Những công nghệ lọc không khí nào có thể giải quyết được COVID-19?

Trong những tuần đầu của đại dịch COVID-19, người ta thường thấy trên mạng xã hội chia sẻ các chiến lược khử trùng hàng tạp hóa để loại bỏ bất kỳ dấu vết nào có thể có của SARS-CoV-2. Tuy nhiên, trong năm qua, nghiên cứu đã chỉ ra rằng lây truyền trên bề mặt là một con đường lây nhiễm tương đối khó xảy ra, trong khi lây truyền qua không khí gây ra mối đe dọa lớn hơn nhiều — không chỉ thông qua các giọt ô nhiễm phun ra trong một cơn ho mà còn từ sương mù nhỏ của sol khí mang vi-rút phát ra khi ai đó nói hoặc thậm chí hít thở.

Sự thay đổi trọng tâm đó đã thúc đẩy thị trường máy lọc không khí bùng nổ, hứa hẹn loại bỏ hoặc trung hòa các hạt SARS-CoV-2. Ví dụ, hội chợ điện tử tiêu dùng CES gần đây đã giới thiệu một loạt các sản phẩm lọc không khí công nghệ cao gây hoang mang. Richard Shaughnessy, giám đốc Chương trình Không khí Trong nhà tại Đại học Tulsa, cho biết: “Hiện nay có rất nhiều sự cường điệu liên quan đến các sản phẩm làm sạch không khí.

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, các biện pháp phòng ngừa đơn giản như đeo khẩu trang, tập cách tránh xa xã hội và mở cửa sổ để gió lùa qua là những cách tốt nhất để tránh lây truyền qua đường không khí trong nhà. Nhưng Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC) cho biết thêm rằng “khi được sử dụng đúng cách, máy lọc không khí có thể giúp giảm các chất gây ô nhiễm trong không khí, bao gồm cả vi-rút, trong nhà hoặc không gian hạn chế”.

Các công nghệ cơ bản trong máy lọc không khí thường chia thành bốn loại: lọc, khử trùng bằng tia cực tím, ion hóa điện và oxy hóa xúc tác. Một số công nghệ này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, nhưng câu hỏi lớn đặt ra là: Liệu chúng có hoạt động chống lại SARS-CoV-2 không? Cho đến nay, một số đã có dữ liệu chắc chắn, trong khi một số khác cần nghiên cứu thêm.

MỘT CÁI GÌ ĐÓ TRONG KHÔNG KHÍ

Nếu bạn muốn bắt một loại vi-rút, trước tiên bạn cần biết cách nó xâm nhập. Các virus SARS-CoV-2 có chiều rộng khoảng 60-140 nm, “nhưng nó hiếm hoi tồn tại dưới dạng hạt vi-rút không màng (naked virus) trong không khí,” Shaughnessy nói. Thay vào đó, vi-rút đậu trên những hạt nước và vật chất sinh học nhỏ.

Các cơ quan y tế công cộng có xu hướng dựa trên lời khuyên của họ về việc giảm sự lây truyền qua các giọt chứa vi-rút, thường lớn hơn 100 µm và rơi xuống đất trong khoảng 2 m (Science 2020, DOI: 10.1126 / science.abf0521). Nhưng ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy rằng các sol khí nhỏ hơn nhiều cũng có thể gây nhiễm trùng, một con đường mà Tổ chức Y tế Thế giới phân loại là “lây lan qua không khí”. Đám mây này có thể di chuyển hàng chục mét từ nguồn và có khả năng lơ lửng trong không khí trong nhiều giờ. Mặc dù vẫn còn tranh luận giữa các nhà nghiên cứu về tầm quan trọng tương đối của các giọt và sol khí, “chúng ta phải chú ý đến phần nhỏ trong không khí đó,” Shaughnessy nói.

Lọc là cách tiếp cận phổ biến nhất được sử dụng để bắt SARS-CoV-2 trong không khí và nó thường nhận được sự tán thành của các nhà khoa học và các cơ quan quản lý. Nhiều thiết bị dựa vào bộ lọc không khí dạng hạt hiệu quả cao (HEPA), có nguồn gốc từ mặt nạ phòng độc của Thế chiến II. Hồi đó, Lực lượng Hóa học Quân đội Hoa Kỳ đã yêu cầu nhà hóa học đoạt giải Nobel Irving Langmuir nghiên cứu cách hoạt động của bộ lọc amiăng của mặt nạ — và cách chúng có thể được cải tiến để bảo vệ chống lại việc hít phải hạt (Appl. Biosaf. 1998, DOI: 10.1177 / 109135059800300111).

Langmuir và các nhà nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng lưới các sợi trong các bộ lọc này đã giữ lại các hạt thông qua một số cơ chế khác nhau. Các hạt nhỏ hơn 100 nm bị các phân tử khí xếp xung quanh cho đến khi chúng tiếp xúc với một sợi quang, nơi chúng bị giữ lại bởi lực van der Waals. Trong khi đó, các hạt lớn hơn có thể bị van der Waals hoặc lực tĩnh điện bắt giữ khi không khí mang chúng qua một sợi, nhưng chúng cũng có thể tự nhúng vào sợi, giống như viên đạn trong một khối cinder.

Langmuir nhận thấy rằng các bộ lọc sử dụng ba cơ chế bắt giữ này kém hiệu quả nhất đối với các hạt có chiều rộng khoảng 300 nm và hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các hạt nhỏ hơn và lớn hơn. Do đó, các nhà sản xuất hiện đánh giá hiệu quả của bộ lọc HEPA trên các hạt 300 nm — bộ lọc phải loại bỏ ít nhất 99,97% chúng khỏi không khí. Các bộ lọc HEPA được thương mại hóa vào những năm 1950 và ngày nay chúng thường được làm từ thủy tinh hoặc sợi polyme, mỗi sợi rộng khoảng 0,5–2 µm, được tạo thành một tấm gấp nếp và được giữ trong khung.

Bộ lọc HEPA từ lâu đã được sử dụng trong các bệnh viện và hồ sơ theo dõi tốt về các bằng chứng lâm sàng được đánh giá ngang hàng cho thấy chúng có thể làm giảm nhiễm trùng do vi-rút (Environ. Sci. Technol. 2020, DOI: 10.1021 / acs.est.0c03247). John Holecek, một nhà khoa học cấp cao tại nanoComposix, một công ty nghiên cứu hợp đồng và tư vấn vật liệu nano có trụ sở tại San Diego cho biết: “Sự đồng thuận là lọc HEPA là kỹ thuật tốt nhất” để loại bỏ vi-rút khỏi không khí. Trong 6 năm qua, New York Times đã ký hợp đồng với Holecek để thực hiện các thử nghiệm về máy lọc không khí cho trang web đánh giá sản phẩm Wirecutter của họ.

Nhiều hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) không được thiết kế để đẩy không khí qua lớp dệt chặt chẽ của bộ lọc HEPA và thay vào đó sử dụng các bộ lọc được phân loại theo giá trị báo cáo hiệu quả tối thiểu (MERV), thang điểm từ 1 đến 16 đánh giá khả năng bắt giữ các hạt từ 300 nm đến 10 µm của chúng. Hiệp hội kỹ sư sưởi ấm, làm lạnh và điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE) nói rằng các bộ lọc được xếp hạng MERV 13 hoặc cao hơn đủ tốt để bắt vi-rút trong không khí. Điều này một phần là do sự tích tụ của các hạt bị mắc kẹt làm đóng các lỗ chân lông trong bộ lọc và cải thiện hiệu suất của nó. Keith Watkins nói: “Một bộ lọc hơi bẩn thực sự hiệu quả hơn một bộ lọc sạch, mới tinh.

Xem tiếp ở trang sau…

Đăng ký Bản tin
BÀI ĐĂNG MỚI

Đăng ký danh sách gửi thư của chúng tôi và nhận những nội dung thú vị và cập nhật vào hộp thư đến email của bạn.

Cảm ơn bạn đã đăng ký.

Đã xảy ra lỗi.

Share: