Ионизатор воздуха (или генератор отрицательных ионов или люстра Чижевского ) — это устройство, использующее высокое напряжение для ионизации (электрического заряда) молекул воздуха . Отрицательные ионы, или анионы , представляют собой частицы с одним или несколькими дополнительными электронами , придающими частице чистый отрицательный заряд. Катионы — это положительные ионы, у которых отсутствует один или несколько электронов, в результате чего образуется чистый положительный заряд. Некоторые коммерческие очистители воздуха предназначены для генерации отрицательных ионов. Другим типом ионизатора воздуха является ионизатор электростатического разряда (ESD) (генератор сбалансированных ионов), используемый для нейтрализации статического заряда.
В 1918 году Александр Чижевский создал первый аэроионизатор для ионной терапии. [1] Первоначально он использовался для здоровья животных в сельском хозяйстве. [2] Это открытие пробудило интерес Сесила Альфреда «Коппи» Лоуза к явлению ионизации воздуха. Лоусу приписывают изобретение бытового ионизатора воздуха. [1]
Ионизаторы воздуха используются в очистителях воздуха для удаления частиц из воздуха. [3] Частицы в воздухе становятся заряженными, поскольку они притягивают заряженные ионы из ионизатора за счет электростатического притяжения . Частицы, в свою очередь, затем притягиваются к любым близлежащим заземленным (заземленным) проводникам, либо к специальным пластинам внутри воздухоочистителя, либо просто к ближайшим стенам и потолкам. Частота нозокомиальных инфекций в британских больницах побудила Национальную службу здравоохранения (NHS) исследовать эффективность анионов для очистки воздуха, обнаружив, что повторные воздушно-капельные инфекции ацинетобактерами в палатах были устранены после установки отрицательного ионизатора воздуха — многообещающий результат. хотя необходимы дополнительные доказательства, чтобы определить, можно ли повторить эти результаты. [4] Производитель также обнаружил, что положительные и отрицательные ионы, вырабатываемые системами кондиционирования воздуха, инактивируют вирусы, включая грипп .
Обзор 2018 года показал, что отрицательные аэроионы очень эффективно удаляют твердые частицы из воздуха. [5]
Эпидемия атипичной пневмонии усилила спрос на персональные ионизаторы в Восточной Азии, включая Японию (где многие продукты специализируются на содержании генераторов отрицательных ионов, включая зубные щетки , холодильники , кондиционеры, воздухоочистители и стиральные машины ). Для этих устройств не существует определенных стандартов.
Существует два типа ионных очистителей воздуха: безвентиляторные ионизаторы с вентилятором. Ионизатор на базе вентилятора использует свой вентилятор для быстрой циркуляции воздуха по комнате, но он более шумный и потребляет больше энергии, в то время как безвентиляторные типы распределяют воздух медленно, требуя больше времени для очистки воздуха, но они бесшумны и более энергоэффективны.
У Калифорнийского совета по воздушным ресурсам есть страница со списком воздухоочистителей (многие с ионизаторами), которые соответствуют предельному содержанию озона в помещении, равному 0,050 частей на миллион. [6] Из этой статьи:
Ионизаторы отличаются от генераторов озона , хотя оба устройства работают одинаково. В ионизаторах используются электростатически заряженные пластины для производства положительно или отрицательно заряженных ионов воздуха (например, N 2 + или O 2 - ; эти «первичные» ионы затем немедленно группируются с другими молекулами воздуха, такими как H 2 O), к которым прилипают твердые частицы. [7] Ионизаторы, как правило, производят отрицательные ионы, поскольку предполагается, что они оказывают благотворное воздействие на здоровье. Даже самые лучшие ионизаторы также будут производить небольшое количество озона — трехатомного кислорода O 3 — что нежелательно. Генераторы озона оптимизированы для привлечения дополнительного иона кислорода к молекуле O 2 с использованием трубки коронного разряда или УФ-излучения . [8]
Было обнаружено, что при концентрациях, не превышающих стандарты общественного здравоохранения, озон мало способен удалять загрязнители воздуха в помещениях. [9] В высоких концентрациях озон может быть токсичным для переносимых по воздуху бактерий и может уничтожить или убить эти иногда инфекционные организмы. Однако требуемые концентрации настолько токсичны для людей и животных, что FDA США заявило, что озону нет места в медицине [10] , и приняло меры против предприятий, которые предлагают потребителям генераторы озона или озоновую терапию . [11] Озон — высокотоксичный и чрезвычайно активный газ. [12] Среднесуточная концентрация выше 0,1 частей на миллион (100 частей на миллиард, 0,2 мг/м 3 ) не рекомендуется и может напрямую повредить легкие и клетки обонятельной луковицы . [13]
Всесторонний обзор 80-летних исследований аэроионов и последствий для дыхательной функции, проведенный в 2013 году, показал, что не было ни четкого подтверждения какой-либо полезной роли в дыхательной функции, ни доказательств значительного вредного воздействия. В заключение следует отметить, что «воздействие отрицательных или положительных ионов воздуха, по-видимому, не играет заметной роли в дыхательной функции». [14]
Имеются слабые доказательства того, что отрицательная ионизация воздуха связана с более низкими показателями депрессии, особенно при самом высоком уровне воздействия. Никакого последовательного влияния положительной или отрицательной ионизации воздуха на показатели тревожности, настроения, релаксации, сна и личного комфорта не наблюдалось. [15]
Были проведены исследования генераторов отрицательных ионов. Одно исследование показывает, что уровень образующегося озона может превышать нормативы в небольших непроветриваемых помещениях. [16] Другое исследование показало, что озон может вступать в реакцию с другими компонентами, а именно с чистящими средствами, увеличивая количество загрязняющих веществ, таких как формальдегид ; Целью этого исследования было тестирование рисков для здоровья, связанных с использованием чистящих средств и освежителей воздуха в помещении, в отличие от вредного воздействия ионизаторов воздуха на здоровье. [17]
Consumer Reports , некоммерческий американский журнал по тестированию продукции, сообщил в октябре 2003 года, что ионизаторы воздуха не соответствуют достаточно высоким стандартам по сравнению с обычными фильтрами HEPA . Исключением была комбинированная установка, в которой использовался вентилятор для перемещения воздуха и его ионизации. В ответ на этот отчет компания The Sharper Image , производитель ионизаторов воздуха (помимо других продуктов), подала в суд на Союз потребителей (издателей Consumer Reports ) за клевету на продукцию. Consumer Reports назвал Ionic Breeze и другие популярные устройства «неудачными», поскольку у них низкая скорость подачи чистого воздуха (CADR). CADR измеряет количество фильтрованного воздуха, циркулирующего в течение короткого периода времени, и изначально был разработан для оценки воздухоочистителей на основе сред. The Sharper Image утверждает, что этот тест является плохой оценкой Ionic Breeze, поскольку он не учитывает другие функции, такие как 24-часовая непрерывная очистка, простота обслуживания и бесшумная работа.
Окружной суд США Северного округа Калифорнии отклонил иск, мотивируя это тем, что Sharper Image не смогла продемонстрировать, что какое-либо из утверждений Consumer Reports было ложным. Окончательное решение суда, принятое в мае 2005 года, обязало Sharper Image выплатить 525 000 долларов США за судебные издержки Союза потребителей. [18]
Ионизаторы воздуха часто используются в местах, где выполняются работы с электронными компонентами, чувствительными к статическому электричеству (например, в чистых помещениях для микроэлектроники ), чтобы исключить накопление статических зарядов на непроводниках . Поскольку эти элементы очень чувствительны к электричеству, их нельзя заземлять, поскольку разряд также разрушит их. Обычно работа выполняется на специальном рассеивающем коврике, обеспечивающем очень медленный разряд, и под потоком воздуха ионизатора. Ионизация очень резко падает с расстоянием (даже в воздуховодах), поэтому ионизацию воздуха для этой цели используют редко и только для предметов, непосредственно прилегающих к реальному ионизатору.
