醛)分布和对比,数据来源:见文末

恐怕不能,吸附式对气态污染物的净化有局限性:

但是,物理吸附剂并非对所有污染物都有同样的效果。对非极性有机物、高沸点、大分子量的气态污染物效果要好些。
对于低浓度的分子量低于 50、高极性的物质,如甲醛、甲烷和乙醇,就不容易吸附。
如果吸附剂先吸附了低分子量、有极性和低沸点的污染物,当碰到非极性有机物、高沸点、大分子量的气态污染物时,它会释放(desorb)部分之前吸附的污染物,即存在吸附竞争现象。
此外,即使物理吸附剂是可以再生的,但是经济性值得考虑。
译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

所以,对付气态污染物,最好的办法还是扔掉和通风。

当室外大气质量良好时,通风(Ventilation)是有效的去除室内污染物的方法。
采用过滤和其他空气净化技术可以减小对通风的需求。
从证据看,目前的空气净化技术在去除气态污染物方面的作用还是有限的。
所以,通风还是不可替代的。
译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

其他意见

香港医学会(梁子超医生):

大部分净化机的设计主要是去除颗粒物,而配备如活性碳滤网等的净化机,往往只能去除少数种类的气态污染物。
建议消费者除了考虑使用空气净化机外,最重要是控制污染源头及保持空气流通。
吸烟产生的烟雾是室内最显著的污染物,而空气净化机不足以处理二手 烟中大量及多元化的有害物质,故应避免在室内吸烟。
来源:选择月刊 471 期

主要信息来源

Air Purifier Buying Guide - Consumer Reports

Guide to Air Cleaners in the Home - EPA

过滤器和空气净化技术的立场文件 - ASHRAE,译文来源:暖通空调净化,原始来源:ASHRAE

选择月刊 414 期

选择月刊 471 期

文中图表数据来源:

实体店售24款空气净化器比较试验结果 - 中国消费者协会

雾霾天来了,空气净化器性能如何? - 上海消保委

关于2016年空气净化器产品质量国家监督专项抽查情况的通报 - 质检总局

‍河北省消协空气净化器比较试验结果通报 - 河北消协

室内污染须防治,按需选用净化器 - 中国消费者协会

题图来源:Pixabay