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如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

2022-1-21 16:10

  1月15日,汤加洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生猛烈喷发,大量火山物质与二氧化硫等气体倾泻而出,产生的蘑菇云顶部达到平流层高度,同时海啸波影响了整个太平洋沿岸地区。喷发后数天内,由于火山灰造成的电磁干扰,汤加当地通讯均处于中断状态,后随着影响减弱逐渐恢复。

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  后续在通讯初步恢复,全球各地陆续向汤加送去援助物资的同时,我们也看到了身处火山影响范围下汤加的状况:沿岸区域遭受海啸侵袭,地面和屋顶覆盖了一层火山灰,农业生产受到影响,空气中微尘含量上升,海岛国家本就稀缺的淡水资源也受到污染,人们需要依靠瓶装水维持生活所需。

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  可以说,火山活动能够对我们的生存环境带来十分综合的影响,甚至包括长期的气候和环境变化。这其中火山灰扮演着主要角色,从喷发进入平流层的火山灰遮蔽太阳辐射的作用,到落下的火山灰造成大气和水污染等等。那么,火山灰与更常见的沙尘暴、PM2.5等大气污染物有哪些区别?为什么火山灰会对我们的呼吸健康带来更大的危害呢?

  火山灰是指由火山喷发出的直径小于2mm的各类固体颗粒,一言蔽之就是更细微的火山碎屑物,由岩石、矿物、火山玻璃碎片等组成。火山灰与空气中其他微尘的最主要区别,就在于它基本是由火山喷出的岩浆雾接触空气凝固形成的,形状不定且包含大量孔隙,因此十分容易破碎成更小的颗粒,同时表面尖锐锋利,不像沙尘等固体颗粒,由于在自然环境中经过长期的风化作用被打磨的较为平滑。

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  从某种意义上说,火山灰几乎相当于PM2.5大小的玻璃碴子,危害性可见一斑。研究表明,颗粒物的直径越小,进入呼吸道的部位越深,10微米直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道,5微米直径的可进入呼吸道深部,2微米以下的可深入细支气管和肺泡。火山灰的危害不仅限于人体,进入发动机、传感器等精密仪器内部也更易造成堵塞、磨损和故障,2010年冰岛艾雅法拉火山的喷发在大气中散布了大量火山灰,造成欧洲空中航线瘫痪过半,数月后才恢复。

  我们在生活中遭遇火山喷发并不是极小概率事件,实际上上火山活动频繁的地区有不少都是世界级旅游圣地,在遇到这种情况时首先应该想到的自然不是航班状况,而是从火山灰造成的空气污染中保护好自己。幸运的是,我们有至少两种能够保护自身的装备。

  N95/KN95口罩

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  全球新冠疫情流行了两年,对于口罩我们已经再熟悉不过,它依然是作用于我们呼吸道阻挡颗粒物的最后也是最佳防护装备。N95和KN95分别是美国和中国标准,实际定义和防护效果是相近的,均为对空气动力学直径0.3微米的颗粒的过滤效率达95%以上,可用于阻挡气溶胶等病毒载体和PM2.5、火山灰等呼吸性粉尘。

  配备HEPA滤网的空气净化器/新风机

  假如身处火山喷发和火山灰的影响范围内,你大概不会有开窗通风的想法,这时新风机和空气净化器就能够派上用场。

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  正如我们在往期文章中提到过的,空气净化器和新风机分别可以类比为内/外循环,在户外空气质量不佳的情况下二者可以搭配使用,而其中最核心的过滤功能就由HEPA滤网承担。HEPA滤网主要采用欧洲标准,分为从G1到U17的多个等级,目前主要运用于家电领域的是H12和H13两级,均属于高效过滤器。

如何抵御火山灰?面临可能是最严苛的呼吸环境压力测试 我们能做些什么

  根据标准,对0.3微米颗粒物过滤效率高于99.9%的滤网即达到H12标准,过滤效率达99.97%以上则达到H13标准,可见相比佩戴式的N95/KN95口罩,HEPA滤网的防护性能再上一个台阶。有趣的一点是,虽然标准制订针对的是0.3微米颗粒物,但对于更小的颗粒物HEPA滤网依然有很好的防护效果,其中涉及到范德华力(分子间作用力)的影响。

  最后笔者要说的是,对于火山喷发和火山灰这类自然灾害,即使我们有着日趋先进的技术,也很难避免灾难性后果,最终还是要依靠自然环境实现自我修复,例如大气运动、降水等能够帮助稀释、沉降火山灰的自然现象,而这仅仅是一场谈不上十分猛烈的海底火山喷发带来的影响。我们在自然面前还有许多力所不能及之处,未来很长一段时间内的优先事项依然是团结起来保护好自己。

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