使用空氣質量監測器評估 COVID 風險及更多

這些消費裝置追蹤汙染物以及 CO₂——可能是載有病毒的人類呼吸的替代指標

Young woman wearing face mask looking out over city. — 消費者空氣質量監測器可以檢測室外或室內汙染物。

唐明東 *Getty Images*

在 COVID-19 大流行期間，我們中的許多人已經更加敏銳地意識到我們呼吸的空氣。除了空氣傳播的病毒外，我們還不得不擔心來自日益嚴重的野火的煙霧。一些天氣預報現在通常包括室外空氣質量指標，但根據美國環境保護署的資料，大多數美國人大約 90% 的時間都在室內度過。為了應對家庭或辦公室中的空氣傳播健康威脅，現在有更多人使用手持式空氣質量監測器追蹤汙染物，而且到 2027 年，此類裝置的市場預計將在全球範圍內達到 46 億美元。

空氣質量監測器於 20 世紀 30 年代首次亮相，曾經是需要訓練有素的專家才能執行的笨重機器，但此後變得更小、更便宜且更易於使用。現代監測器透過將雷射照射到一個小盒子，並確定空氣中的顆粒物和其他物質散射了多少光線來評估空氣質量。它們足夠小，可以一手攜帶，許多流行的型號價格不到 200 美元，使其比以往任何時候都更容易獲得。將這種可用性與日益霧霾的夏季天空和大流行病結合起來，“突然之間，人們真的有興趣盡其所能地瞭解室內空氣，並在某些情況下對其進行監測——我認為這非常好，”丹佛大學的氣溶膠化學家 Alex Huffman 說。

空氣中有什麼？

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科羅拉多大學博爾德分校環境科學合作研究所科學副主任、大氣化學家 Christine Wiedinmyer 說，室內空氣包含多種尺寸的汙染物。直徑為 10 微米及以下的顆粒物，稱為 PM₁₀，會影響人類健康，包括灰塵、黴菌、花粉、柴油尾氣、臭氧和野火煙霧。其他顆粒物是由香、蠟燭，尤其是烹飪等事物產生的——例如，爐灶油炸對室內空氣質量具有暫時的，但出乎意料的巨大影響。甚至更小的直徑為 2.5 微米的顆粒物（大約相當於大腸桿菌細菌的大小）或更小的顆粒物，稱為 PM_2.5，構成了最危險的汙染物類別：較大的顆粒物（想想土路上的灰塵）會刺激眼睛、鼻子和喉嚨，而 PM_2.5 顆粒物可以深入肺部，甚至進入血液，根據疾病控制和預防中心的資料。追蹤這種型別的汙染物對於“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）以及居住在遠離任何[室外空氣]監測網路的人”尤其有用，2020 年空氣質量監測器研究的主要作者 Woody Delp 說。Wiedinmyer 說，如果“您住在大型室外汙染源附近，例如道路和大型工業汙染源”，也可能需要追蹤室內顆粒物。“它們可能會在您家門口造成汙染，並進入室內。”

除了顆粒物外，清潔用品以及傢俱中的膠水和清漆還會將稱為揮發性有機化合物 (VOC) 的氣體釋放到空氣中。這些物質在室內空氣中的含量是室外空氣的 2 到 5 倍——而且“某些化合物可能是致癌的，例如甲醛或苯”，Wiedinmyer 說。

最後，二氧化碳分子不是室內汙染物，但 CO₂ 水平可以作為人類呼入房間的微小、可能攜帶病毒的液滴（稱為氣溶膠）數量的替代指標——因此也是室內 COVID 傳播風險的替代指標。“如果我們看到 CO₂ 上升，那就意味著存在 CO₂ 來源，”Huffman 說。“如果是人，那麼我們可以假設氣溶膠也在上升。”如果水平下降，則表明房間的通風系統正在成功地用更新鮮、二氧化碳含量更低的空氣替換汙濁的空氣。

如何使用空氣質量監測器

市場上有數十種價格合理的空氣質量監測器，大多數監測器可以測量顆粒物、VOC、二氧化碳或這三者的某種組合。有些監測器僅監測和顯示當前的空氣質量水平，而另一些則儲存一段時間內的讀數。其中一些裝置配有智慧手機應用程式，可以下載和儲存資料，並以易於閱讀的螢幕格式呈現。加利福尼亞州的獨立機構南海岸空氣質量管理局透過其AQ-SPEC 計劃廣泛測試了顆粒物和氣體探測器，並提供了有關可用監測器型別的資訊。

如果首要任務是追蹤空氣汙染，Wiedinmyer 說，“首先，我會尋找 PM 監測器，因為我們知道許多健康影響與顆粒物水平和顆粒物有關。”她建議，一個不錯的額外功能（但不是那麼關鍵）是也可以檢測臭氧和 VOC 的感測器。許多監測裝置顯示測量的 PM_2.5 讀數，並將其轉換為空氣質量指數 (AQI) 分數和顏色方案。AQI“是環保署開發的一種指數，旨在讓人們快速評估與其健康狀況相關的風險；他們針對具有既存健康狀況的敏感人群設定了不同的閾值”，勞倫斯伯克利國家實驗室的建築系統部門的科學家 Brett Singer 說。根據這些資料，人們可以決定採取行動來淨化室內空氣——這可能意味著開啟廚房的抽油煙機半小時（一種低成本的家庭空氣淨化方法），或者投資購買單獨的空氣過濾裝置，如果柴油卡車經常在窗外怠速行駛，或者在野火煙霧事件期間，可以使用空氣過濾裝置。

對於有助於追蹤 COVID 安全性的空氣質量監測裝置，Huffman 推薦一種特定型別的二氧化碳感測器。“重要的是人們購買所謂的 NDI 或非色散紅外感測器，”他說。“現在大多數都是這種感測器，但也有所謂的固態感測器，在這種情況下人們不應該購買。”由於室外空氣中二氧化碳的濃度約為百萬分之 450 (ppm)，Huffman 補充說，“高於 800 ppm 的 CO₂ 開始變得危險”，因為它可能表明任何 COVID 氣溶膠的濃度也會很高。對於這些水平，Huffman 建議開啟窗戶讓一些新鮮空氣流通。但是，他強調，這個數字只是一個替代指標；它不直接與 COVID 風險相關。例如，當空氣透過 HEPA 過濾系統時，即使病毒顆粒被安全去除，它也可能保持相同的二氧化碳水平。即使使用空氣過濾器，二氧化碳超過 2,000 ppm 的任何情況仍然可能存在風險，Huffman 說。該水平表明呼氣的人群濃度很高——而過濾器只能以如此快的速度工作。