Làm sạch không khí trong nhà của bạn không phải là đơn giản như đôi khi bạn vẫn nghĩ. Không khí trong nhà của bạn có thể chứa nhiều chất ô nhiễm khác nhau, từ các hạt rắn như bụi, nấm mốc và phấn hoa đến các khí như CO2 , formaldehyde, ozone trong nhà (O3) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ( VOC ).
Điều đó thậm chí còn không bao gồm các chất ô nhiễm sinh học trong không khí như vi khuẩn và vi rút sống trên hầu hết mọi bề mặt ở bất kỳ đâu – và nhiều chất trong số này có thể xâm nhập vào không khí của bạn và được thở thẳng vào đường hô hấp, thâm nhập vào mô hô hấp và lây nhiễm toàn bộ cơ thể bạn.
Đó là lý do tại sao máy lọc không khí bằng tia cực tím (máy lọc không khí bằng tia UV) ra đời: để giải quyết mối lo ngại phổ biến rằng máy lọc không khí không làm được gì với hàng triệu vi khuẩn và vi rút truyền nhiễm có thể gây ra và lây lan các bệnh như cảm lạnh, cúm và thậm chí cả bệnh lao.
Và trong sự bùng phát của vi rút SARS-CoV-2 gây ra bệnh COVID-19, việc lọc không khí bằng tia cực tím để khử hoạt tính của các hạt vi rút trong không khí đã thu hút nhiều sự chú ý hơn như một cách giúp ngăn chặn sự lây lan của đại dịch chết người này.
Khử trùng bằng tia UV đã có lịch sử lâu đời trong lĩnh vực y tế. Nghiên cứu sâu rộng cho thấy rằng tia UV đặc biệt giúp ngăn vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm lây lan các bệnh nhiễm trùng mắc phải bệnh viện.
Nhưng liệu máy lọc không khí UV có xứng đáng để làm sạch không khí trong nhà của bạn không?
Trước khi bạn ngay lập tức có được “phương pháp chữa bệnh kỳ diệu” này, bạn nên xem xét kỹ hơn những tuyên bố đằng sau việc lọc không khí bằng tia UV để hiểu liệu nó có thực sự làm được những gì nó có thể làm hay không.
Làm thế nào để tia UV “làm sạch” không khí?
Đèn UV được sử dụng trong máy lọc không khí bằng tia UV được thiết kế để khử trùng sinh vật có khả năng lây nhiễm, vi khuẩn hữu cơ và vật chất vi rút vô cơ từ không khí đi qua máy lọc.
Vũ khí bí mật của tia UV chống lại vi khuẩn và vi rút? Tổn thương DNA – giống như tia UV từ ánh nắng mặt trời có thể làm hỏng tế bào da của bạn và gây ung thư da, tia UV có thể làm hỏng và đôi khi phá hủy DNA tạo nên vi khuẩn và vi rút.
Cũng giống như tia UV từ ánh nắng mặt trời có thể làm hỏng các tế bào da của bạn, tia UV có thể làm hỏng và đôi khi phá hủy DNA tạo nên chất vi khuẩn và vi rút.
Có hai cách chính mà tia UV thực hiện được điều này.
Đầu tiên, vi khuẩn là sinh vật sống, và tia UV làm hỏng DNA của chúng.
Khi DNA của vi khuẩn bị hư hỏng, vi khuẩn không thể hoàn thành hai quá trình sinh sản quan trọng được gọi là phiên mã và sao chép, cho phép chúng tạo ra nhiều vi khuẩn hơn. Điều này khiến chúng không thể phát triển, sinh sản và hình thành các khuẩn lạc khổng lồ trên khắp cơ thể bạn, nguồn gốc của nhiều bệnh truyền nhiễm.
Ngược lại, vi rút không thực sự sống – chúng được tạo thành từ vật liệu DNA và RNA mà vi-rút sử dụng để xâm nhập vào các sợi DNA của tế bào sống, lây nhiễm DNA vi-rút bị ô nhiễm của chính chúng và khiến chúng tái tạo DNA bị nhiễm đó với số lượng lớn .
Đây là cách mà các tình trạng vi rút như cảm lạnh, cúm và sởi lây lan và trở nên truyền nhiễm quá nhanh. Với đủ thời gian tiếp xúc, ánh sáng UV sẽ bất hoạt vật liệu DNA và RNA này, ngăn chúng tấn công các tế bào hữu cơ.
Nhưng liệu bộ lọc không khí UV có thực sự hoạt động?
Chỉ riêng ánh sáng tia cực tím có thể vô hiệu hóa các chất ô nhiễm sinh học lây nhiễm như vi khuẩn và vi rút ở một mức độ nhất định – vì vậy nó sẽ hoạt động trong máy lọc không khí, phải không?
Nhưng các cơ chế cụ thể của máy làm sạch không khí bằng tia UV không hiệu quả như chúng có thể phát ra. Đây là lý do tại sao:
Vi khuẩn và vi rút cần tiếp xúc với tia UV trong thời gian dài trước khi chúng được khử trùng, thường lên đến vài giờ. Không khí thường xuyên qua máy lọc không khí bằng tia UV quá nhanh để tia UV không thể tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào.
Một số vi khuẩn có thể tái sinh và lây nhiễm trở lại bạn ngay cả khi đã được khử trùng bằng tia UV.
Tia UV không có tác dụng gì đối với các hạt. Tia UV không phá hủy các hạt vật chất như PM2.5 và các hạt siêu mịn (UFP), vì vậy hầu hết các chất ô nhiễm nguy hiểm này vẫn sẽ đi thẳng vào không khí của bạn nếu cơ chế lọc hạt không đủ tốt.
Nhiều máy lọc không khí bằng tia UV cũng là máy tạo ozone. Giống như ozone trong bầu khí quyển của trái đất phản ứng với tia UV từ mặt trời, ánh sáng và nhiệt trong một số máy lọc không khí UV cũng có thể tạo ra nhiệt biến các phân tử trôi nổi tự do của oxy (O và O2) và nước (H2O) thành nguy hiểm trên mặt đất- ôzôn cấp (O3).
Tia UV có thể làm bỏng da và làm hỏng mắt của bạn. Ngay cả khi tiếp xúc với tia cực tím trong thời gian ngắn cũng có thể gây tổn thương da và mắt vĩnh viễn cũng như ung thư.
Và điều đáng chú ý là các hạt ôzôn được sử dụng trong một số máy làm sạch không khí bằng tia cực tím này để tích điện các hạt ô nhiễm và đưa chúng ra ngoài không khí tạo ra ôzôn ở tầng mặt đất.
Loại ozone này có thể cực kỳ độc hại – ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn cũng có thể gây ra nhiều triệu chứng về đường hô hấp và tiếp xúc lâu dài có liên quan đến nhiều tình trạng sức khỏe chết người.
ABC của ánh sáng UV
Không phải tất cả các tia UV đều được tạo ra như nhau – chỉ một số loại được sử dụng trong bộ lọc không khí UV.
Đây là những gì bạn cần biết: Ánh sáng UV có ba dạng riêng biệt, phân biệt theo bước sóng của chúng, mỗi dạng có tác động khác nhau lên chất hữu cơ.
UV-A
Tia UV-A có bước sóng khoảng 315–400 nanomet (nm), là bước sóng dài nhất trong ba loại tia UV có photon (hoặc hạt ánh sáng) dao động nhanh hơn một chút so với tia trong ánh sáng nhìn thấy. Loại tia UV này thường không được sử dụng trong bất kỳ máy lọc không khí hoặc công nghệ tương tự nào.
Nhưng hơn 95% các tia từ ánh sáng mặt trời chiếu tới bề mặt trái đất thuộc loại này. Tia UV-A có nhiều khả năng xuyên qua da của bạn nhất để gây tổn thương da và ung thư nếu tiếp xúc lâu dài.
UV-B
Tia UV-B ngắn hơn một chút so với tia UV-A ở khoảng 280–315 nm. Các photon của chúng thậm chí còn rung động nhanh hơn so với các photon trong tia UV-A, tạo cho chúng nhiều năng lượng hơn để phá hủy DNA. Nhưng vì bước sóng ngắn hơn, hầu hết chúng không đi qua các lớp trên của khí quyển.
Tuy nhiên, một tỷ lệ nhỏ tia UV-B đi qua bầu khí quyển là những tia có liên quan trực tiếp nhất đến ung thư da.
UV-C
Bước sóng ánh sáng UV-C đo được trong khoảng từ 100 đến 280 nm. UV-C là loại tia UV được sử dụng trong hầu hết, nếu không phải là tất cả, máy lọc không khí bằng tia UV.
Các tia UV này có bước sóng ngắn nhất và truyền năng lượng nhiều nhất, mang lại cho chúng nhiều khả năng gây hại và tiêu diệt các vi khuẩn và tế bào nhỏ – đó là lý do tại sao chúng được sử dụng trong máy làm sạch không khí bằng tia UV để tiêu diệt vi khuẩn và vi rút, đặc biệt là ở một dạng được gọi là tia cực tím chiếu xạ diệt khuẩn (UVGI).
Nhưng tia UV-C cũng nguy hiểm nhất trong ba loại ánh sáng.
Do năng lượng và cường độ cao, ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian ngắn với ánh sáng UV-C từ máy lọc không khí UVC (hoặc máy lọc không khí UV-C) có thể gây hại cho mắt và da của bạn – và bạn càng tiếp xúc lâu thì càng nghiêm trọng, thiệt hại có thể được.
Công nghệ UV đòi hỏi thời gian tiếp xúc đáng kể để “tiêu diệt” các chất ô nhiễm sinh học
Có một cân nhắc lớn khác cần lưu ý khi bạn nghĩ đến việc sử dụng tia UV để tiêu diệt vi rút và vi khuẩn – phải mất một thời gian dài để tia UV có thể tiêu diệt hoặc vô hiệu hóa ngay cả một lượng nhỏ mầm bệnh trong không khí hoặc chất gây ô nhiễm bề mặt. Năng lượng và thời gian cần ánh sáng UV để tiêu diệt vi rút và vi khuẩn được đo bằng milijoules trên centimet vuông (mJ / cm2), trong đó một joule (1000 milijoules) tương đương với một giây.
Và các chất gây ô nhiễm khác nhau yêu cầu thời gian tiếp xúc với tia UV khác nhau để được loại bỏ hoàn toàn – đây là những gì nghiên cứu cho biết về khoảng thời gian ánh sáng tia UV để tiêu diệt hiệu quả chỉ một cm vuông của một số vi rút và vi khuẩn phổ biến:
● Virus cúm: khoảng 6,6 giây
● E. Coli: khoảng 6,6 giây
● Staphylococcus aureus: khoảng 6,6 giây
● Bào tử nấm mốc Aspergillus: 8,8 đến 33 giây
● SARS-CoV: khoảng 60 giây trở lên
● SARS-CoV-2 (coronavirus COVID-19): lên đến 60 giây
Điều đó có vẻ không lâu, nhưng khi bạn ho hoặc hắt hơi, bạn tạo ra từ 900 đến hơn 300.000 loại hạt nhiễm bệnh này cùng một lúc, có khả năng lấp đầy diện tích hàng trăm cm vuông trong không khí của một căn phòng.
Và một máy lọc không khí UVC cần từ 6 giây đến 1 phút hoặc hơn chỉ để tiêu diệt các hạt bị nhiễm chỉ trong một cm vuông này. Do không khí thường đi qua máy lọc không khí một cách nhanh chóng (dành ít hơn nửa giây trong chính máy lọc không khí), các hạt bị nhiễm có thể bay qua tia UV mà phần lớn không bị tổn thương và vẫn có thể lây nhiễm.
Và đó là giả định rằng máy lọc không khí UV của bạn sử dụng đúng bước sóng của ánh sáng UV ở cường độ đủ cao để không hoạt động hiệu quả các chất ô nhiễm sinh học trong không khí – nhưng hầu hết các máy lọc không khí UV được bán là an toàn để sử dụng tại nhà chỉ tạo ra liều lượng thấp của tia UV, và chúng có thể mất nhiều thời gian hơn nữa để tiêu diệt một lượng nhỏ các chất ô nhiễm sinh học.
Điều này có nghĩa là một bộ lọc không khí UV có thể mất vài giờ hoặc hơn để tiêu diệt hoặc khử hoạt các chất ô nhiễm trong không khí bị nhiễm từ không khí trong phòng (giả sử rằng ai đó không ho, hắt hơi hoặc thở lại và thậm chí còn thêm nhiều hạt bị nhiễm vào không khí) .
Khi bạn ho hoặc hắt hơi, bạn tạo ra từ 900 đến hơn 300.000 hạt bị nhiễm bệnh, lấp đầy hàng trăm cm vuông không khí trong phòng – và máy lọc không khí UV cần từ 6 giây đến một phút hoặc hơn để tiêu diệt chỉ một cm vuông giá trị hạt bị nhiễm.
Nói tóm lại, máy lọc không khí UVC có thể bắt và tiêu diệt hoặc làm bất hoạt một số hàng nghìn hạt bị nhiễm bệnh này, nhưng hàng trăm hoặc hàng nghìn hạt có thể tồn tại trong không khí của bạn hàng giờ trước khi bị giết, có thể bị hít vào và gây nhiễm trùng.
Nếu chất ô nhiễm sinh học bị “giết chết” bởi tia UV, chúng vẫn có thể gây hại cho tôi chứ?
Câu trả lời ngắn gọn ở đây là có.
Không giống như các máy lọc không khí thông thường, máy lọc không khí UV không thực sự loại bỏ các chất ô nhiễm sinh học như vi rút và vi khuẩn khỏi không khí của bạn – chúng vô hiệu hóa chúng khi đi qua các chùm tia UV tập trung, phá vỡ các liên kết phân tử bao gồm DNA của những sinh vật này và gửi DNA bất hoạt trở lại vào không trung.
Nhưng các chất ô nhiễm sinh học thường chỉ bị bất hoạt một phần bởi tia UV, với khả năng sống lại – một trạng thái được gọi là khả thi nhưng không thể nuôi cấy (VBNC). Ở trạng thái VBNC, các chất ô nhiễm sinh học không hoạt động sau khi tiếp xúc với tia cực tím, nhưng có thể “thức dậy” để tái tạo lại sau một thời gian, ngay cả ở liều lượng cao của tia UV lên đến 300 mJ / cm2.
Điều này có nghĩa là nhiều phần tử ô nhiễm sinh học lây nhiễm sẽ quay trở lại không khí sau khi đi qua tia UV – một số bị bất hoạt và vô hại, nhưng nhiều phần vẫn còn lây nhiễm tích cực hoặc có thể lây nhiễm trở lại.
Và mức độ ô nhiễm sinh học bị “giết chết” bởi tia UV phụ thuộc phần lớn vào một số yếu tố quan trọng trong việc thiết kế cơ chế tia cực tím được sử dụng trong chính máy lọc không khí UVC.
Nói chung, người ta tin rằng 40 mJ / cm2 ánh sáng UV ở bước sóng 0,254 micron (thường được sử dụng trong máy lọc không khí bằng tia UV) có thể tiêu diệt tới 99,99% hầu hết mọi chất ô nhiễm sinh học trong không khí.
Nhưng các loại vi rút đặc biệt đã được chứng minh là cần một phổ rộng hơn nhiều, từ 0,2 đến 0,315 micron để bất hoạt hiệu quả — các bước sóng khác nhau có hiệu quả đối với các loại vi rút khác nhau do sự tương tác cụ thể của ánh sáng UV với các protein DNA của vi rút khác nhau – ngoài việc yêu cầu vài giây tiếp xúc cho bất kỳ mức độ ngừng hoạt động nào.
Hầu hết các máy lọc không khí bằng tia UV sử dụng 40 mJ / cm2 tia UV ở bước sóng 0,254 micron để khử hoạt tính của vi rút. Nhưng vi rút cần một phổ rộng hơn nhiều, từ 0,2 đến 0,315 micron để bất hoạt hiệu quả do các tương tác cụ thể của tia UV với các protein DNA của vi rút khác nhau.
Vì vậy, ngay cả trên lý thuyết, một máy lọc không khí UVC cần một bước sóng cụ thể và một khoảng thời gian tiếp xúc cụ thể để thậm chí vô hiệu hóa một phần các chất ô nhiễm sinh học trong không khí – nó không phải là một kích thước phù hợp với tất cả.
Và trong thực tế, hầu hết các bộ lọc không khí UV không đáp ứng các yêu cầu về bước sóng và độ phơi sáng thích hợp để bảo vệ bạn khỏi các loại vi rút và vi khuẩn nguy hiểm nhất. Bạn sẽ cần một cơn bão hoàn hảo với bước sóng UV phù hợp, đủ thời gian tiếp xúc và sử dụng các công nghệ lọc không khí khác để lọc không khí bằng tia UV để loại bỏ thực sự các chất ô nhiễm sinh học khỏi không khí.
Tôi có nên mua máy lọc không khí bằng tia UV không?
Câu trả lời ngắn:
Không. Không mua máy lọc không khí bằng tia UV hoặc bất kỳ máy lọc không khí nào sử dụng tia UV như một phần quan trọng trong cơ chế thanh lọc của chúng. Nó nguy hiểm và không hoạt động tốt, đặc biệt là nếu không sử dụng các phương pháp lọc không khí đã được chứng minh khác.
Câu trả lời dài:
Khử trùng bằng tia cực tím chỉ đơn giản là không hoạt động ở tốc độ mà không khí cần được kéo qua máy lọc để lọc các chất ô nhiễm. Các chất vi khuẩn và vi rút cần được tiếp xúc với tia UV trong một khoảng thời gian nhất định, đôi khi kéo dài vài giờ cùng một lúc, vì vậy, một vài giây hoặc ít hơn dưới tia UV, cho dù mạnh đến đâu, cũng không ảnh hưởng nhiều đến loại bỏ các chất ô nhiễm do vi sinh vật.
Tia UV có phần khử trùng nhưng không làm sạch không khí, và nghiên cứu cho thấy khả năng khử trùng của tia UV đối với không khí có thể bị phóng đại.
Tôi nên làm gì để làm sạch không khí của mình?
Dưới đây là một số mẹo đã được thời gian kiểm nghiệm và chứng minh để cải thiện chất lượng không khí trong nhà mà không dựa vào các công nghệ kém hiệu quả.
Sử dụng máy lọc không khí trong phòng hiệu quả cao
Đối với các phòng điển hình có diện tích vài trăm feet vuông, một máy lọc không khí trong phòng như HealthPro Plus có thể loại bỏ tới 99,5% chất ô nhiễm có kích thước xuống đến 0,003 micron (nhỏ hơn 10 lần so với vi khuẩn hoặc vi rút trung bình) vài lần một giờ, vượt trội hơn nhiều so với Máy lọc không khí UV hoặc HEPA tiêu chuẩn.
Máy lọc không khí trong phòng được khuyên dùng cho các không gian như phòng ngủ, văn phòng tại nhà, nhà bếp, phòng tập thể dục tại nhà và các không gian khác, nơi bạn dành nhiều thời gian và cần không khí tinh khiết nhất có thể cho giấc ngủ ngon, chức năng nhận thức không bị cản trở hoặc hiệu suất thể chất cao nhất.
Sử dụng máy lọc không khí cho cả ngôi nhà
Bạn lo lắng về chất lượng không khí trong gia đình? Máy lọc không khí bằng tia UV cho hệ thống HVAC không phải là giải pháp một hệ thống lọc không khí toàn ngôi nhà hiệu suất cao sẽ hiệu quả hơn nhiều.
Hệ thống lọc không khí dựa trên điều hòa không khí trung tâm VRV lọc sạch tới 96,7% chất ô nhiễm dạng hạt có kích thước nhỏ đến 0,3 micron và lên đến 85% các hạt có kích thước nhỏ đến 0,003 micron, và tuần hoàn không khí qua hệ thống ống cấp của nhà bạn ở độ sâu lên đến 2.000 cfm để mọi phòng trong nhà bạn đều có không khí trong lành, sạch sẽ, đạt tiêu chuẩn y tế.
Hệ thống lọc không khí dựa trên điều hòa không khí trung tâm cho cả ngôi nhà không tốn diện tích, không tạo thêm tiếng ồn cho hoạt động điều hòa không khí của bạn và giảm hóa đơn tiền điện nhờ công nghệ Sợi nhỏ tiên tiến (AMF) đã được cấp bằng sáng chế giúp tối đa hóa diện tích bề mặt bộ lọc để loại bỏ chất ô nhiễm đồng thời giảm sức cản của không khí để quá trình thanh lọc trở nên dễ dàng động cơ quạt dàn lạnh của bạn.
Chất lượng không khí có thể không thể đoán trước được và “máy lọc không khí” di động điển hình thường sử dụng công nghệ ion hóa hoặc tia cực tím nguy hiểm để làm sạch không khí trong không gian làm việc, nội thất ô tô hoặc cạnh giường ngủ của bạn.
Nano Electric sử dụng công nghệ lọc HEPA để loại bỏ tới 99% các hạt có kích thước từ 0,003 micron ra khỏi không khí bạn đang thở ngay bây giờ, loại bỏ hầu như các hạt ô nhiễm mà không tạo ra các sản phẩm phụ có hại như ozone.
Một bộ lọc HEPA tùy chọn sử dụng thêm một lớp than hoạt tính để loại bỏ hơn 250 loại khí từ không khí xung quanh trong nhà và ngoài trời, bao gồm các hóa chất và hợp chất như formaldehyde có nguồn gốc từ khí thải của vật liệu xây dựng và vải bọc.
Sự kết luận
Tia UV có thể giúp cung cấp thêm một lớp bảo vệ chống lại vi rút, vi khuẩn và vi trùng trong không khí và trên các bề mặt.
Nhưng do thời gian tiếp xúc và cường độ cần thiết để tiêu diệt hiệu quả các chất ô nhiễm sinh học trong không khí, tia UV thường không hiệu quả trong các máy lọc không khí có sẵn cho gia đình và hoạt động tốt nhất trong môi trường y tế được kiểm soát.
Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), máy lọc không khí UV, cho dù chúng được gọi là máy lọc không khí tia cực tím, máy lọc không khí UVC, hoặc máy lọc không khí UV-C (hoặc bộ lọc hoặc chất làm sạch), có thể được sử dụng như một phần của chiến lược lọc không khí, nhưng không nên dựa vào đó như một biện pháp duy nhất để kiểm soát ô nhiễm sinh học trong không khí.
Lọc không khí hiệu quả cao với vật liệu lọc dày đặc có thể thu giữ các chất gây bệnh và vi khuẩn nhỏ nhất trong không khí, chẳng hạn như vi rút và vi khuẩn, an toàn hơn, hiệu quả hơn và đáng tin cậy hơn nhiều so với máy lọc không khí bằng tia UV.
