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对于户外跑步者而言,在 PM2.5 数值很高的情况下,应该佩戴哪种口罩?

[日期:2016-04-21] 来源:知乎  作者:十二年梦一场 [字体: ]

  对于跑步只在秋冬时节戴个棉口罩还是为了防寒、雾霾天类雾霾天下雨天绝壁不户外跑的人,这个题目实在没生活经验可以分享,所以查阅了一些基础文献,希望对题主有所启发。

  对于没有时间看全文的情况,我简单说下结论:一般市售的防PM 2. 5口罩,暂不谈口罩本身质量、品牌、真伪等差异,单说符合标准的N95(美标)类口罩,过滤效果过关,密合性与呼吸舒适度是矛盾的两个方面,解决密合性问题,必然以牺牲舒适度为前提。所以,正规的防PM 2. 5口罩目前基本不适合跑步时佩戴。

  而PM 2. 5只是评判空气质量的标准之一,以颗粒尺寸为标准进行定义而非成分标准,其成分可能多达上万种,从某种意义上来讲,目前也尚不存在一款能有效过滤PM 2. 5的成熟口罩。

  所以我的结论是:PM 2. 5含量过高时,请避免进行户外跑步。

  pm2.5口罩这类货绝壁还不是为了给人跑步时设计的。

  活着实属不易,自己何苦为难自己。

  且跑且珍惜吧。

  ————以下仅为从专业的非常小的角度出发搜集材料后写下的正文————

  空气中存在着巨量人类肉眼看不见的细小悬浮颗粒物,按粒径分布可将其分为总悬浮颗粒物(TSP,Total Suspending Particulate matter) 、可吸入颗粒物(Particulate Matter 10和 PM Particulate Matter 2. 5,简称PM10和PM 2. 5) 和超细粒子。

  TSP:空气动力直径≤100. 0μm 的颗粒物

  PM10:空气动力学直径≤10. 0μm 的颗粒物

  PM2.5:空气动力学直径≤2. 5μm 的颗粒物

  超细粒子:粒径小于0. 1μm 的颗粒物

  为了便于理解,单位说明如下:

  1米=10分米=100厘米=1000毫米=1000000微米(1m=10dm=100cm=1000mm=1000000μm)

  1毫米=1000微米(1mm=1000μm)

  通俗来理解的话,就是将普通刻度尺上最小的单位毫米格,等分为1000份,每一份就为1微米。正常人的头发是0.05—0.07毫米即50-70微米。所以,PM2.5也被叫做细粒子、入肺颗粒物, 其直径不到人的头发丝粗细的1 /20。其基本特征是体积小、 重量轻, 在大气中滞留时间长。危害范围广,最主要的两项是:造成雾霾天气,降低能见度;通过呼吸道进入肺泡,引发肺气肿等疾病。

  PM2.5的化学组分主要包括有机碳、碳黑、 粉尘、 硫酸铵(亚硫酸铵)、 硝酸铵等五类物质。有机碳、碳黑、 粉尘, 属于原生颗粒物, 被称为一次颗粒物。硫酸铵(亚硫酸铵)、 硝酸铵等, 是由人类活动排放或自然产生的二氧化硫和二氧化氮等, 在大气中经过光化学反应形成的二次污染物,所以被称为二次颗粒物。

  ——————————————弄清楚PM2.5的概念后说口罩——————————————

  题主所描述为跑步时佩戴的口罩,姑且认是我们平时佩戴着为了防止粉尘污染、病毒传染的空气过滤式口罩。在不考虑防毒面具等特殊类口罩,以下讨论仅限于平面口罩。

  口罩功效依据滤料材质、密合性设计、外观样式等而不同。依据滤料材质分为棉布口罩、无纺布口罩、高分子材料口罩、活性炭粉滤芯口罩、活性炭纤维毡垫口罩。

  

 

  好的防护口罩的滤料,应具备以下三个条件:

  面具与使用者面部密合良好的情况下过滤效率高

  呼吸阻力小

  使用者感觉舒适

  一般口罩存在的一个大问题是密合性的问题,多数不能确保百分百和使用者的脸部密合,只要口罩的密合性不好,再好的过滤效率也没用!为了增强密合性,在设计和选材上选择硅胶。采用硅胶解决密合性问题,必然以牺牲舒适度为前提。舒适度问题在跑步时使用明显。所以,一般口罩在雾霾天,基本不能用来跑步时佩戴。

  再说一下医用外科口罩和医用一次性口罩,这种口罩可以阻挡直径大于4微米的颗粒,对0.3微米的颗粒物, 医用外科口罩透过率为18.3%, 普通一次性医用口罩为85.6%。这两种医用口罩对细小的颗粒物阻挡效果也有限。

  ——————-——————重点来到了炙手可热的PM2.5口罩喽————————————

  先辟个谣~

  “PM2.5口罩”不是一个科学概念,同样 “N95口罩” 也不能被称作“PM2.5口罩” 。

  “N95”是美国国家职业安全健康研究所标准,在防颗粒物呼吸器过滤效率的各个级别中属最低一档,它对非油性颗粒物, 如粉尘、 漆雾、酸雾以及病毒等微生物的过滤效率确实可以达到95%以上。尽管它能滤除粒径小于2.5微米的 PM2.5,但它不是为这项单一功能专门设计的, “3M不会称其为PM2.5口罩” 。

  ——“N95口罩”研制方,3M公司大中华区总裁张凌寒

  就PM2.5口罩结构设计而言,主要分为口罩和鼻式过滤两种,对于口罩,除传统布罩式外,还在布罩式的基础上,引入了众多辅助装置,提高过滤效果及呼吸舒适度。

  就 PM2.5 口罩过滤方式而言,主要以简单耳挂式口罩为主,其主要改进手段在于通过对过滤膜滤材的设计进而提高过滤PM2.5 的作用,如对纺丝的材质及形成细孔的微细化,以能够有效阻挡细颗粒物,同时出现了其它新颖的手段,如电、磁、化学手段的运用,吸附其沉降、或远离呼吸通道;而对于溶液吸附式,其过滤效果更优,解决了口罩不利于呼吸的问题,直接把过滤的空气输入到口罩中,其缺点是相对于简单布罩式具有较重的体积和不易携带问题。

  对市售防PM2.5的口罩所采用的过滤PM2.5细颗粒物的方式进行统计,基本可分为以下几种:简单过滤式、电吸附过滤式、磁吸附过滤式、化学吸附过滤式、溶液吸附过滤式等。

  简单过滤式就是通过过滤棉、过滤纤维等形成的细孔小于PM2.5的结构进而过滤的方式,其一般分为单层或多层滤膜结构,主要改进之处在于滤材滤膜滤孔的设计。

  中国发明专利申请CN201210004904.2 采取的滤材为使用一种超长超细纤维无纺布材料制作:由不间断的超细长丝组成,每根单丝的直径为 0.15 dtex、每根单丝都有均匀的16根菊瓣式分叉,经超细高纯水针爆破缠结而成,双组分超细纤维,经爆破性物理缠结而形成致密的布料结构,布的重量为100~150克/平方米、组成布的纤维间空隙小于1微米。进而双层或多层折叠后缝边、加系带后制成。

  中国发明专利申请 CN200520118597.6 则通过由 2~3 层静电纺丝吸附过滤材料层形成复合过滤层,其过滤层材料为静电纺丝氯化聚氯乙烯纤维层,静电纺丝双乙酸酯纤维层及静电纺丝聚醚砜纤维层之一或叠加,对实验医用滑石粉(悬浮粒径小于5μm占90 %以上,小于2μm占70 %以上)的去除率为90 %~95 %,口罩质量为8~9克。其它指标均达到GB/T 2626-92自吸过滤式防尘口罩通用技术条件中的要求。

  电吸附过滤式

  电吸附式的原理主要是使得过滤层带电或局部呈现电极化,通过静电吸引技术俘获微粒以达到过滤细颗粒物的技术,如中国发明专利申请 CN201210061581.0 提出了一种通过电晕法或击穿法等驻极技术,将氟塑料薄膜、海绵材料驻极化,进而制备空隙直径为纳米的滤层材料。所述的驻极体材料是对氟塑料等材料,在强外电场等因素的作用下,极化并能长期存储电荷。在氟塑料驻极体材料中存在静电场,材料上众多的纳米级孔隙类似无数个无源集尘电极,当空气中的微米、亚微米或纳米级悬浮颗粒,随空气通过这些孔隙时被阻挡在滤层外,在电场力的作用下被捕获,空气中的中性微粒子在通过驻极体材料滤层时因感应或极化而成为偶极子,也被有效的阻挡和捕获。

  磁偏离除去式

  CN201210172653.9公开了一种雾霾保健口罩,它是在多层织物构成的普通口罩的内部加4个磁片, 其中两个磁片的位置在鼻翼两侧对应迎香穴,另外两磁片在上述两磁片的下部外侧对应下关穴位。口罩所带磁片产生磁场,雾霾中带正、负电荷的一次、二次颗粒物及金属颗粒物,在洛伦兹力作用下,上述三种颗粒物产生偏转,使颗粒物远离鼻腔吸入通道。

  化学吸附法

  化学吸附主要是通过化学物质的极性与微粒的相互作用进而吸附过滤的方式。中国发明专利申请 CN201210153906.8 主要针对熔喷无纺布过滤材质的聚丙烯纤维极性仍然不够高的情况,采取了在其表面浸渍更高极性高分子化合物的方法,进而通过增强与微粒的吸附力减少吸入微粒。所述高分子化合物为采用醋酸乙烯和丙烯酰胺共聚得到醋酸乙烯-丙烯酰胺共聚乳液后经氢氧化钠溶液皂化反应得到的醋酸乙烯-丙烯酰胺。对约 0.3 μm 氯化钠气溶胶粒子的截留率可高达90 %以上。

  溶液吸附过滤法

  溶液吸附法主要是将含有细颗粒物的空气通过吸附溶液,经过溶液吸附滞留细颗粒物,通过的空气进入呼吸通道。中国实用新型专利 ZL201320031274.8 公开了通过微型空气泵将雾霾空气泵泵入含吸附液的容器,过滤后的空气通过吸附液容器的输出管进入呼吸通道。

  如果你有耐心读完上面所有的内容来到了这里,不管懂不懂,那么也都能发现:

  PM2.5口罩这类货绝壁还不是为了给人跑步时设计的。

  活着实属不易,自己何苦为难自己。

  且跑且珍惜吧。

  综上:

  普通行走情况下,如果空气质量好,佩戴普通纯棉口罩就可以,雾霾天选择医用一次性口罩和18层纱布口罩, 如果空气污染指数特别高时, 可以考虑N95口罩,但口罩戴上去呼吸难度大,不是所有人都适用,不建议长时间、 大范围使用。

  跑步情况,雾霾天气甚至污染程度更大的情况,因为尚不存在一款能有效过滤PM 2. 5的成熟口罩,所以,请尽量避免进行户外活动。

  另:

  注意口罩本身的卫生。

  关注口罩材质。 比如时下流行的卡通口罩, 多为化纤材质, 且色彩鲜艳, 染色印花过程可能存在签在的危害,如禁用染料的使用、染色各项牢度指标是否达标等。

  注意口罩与面部的贴合度。

  从正规渠道购买并留意合格标志,选择大点的品牌。





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