张旭：科学战霾

　　我和我的一些科学客朋友创办了一个独立科学组织SciX。

　　Sci是科学的前缀，意思是洞察力，X表示未知。

　　我们会去做那些我们感兴趣并且有一定科学价值的事情，结果，为了我们的兴趣，也为了帮助我们自己，我们摊上了一件跟每个人都息息相关的事情，那就是空气。

　　主讲人：张旭，独立科学组织SciXLab创始人。SciXLab通过大数据分析大气中气体组份的周年变化，认证出几处《史记》中消失的古代遗址，使用几乎同样的数据挖掘方法，他预言了越来越普遍的雾霾天气，并参与研发SciX空气净化机。

　　那种奶白色空气

　　实际上，很多年前我们就注意到空气问题了。2013年，我们在罗布泊进行科学考察，我的一位朋友从北京直接打来电话问我说，他该用什么样的口罩，要用什么样的净化机？隔了一天他又问我，他还应不应该留在北京工作，是不是该离开？

　　我问我的朋友，一年前我们将非常昂贵的科学设备放置在你家，希望帮你设立一套你的呼吸保护方案，结果你拒绝了。为什么一年之后我们已经在沙漠里面了，你还不厌其烦打来电话，也不顾电话信号总是断。他说，“你们当时说的那种奶白色的空气，我以为只是偶然现象，但现在已经持续六七天了，我感觉到恐惧，你能不能回到北京时帮助一下我们？”

　　这种奶白色空气，就是我们常说的雾霾现象，上海地区对雾霾的认知大概是从2013年冬天开始的，北京地区是从2012年末、2013年初开始的。

　　随着全球气候变暖，我们注意到暖冬现象越来越普遍，而冬季气温较高的时候，就容易发生一种特别奇怪的现象叫逆温，即冷空气铺在下面、热空气在上面，这会导致整个城市空气不流动。城市空气不流动，就会使全部本地产生的颗粒物一直留在空气中，慢慢地空气就会像果冻化一样凝固，最后形成雾霾。全球气候变暖一直存在，所以以后雾霾的现象会越来越普遍。

　　呼吸保护方案

　　这对我们而言是一场灾难，但是我们并不知道该怎么应对。我们SciX研究了大量的科研论文，其中最重要的是发表在《柳叶刀》杂志上的一篇文章，这篇文章分析说：PM2.5占中国疾病负担（疾病、伤残和过早死亡对整个社会经济及健康的压力）的第4位。即便在美国，PM2.5的年平均浓度标准由不超过15微克改为不超过12微克，PM2.5仍是很严重的污染问题。

　　瑞典是空气最洁净的国家之一，但即使在瑞典，PM2.5也会造成很大的疾病负担。面对这样的疾病灾难时我们就想，如何进行自救？所以我们研究了整套呼吸保护的解决方案，不仅查看了论文，还查阅了实验室。

　　最后我们为了了解家庭情况，自己凑齐了科研仪器，在做了很多工作后发现，整个呼吸保护方案还是相对非常复杂的。有三件事情可能是避免不了的：第一件是洗鼻，第二件是戴猪鼻子形状的口罩，第三件是使用空气净化机。

　　如果没有空气净化装置，PM10到PM2.5之间的大部分颗粒物会被鼻腔捕获，人体自身能将它很快地排出，但鼻腔的免疫力负担会非常大，所以对鼻腔进行按时清洗非常重要。

　　清洗的方法就是通过非碘盐加纯净水，然后以用嘴呼吸的方式将水流注入一个鼻腔，水会从另外一个鼻腔将粘液和所有的污染物全部带出来，反过来再从另外一个鼻腔进行。听起来非常可怕，但这是我们面对雾霾时一个不得不操作的方法。

　　第二个是戴口罩。当我们不得不暴露在PM2.5中时，戴口罩是一个很好的隔离方法。口罩的类型非常多，很多人都不知道该如何选取和如何使用，实际上口罩是每个国家的战略资源，每个国家都有非常严格的口罩技术标准规定。

　　按照中国现有的PM2.5的污染，实际上应该选择中国国标KP95和KN95的口罩类型。P95口罩不仅可以去除95%的PM2.5颗粒物，而且可以去除伴随颗粒物一起存在的硫酸根、硝酸根和氨根，还有二氧化硫和二氧化氮。

　　最关键的是，我们也研究了怎么样在室内使用净化机。因为减少暴露时间是我们在这场灾难中保护自己的唯一的方法。人大概有50%的时间会待在室内，起码1/3的睡觉时间是待在室内的，那么保护室内的空气洁净是非常关键的，而这一点其实并不容易做到。

　　我们用仪器查过上百个家庭并进行了两年的跟踪，发现大部分空气净化机在室内是不起明显作用的。为什么？在一个环境里如果有很多人同时在呼吸而通风设备非常有限，二氧化碳含量就会超标。

　　大家可能都有感觉，我们在上学的时候，上课上到后半段都会发困，这是因为整个教室里的二氧化碳超标引起的。

　　美国欧盟对此都有严格的标准，超过1200PPM就要强制下课，达到3500PPM，美国雇员就可以告雇主。在中国，因为不大遵守民用建筑换气率标准，大家普遍认为家庭密封越严越好，这导致了家庭二氧化碳普遍超标。实际上民用建筑标准要求1小时能换0.4次的洁净空气到室内来，但它的前提假设是室外（空气）是洁净的，如果我们真正遵守民用建筑标准的话，所有欧系美系的净化机是无法在中国起作用的。

　　同样，在这些国家也有民用建筑标准，甚至有CDC美国疾控中心严格的防污缝隙标准。在其他国家室外空气是洁净的这个大前提下，如果室内有污染则会被净化机通过另外一个通路处理，就是内外换气。

　　但在中国，门窗不是一个净化源而是一个污染源，我们不但要解决室内的甲醛、二氧化碳和颗粒物问题，同时还要不断解决顺着门窗慢慢渗入的颗粒物问题，所以最后这个问题就变成一种二氧化碳、甲醛、PM2.5和空气净化机相互对抗的关系。

　　在这种对抗关系下，去做一套适合的空气净化机，其实并不容易。洁净空气量（缩写为CADR，是一个反映室内空气净化器净化能力的性能指标）不一样的净化机，在同样情况下处理的面积是不一样的。而且我们还要对抗二氧化碳，我们的民用建筑标准虽然设立得很好，但是大部分家庭并不满足这种建筑标准，所以我们需要开窗将二氧化碳放出，将洁净空气导入。所以如果我们采用一台洁净空气量较小的净化机，是无法把室内净化干净的。

　　做中国版的净化机

　　我们筛选了绝大部分净化机，发现真正起作用的都是那些万元级的净化机，我们本来是想出一套解决方案，包括洗鼻、包括怎么使用口罩，包括我们在什么天气下使用口罩，包括我们怎么用净化机，但是后来发现在净化这个环节上断了。没有办法，最后我们只好自己出手，将空气净化机性能不停提升，让它做到可以在中国的空气环境下工作。

　　总之，空气净化机是一个在中国非常非常反经验反直觉的领域。在这个领域里，外国的企业现在还不知道怎么去应对中国雾霾，而中国的企业还正在开始学习要怎么去应对。

　　面对中国特有的净化环境，我们SciX不是一个拼外观和功能的家电企业，也不是一个互联网创业企业，我们是一个想通过科学解决方案，认认真真帮助大家解决空气问题的创业团队。在面对如此复杂的问题时，综合性地解决整个空气问题还是要花很大心力的。

　　北京有60%的家庭甲醛超标，这是因为我们使用的大量密度板家具含有脲醛树脂引起的，它的释放周期长达10年，而活性碳去除甲醛，因为和水存在竞争关系，活性碳慢慢吸附甲醛之后，随着水蒸汽的吸入，又会把甲醛慢慢释放出来，所以最后会形成二次污染。

　　美国早在70年代就开始对甲醛进行严格地控制，所以国外的净化机也不存在类似的问题，而我们直接把国外的技术照搬来用，就会有很大的问题，所以我们设置了整套方案去解决甲醛的问题。

　　最终我们部分解决了空气净化机的问题，但它付出的代价非常大，第一我们要把过滤器的更换速度变得很勤；第二我们不得不使用紫外线进行生物灭活并且去除病毒；第三我们不得不对活性炭进行改性，以便它能去除甲醛。

　　整理/聂雨辰