空气净化器二次污染情况研究

焦晓兰 徐正翱 王迪 苏进财 李轶

JIAO Xiaolan XU Zhengao WANG Di SU Jincai LI Yi

中国家用电器研究院 北京 100053

China Household Electric Appliance Research Institute Beijing 100053

1 引言

随着我国经济水平的快速发展，工业化水平的显著提高，空气污染问题日益突出。同时，由于住房条件得到的巨大改善，装修污染及室内家具污染，也成为危害室内空气质量的主要原因。如何改善室内空气质量，获得更加健康舒适的生活、工作环境成为了人们关注的重点。空气净化器作为一种可以对空气中颗粒物、气态污染物、微生物等一种或多种有害物质具有一定去除能力的家用电器，成为了人们治理室内空气污染的主要选择。

目前市场上常见的空气净化器，对颗粒物的净化方式主要分为两类：一是依靠高效过滤器（HEPA）滤网对空气中的微粒进行过滤；另一种是利用静电使空气中的微粒带电，再通过集尘装置捕集带电粒子，从而达到净化的目的。对气态污染物的净化方式较多，较为主流的净化方式是通过活性炭等具有较大比表面积的材料，对气态污染物进行物理吸附或化学吸附。此外，等离子及其协同技术、金属氧化物催化分解技术、光催化氧化分解技术[1]等也被应用于空气净化器对气态污染物的净化方法中。但是随着空气净化器的使用，各类污染物在净化器内富集，这些污染物可能会被空气净化器再次释放，形成二次污染。净化器产品销售中，容易被投诉的使用后滤网产生异味的问题，就是一种典型的空气净化器二次污染。[2]

2 二次污染成因分析

从空气净化器所去除的污染物种类分析，空气净化器产生的二次污染可能来自于三个方面。一是过滤网富集的颗粒物等固态污染物，在空气净化器风机的作用下，可能会从滤网边框未与空气净化器紧密贴合的部分再次泄露。虽然使用静电式净化器可以避免颗粒物在滤网上的富集而产生的二次污染，但是静电技术在使用中会产生臭氧，同样会对室内空气造成了污染。二是净化器滤网通过物理吸附的气态污染物达到饱和，可能会将滤网上的有害气体再次释放。而使用化学吸附方式虽然可以有效减少气态污染物再次释放，但是化学吸附的方式是在活性炭等载体上加载化学试剂，对载体进行改性，如果选用的化学试剂不当，会将新的污染物引入空气净化器所在环境中。例如过滤网上对活性炭改性残留的化学溶剂、组装时使用的胶黏剂等都可能会散发异味。尤其是在夏季，室内温湿度较高的条件下，容易使滤网上的化学物质释放到室内，造成污染。三是富集在滤网上的微生物，在滤网上大量繁殖并产生代谢产物，这些有害物质可能再次释放到环境空气中，对使用者的健康造成不利影响。

3 空气净化器二次污染测试

参考现有标准GB 21551.3-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能 空气净化器的特殊要求》中空气净化器有害物质的测试方法，测试空气净化器开启后，距离出风口一定距离的污染物浓度。标准规定了不同污染物的测试距离，本试验挑选最不利条件，以出风口5cm处作为测试距离。根据实际环境中主要存在的气体及固体污染物，选取PM10、PM2.5作为固态污染物测试对象，选取装修中普遍存在的甲醛及常见异味氨作为气态污染物测试对象。测试地点：北京市西城区，测试时间：2018年4～6月，室内温度：18～25℃，相对湿度在20～50%。

3.1 测试设备

粉尘测定仪：TSI 8530；

紫外可见分光光度计：岛津 UV-2600；

大气采样器：Gilian IAQ-Pro-II；

微生物采样器：北京明杰蓝天科技有限公司 FA-1。

3.2 试验药品

酚试剂(MBTH)：AR；硫酸铁铵[FeNH4(SO4)]：

AR；

水中甲醛溶液标准物质（BW20040-100-W-20）：

100mg/L；

氨(GBS 0 4-2831-2011)：10 0 0μg/m l；硫酸（H2SO4）：AR；

亚硝基铁氰化钠[Na2Fe(CN)5·NO·2H2O]：AR；水杨酸[C6H4(OH)COOH]：AR；

氢氧化钠（NaOH)：AR；次氯酸钠溶液（NaClO）：AR；氯化钠（NaCl）：AR；

蛋白胨：BR；牛肉浸膏：BR；琼脂：BR。

3.3 二次污染测试

图110台空气净化器污染物释放的浓度

选取10台不同品牌、过滤方式的空气净化器样机放置于同一空间内，打开门窗，开启空气净化器最大档位，每天运行8h。该空间内甲醛浓度长期处于0.01～0.02mg/m3，氨浓度长期处于0.07～0.09mg/m3。净化器运行期间，PM2.5浓度平均值为50μg/m3，PM10平均浓度为72μg/m3。

定期对空气净化器出风口5cm处的PM2.5、PM10、甲醛、氨浓度进行测试，每种污染物每次平行采集3个样品进行测试，结果取平均值。测试方法依据GB/T 18204.2-2014《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》中规定的相关方法进行。PM2.5及PM10的测定，采用光散射法；甲醛的测定采用酚试剂分光光度法；氨的测试采用靛酚蓝分光光度法。

4 测试数据与结果分析

对10台空气净化器在初始状态（全新净化器）下及在实际环境下运行30天，60天，90天时的出风口5cm处污染物浓度进行测试，每次测试空气净化器不运行时的环境本底浓度及空气净化器开启最大风速档位时的浓度，空气净化器污染物释放结果见图1。从图中可以看出，10台空气净化器在初始状态下，几乎不释放污染物。随着使用时间的增加，10台空气净化器向外释放的污染物浓度逐渐增加，气态污染物的释放浓度明显高于固态污染物。10台空气净化器释放出的4种污染物中，氨的浓度最高，可以推断出空气净化器的滤网对氨的吸附能力较差，容易达到饱和状态，产生氨二次污染的风险较高。而固态污染物的释放在3个月内保持较低的浓度，可以推断出，空气净化器产生颗粒物二次污染的风险相对较低。

表1 10台空气净化器出风口5cm处释放菌落总数

为了验证空气净化器释放的固态污染物中是否存在微生物，试验组又对空气净化器开启90天时出风口5cm处的菌落总数进行了测试，每次测试空气净化器不运行时的环境本底菌落总数及空气净化器开启最大风速档位时的菌落总数，测试方法参照GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》附录D，测试结果见表1。通过表中数据可知，10台样机释放的菌落总数相差较大，其中3号样机菌落总数释放量明显大于其他净化器。由于3号样机的净化方式为静电集尘式，当集尘极上附着的污染物没有被及时清理时，上面附着的颗粒物、微生物等可能随净化器产生的气流再次释放到空气中，导致二次污染的发生。

5 结论

通过对二次污染成因的分析及对10台空气净化器运

行3个月期间出风口污染物浓度的测试，证明了空气净化 器在使用中存在二次污染风险，且气态污染物更易发生二次污染情况。目前我国净化器相关标准中，仅对未使用的全新空气净化器进行有害物质释放的评价，而没有对使用后的净化器可能产生的二次污染建立相关测试评价方法。为了消费者在使用空气净化器过程中，一直可以获得安全卫生的室内空气质量，应在空气净化器标准中加入对二次污染的测试及评价方法，如在试验室内用几种特征污染物代表实际环境中的存在的各类污染物，加快滤网对污染物的富集速度，最终形成快速、普适的空气净化器二次污染测试方法。以此督促空气净化器生产企业改进滤网配方、制作工艺，减少二次污染的产生，为消费者提供更加安全健康的空气净化器产品。