使用空气质量监测器评估 COVID 风险及更多

这些消费设备追踪污染物以及 CO₂——可能是载有病毒的人类呼吸的替代指标

Young woman wearing face mask looking out over city. — 消费者空气质量监测器可以检测室外或室内污染物。

唐明东 *Getty Images*

在 COVID-19 大流行期间，我们中的许多人已经更加敏锐地意识到我们呼吸的空气。除了空气传播的病毒外，我们还不得不担心来自日益严重的野火的烟雾。一些天气预报现在通常包括室外空气质量指标，但根据美国环境保护署的数据，大多数美国人大约 90% 的时间都在室内度过。为了应对家庭或办公室中的空气传播健康威胁，现在有更多人使用手持式空气质量监测器追踪污染物，而且到 2027 年，此类设备的市场预计将在全球范围内达到 46 亿美元。

空气质量监测器于 20 世纪 30 年代首次亮相，曾经是需要训练有素的专家才能运行的笨重机器，但此后变得更小、更便宜且更易于使用。现代监测器通过将激光照射到一个小盒子，并确定空气中的颗粒物和其他物质散射了多少光线来评估空气质量。它们足够小，可以一手携带，许多流行的型号价格不到 200 美元，使其比以往任何时候都更容易获得。将这种可用性与日益雾霾的夏季天空和大流行病结合起来，“突然之间，人们真的有兴趣尽其所能地了解室内空气，并在某些情况下对其进行监测——我认为这非常好，”丹佛大学的气溶胶化学家 Alex Huffman 说。

空气中有什么？

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科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所科学副主任、大气化学家 Christine Wiedinmyer 说，室内空气包含多种尺寸的污染物。直径为 10 微米及以下的颗粒物，称为 PM₁₀，会影响人类健康，包括灰尘、霉菌、花粉、柴油尾气、臭氧和野火烟雾。其他颗粒物是由香、蜡烛，尤其是烹饪等事物产生的——例如，炉灶油炸对室内空气质量具有暂时的，但出乎意料的巨大影响。甚至更小的直径为 2.5 微米的颗粒物（大约相当于大肠杆菌细菌的大小）或更小的颗粒物，称为 PM_2.5，构成了最危险的污染物类别：较大的颗粒物（想想土路上的灰尘）会刺激眼睛、鼻子和喉咙，而 PM_2.5 颗粒物可以深入肺部，甚至进入血液，根据疾病控制和预防中心的数据。追踪这种类型的污染物对于“居住在家中的敏感人群（患有哮喘、慢性阻塞性肺病和其他心肺疾病）以及居住在远离任何[室外空气]监测网络的人”尤其有用，2020 年空气质量监测器研究的主要作者 Woody Delp 说。Wiedinmyer 说，如果“您住在大型室外污染源附近，例如道路和大型工业污染源”，也可能需要追踪室内颗粒物。“它们可能会在您家门口造成污染，并进入室内。”

除了颗粒物外，清洁用品以及家具中的胶水和清漆还会将称为挥发性有机化合物 (VOC) 的气体释放到空气中。这些物质在室内空气中的含量是室外空气的 2 到 5 倍——而且“某些化合物可能是致癌的，例如甲醛或苯”，Wiedinmyer 说。

最后，二氧化碳分子不是室内污染物，但 CO₂ 水平可以作为人类呼入房间的微小、可能携带病毒的液滴（称为气溶胶）数量的替代指标——因此也是室内 COVID 传播风险的替代指标。“如果我们看到 CO₂ 上升，那就意味着存在 CO₂ 来源，”Huffman 说。“如果是人，那么我们可以假设气溶胶也在上升。”如果水平下降，则表明房间的通风系统正在成功地用更新鲜、二氧化碳含量更低的空气替换污浊的空气。

如何使用空气质量监测器

市场上有数十种价格合理的空气质量监测器，大多数监测器可以测量颗粒物、VOC、二氧化碳或这三者的某种组合。有些监测器仅监测和显示当前的空气质量水平，而另一些则存储一段时间内的读数。其中一些设备配有智能手机应用程序，可以下载和存储数据，并以易于阅读的屏幕格式呈现。加利福尼亚州的独立机构南海岸空气质量管理局通过其AQ-SPEC 计划广泛测试了颗粒物和气体探测器，并提供了有关可用监测器类型的信息。

如果首要任务是追踪空气污染，Wiedinmyer 说，“首先，我会寻找 PM 监测器，因为我们知道许多健康影响与颗粒物水平和颗粒物有关。”她建议，一个不错的额外功能（但不是那么关键）是也可以检测臭氧和 VOC 的传感器。许多监测设备显示测量的 PM_2.5 读数，并将其转换为空气质量指数 (AQI) 分数和颜色方案。AQI“是环保署开发的一种指数，旨在让人们快速评估与其健康状况相关的风险；他们针对具有既存健康状况的敏感人群设置了不同的阈值”，劳伦斯伯克利国家实验室的建筑系统部门的科学家 Brett Singer 说。根据这些数据，人们可以决定采取行动来净化室内空气——这可能意味着打开厨房的抽油烟机半小时（一种低成本的家庭空气净化方法），或者投资购买单独的空气过滤装置，如果柴油卡车经常在窗外怠速行驶，或者在野火烟雾事件期间，可以使用空气过滤装置。

对于有助于追踪 COVID 安全性的空气质量监测设备，Huffman 推荐一种特定类型的二氧化碳传感器。“重要的是人们购买所谓的 NDI 或非色散红外传感器，”他说。“现在大多数都是这种传感器，但也有所谓的固态传感器，在这种情况下人们不应该购买。”由于室外空气中二氧化碳的浓度约为百万分之 450 (ppm)，Huffman 补充说，“高于 800 ppm 的 CO₂ 开始变得危险”，因为它可能表明任何 COVID 气溶胶的浓度也会很高。对于这些水平，Huffman 建议打开窗户让一些新鲜空气流通。但是，他强调，这个数字只是一个替代指标；它不直接与 COVID 风险相关。例如，当空气通过 HEPA 过滤系统时，即使病毒颗粒被安全去除，它也可能保持相同的二氧化碳水平。即使使用空气过滤器，二氧化碳超过 2,000 ppm 的任何情况仍然可能存在风险，Huffman 说。该水平表明呼气的人群浓度很高——而过滤器只能以如此快的速度工作。