近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）开发了一种新的空气净化器标准测试方法，用于测量空气净化器中可能产生的潜在有害化学物质。
在COVID-19和大范围的野火之后，对空气净化器的需求激增，这些机器可以去除室内空气中潜在的有害颗粒物。制造商通过生产更多种类的专为单人房间设计的空气净化器产品来应对这一需求。
空气净化器的主要功能是净化空气，使人们呼吸的空气更加安全、舒适。然而，在净化过程中，一些空气净化设备还可能释放新的不需要的化学物质作为副产品。这些化学物质大量存在的环境可能对人体有害，但目前尚不清楚这些设备向空气中释放多少副产品。解决这个问题的第一步是找到一种可靠的方法来测量这些不受欢迎的副产品。
这种测量解决方案刚刚被创造出来，一种新的标准测试方法上周刚刚发布。美国国家标准与技术研究院（NIST）主导开发了这项新的测试，该测试提出了一种一致的方法来测量和比较各种空气净化器副产品。这项测试将促使制造商积极改进他们的设备，让消费者能够更有依据的进行同类比较，并为这些副产品的排放限制铺平道路。
并非所有空气净化器都是一样的。室内空气中漂浮着许多污染物——宠物皮屑、烹饪烟雾、清洁产品产生的化学烟雾，甚至是微小的微生物。不同的空气净化器被设计用来针对不同类型的污染。一些空气净化器使用化学方法或释放能量的手段来去除空气中的这些污染物，而这一过程可能反而会增加室内的污染物质。
纤维过滤器是最常见的空气净化器类型，但它通常无法去除空气中的化学物质。“大多数空气净化器设计的目标是去除相对较大的颗粒而不是小分子，”NIST室内空气质量研究员达斯汀·波彭迪克（Dustin Poppendieck）解释道，“因此仅靠过滤器可能不足以去除空气中所有令人担忧的物质。
一些空气净化器能够主动杀死空气中的病毒或中和有害小分子。方法包括用紫外线照射室内空气、电离空气或让空气经过催化剂进行化学反应，这些催化剂会与污染物发生反应，将其分解成水和二氧化碳等基本无害的物质。
这些主动型空气净化器确实可以去除空气中的小分子污染物，但它们同时也可能向空气中释放了新的化学物质。例如，紫外线会产生臭氧，而高浓度的臭氧环境对人体是有害的。
除了检测臭氧外，新的测试方法还会测量另外两种潜在污染物，甲醛和超细颗粒物，以全面了解净化器对室内空气的影响。
“如果你在打开空气净化器后，检测到空气中发现了甲醛或超细颗粒，那么你就知道净化器中正在发生一些不需要的化学反应，”Poppendieck解释道。“当有不需要的新分子出现时，它们可能会与空气发生化学反应，变得更大或更小。如果它们分解变小，就可能会转变为甲醛。而如果它们变大，则可能会形成空气质量专家所说的'超细颗粒物'。
为了进行测试，研究人员在包含一组特定化学物质的密封房间中运行空气净化器四个小时。然后，他们测试房间内空气样本中的这三种污染物的含量：臭氧、甲醛和超细颗粒物。
臭氧和甲醛会吸收紫外线。因此，研究人员通过将紫外线照射到样品中并测量在特定波长下被吸收的光量，以此来确定这些化学物质的浓度。
超细颗粒物是通过一种被称为扫描迁移率粒径分析法（SMPS）的过程来进行测量的。首先，测试人员将空气通过 X射线场。这使得空气中的任何粒子都带有可预测的电荷，从而可以通过电场将其推动。较大的颗粒带有更强的电荷，因此会被推动得更有力。然后，测试人员再使用电场从空气中去除较大的颗粒，只留下他们感兴趣的小颗粒。此时，颗粒太小，以至于难以直接计数，因此测试人员会将使颗粒通过一个冷蒸汽浴。颗粒吸收水分后会膨胀到足以散射激光的大小。最后计算激光被散射的次数，测试人员就可以确定样本中的超细颗粒物的具体数量。
这项新的测试方法由标准制定组织ASTM International发布。NIST在提议新的标准、召集利益相关者以及开展为期四年的基础研究方面发挥了关键作用。新的测试方法是一项共识标准，这意味着它是在空气质量研究人员、空气净化器制造商、测试实验室和公众的共同参与下制定的。这种审议可能是一个漫长的过程，但为了制定出公平且值得信赖的测量标准，确保各方达成共识是非常重要的。
标准化的测试方法使竞争环境更加公平。如果所有人都以相同的方式来测量这些化学副产品，那么比较不同公司生产的空气净化器就会变得容易得多，公司也更容易评估自己的产品并进行改进。出于安全原因，该测试还提供了一种明确的方法来公平地测试这些设备，为所有空气净化器的副产品设定严格限制。
作为测量科学方面的专家，NIST为此类标准提供了严谨的科学依据，这些标准能够满足其他政府机构的需求并解决对新技术不断变化的担忧。
“我很高兴它终于发布，并将开始对世界产生影响，” Poppendieck说。“现在终于能够精确的测量这些副产品，我们可以更有信心地认为空气净化器对我们呼吸的空气是有益的。”
