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那些空气和水的事,在俺家可好?

(2019-09-19 07:49:51) 下一个

那些空气和水的事,在俺家可好?

 

前段时间,新闻大量报道了发生在Flint地区的自来水污染事件,轰动一时,它促使自己开始关注起身边的自来水。于是,一边阅读有关水的书籍[1],一边着手更换安装在水龙头上的旧式过滤器(BRITA)DIY升级为新的三联(级)系统,第一级物理过滤微米以上的颗粒(1-5微米以上),二、三级活性炭吸附过滤,希望降低自来水中丰富的、不应该有的内涵”[1]。大功告成后,小有成就感,让家人盲测鉴定过滤前后水的味道如何,当被告知,差不多,有点出乎意料,郁闷中自问:我们的感觉可靠吗?水经过活性炭等过滤芯子后,够不?更进一步联想到室内的空气,仅仅通通风透透气够不?很多疑问需要具体数据来回答。

自来水和室内空气质量与我们的健康息息相关[2],我们都懂。但是,很多时候,我们重视自身健康,却可能忽视了健康之源:空气和水的健康,其一,因为对它们有信心,其二,因为我们对自己的感觉有信心,其三,人的适应能力很强,有时不惜委屈、甚至伤害自己来适应一个不友好的环境,其四,不知道如何监测。常常是,当感觉室内空气和水不再甜美时,情况可能已经超出了所谓的健康红线受伤已经很久了。让人高兴的是,半导体电子技术日新月异,如超微型激光器/超微型光电探测CCD等可集成化,很多代替人体感官、更灵敏的传感器进入了大众生活,获取室内空气和水的基本数据不再是问题。本文将介绍这些小玩意儿,俺爱俺家一小步,可能是健康路上的一大步。

 

1。三种室内空气质量指数检测器

 

能效的角度考虑,一般的住房空调系统多数是自封闭内循环的,它却成了空气问题的根源,带来健康隐患。下面三个检测器(或传感器)能够提供五个空气指标数据。

第一个: CO2检测器

一般空气传感器有氧气(O2),氮气(N2),和二氧化碳(CO2)传感器,一氧化碳传感器不算在内,使用天然气家庭都要求配备。如果家里没有老人使用氧气呼吸机,家庭也不会用什么液氮低温设备,选择了一款CO2传感器比较合适(图1),因为室内CO2的含量直接反映了家里废气情况。此款现价$69Amazon,降了不少),它由USBport)连接电源或电脑,小巧移动方便,厂家还提供了一个小程序,可以时实记录CO2的变化情况。它通过三个提示灯,非常直观地显示CO2的大概情况。如图1,室内通风以后,CO2接近室外水平,660ppm左右。如果缺乏通风,传感器很容易亮黄灯,甚至红灯,很容易达到1000ppm以上,这意味着室内氧气被更多的CO2所取代,或室内氧气已经不足了。Google了一下CO2导致的健康效应,简单归纳如下[3]:俺的红线划定在700ppm

 

 

CO2 in ppm

健康效应

250 - 400 ppm

室外水平(和海拔高度有关)

400 - 1,000 ppm

有内外空气交换的室内水平 (注:<700ppm较好)

1,000 - 2,000 ppm

开始昏昏欲睡,感觉空气有问题。(注:如果无感,或心肺功能强大

2,000 - 5,000 ppm

头疼,失眠,反应迟钝,心跳加快,轻微想吐感,呼吸困难等等。

5,000 ppm以上

可能窒息

40,000 ppm

结果如何,你懂的。

 

第二个: PM2.5/HCHO/TVOC检测器

仅仅一个CO2传感器可能不够,还需要第二个,特别是对新的或者翻新的房子而言,有必要监测比如室内的PM2.5HCHOTVOC是否超标。PM2.5并不陌生室内一般在0-12ug/m^3之间为好[4],而室内的甲醛(HCHO)要求低于0.10mg/m^3 (毫克每立方米)。TVOC Total Volatile Organic Compounds)是有害有机物总和指标的缩写,一般要求低于0.60mg/m^3 ,它的主要来源如图2(3)所示 ,其中厨房的油烟是居家一大来源。如果没有安装抽油烟机,不妨试试低温烹调方法, 用时间换温度。油汽化温度以下定义为低温,牛油果油汽化比较高,应该选用,橄榄油也不错。作为低温烹调的倡导者和实践者,要领得当,也不输高温烹调。 市面上这类型传感器很多,通过比较,退货了一个带彩显LCD的,重新选定了一个简约的($30),喜欢它的数字显示方法(数码管),看起来专业一些,主要还是它标定(calibration)起来直截了当,一键搞定,比较方便。如图21)和(2)通风前后比较,实际上,未通风前,室内空气质量达到自己的要求了,可能是平时注意通风换气,同时开着室内空气净化器的原因。在厨房,即使低温烹调,也会或多或少出现一点油烟,TVOC派上用场,如果超过自己设定红线,此传感器就提示性报警,方便监测。

 

 

第三个:Radon(氡气)检测器

还有一个不能忽视的室内空气问题就是放射性氡气[5]。有些地区比较严重,可以网上查一下自己所在地区的情况。放射性氡气一般都聚集在接触地面的房间或者地下室,由地下渗透到房子里,通常,如果湿度增加,可能是一个不祥信号(注:室内外空气湿度计也应该是居家必备的东西)。一般请专业公司测量室内氡气花费远高于购买一个检测器,也不方便长期监测。如图24),这一款目前价格~$150Amazon又涨价了),它可以检测短期(当天/时实)、中期(一周)和长期(平均值)的情况。通过它,我们会了解室内氡气的变化规律,然后及时通风换气,把室内的氡气量保持在1.0 - 2.0pCi/L之间。一般室外在0.5pCi/L左右,而室内的长期平均值要降低到1pCi/L以下比较困难,世界卫生组织(WHO)建议年平均值低于2.7pCi/L。从Google不难查到有关Radon信息,以及它是如何影响我们健康的(例如[5])。图24)监测结果令人满意。

 

各种通风换气的方法之间的差别主要在于效率,开窗通风,效率最低。另一效率更高的方法就是购买一种专门用于窗子上的、可以方便装卸的窗风扇($30-60)。考虑到室外空气也有一定程度的污染,如霉(mold)和植物粉尘等, 因此需要在窗风扇上DIY一个空气过滤片,达到过滤Mold级别就可以了。不过,也可以自己建一个稍微复杂一点的更高效空气内外循环系统,如购买专门的排气风扇,一进一出推送,单个小功率排气扇价格在$30 -$60左右,自己也DIY了一个,需要一定的工程量,效果不错,对理工男而言,不过就是一块咖啡夹层的Tiramisu

 

2。简单的水质检测

这款水质监测器(图3)提供三个参数:TDSEC和水温度,一般水温增加,TDS或者EC随温度增加,因此相同温度下测量的TDS值才有可比性。此类检测器技术含量不高,因此它的价格便宜(Amazon $15)。TDS 是英文总水溶固体的缩写(Total Dissolved Solids)单位用ppm,而EC为电导率缩写,单位用mS/cm millisiemens per centimeter[6,7]。实际上,TDS是通过EC的测量结果换算出来的,换算因子因标准不同,TDS值也有所不同,如有根据生理盐水标准的因子,或食用盐(NaCl)标准的因子。此款产品可能就是采用采用NaCl标准。一般水里不仅仅含有Na离子,还有CaMg离子等等,EC换算成NaCl标准的TDS,对不同的水质用统一NaCl标准进行比较。图表为水质分类[8],

 

 

Classification

Parts per Million(ppm)

Soft water

<17.1

Slightly hard

17.1 -60

Moderately hard

60-120

Hard

120-180

Very hard

Over 180

 

 

如图3为实际测量,发现俺地区自来水质仍然很硬,即便是经过三级过滤后,也没有降低TDS值,事实是,活性炭过滤吸附了其他有害成分,特别是有机有害物质,重金属等等,但并不能软化水质。于是理解了,怪不得家人品尝俺的过滤水会觉得味道差不多

 

水烧开对降低所谓的暂时性硬化temporary hardness)有效, 如降低水里的calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide含量。对所谓的永久性硬化permanent hardness),如含Calcium (magnesium) sulphates, Calcium (magnesium) chlorides等等,烧开水没有用。此外,磁化水也被证明软化水质效果不明显,这是另一个话题了。

 

有一点需要补充说明,不是所有的水含物(矿物质,离子等等)对人体健康有害。遗憾的是,TDS值不能告诉我们测量的水里含什么、含多少,仅仅是个总体值。虽然每个地区的水质数据都是公开可查的,不过如书[1]所说,谁知道从水厂开始,流经了多少输水管道进入自己家,不知道捎带了多少私货。因此,在不明真相的情况下,这样选择也许更好,即TDS越低越好。蒸馏水,纯化水等的TDS 0 - 50ppm ,最佳饮用水,市面上可以买到制备蒸馏水的加热器($60-120),那些有酿造啤酒或者威士忌酒爱好的朋友不会陌生。不过,有些朋友还是喜欢有点微硬的水冲咖啡、茶等。Spring水或者矿泉水在50-150ppm,保留了一些矿物质,部分人觉得口感优于软水,更好一些。而通常自来水微软,在范围150 - 300ppm内,不过被认为已经有点增加肾脏的负担,需要软化处理。而在300-500ppm 就应该慎重。当然,超过1200pmm ,喝它等于找病受。

 

 

题外话

当我们感觉自己的身体有不适或者情绪低落的时候,各种检查无果,各种保健无果,会不会是健康的源头:室内空气和饮用水出问题?很有可能!有时候,也不必过度追求某种极致或完美,矫枉过正。有关专业人士已经意识到,环境及卫生条件过渡改善,是福或是祸?因为人们的过敏症会变得越来越容易被激发,生活条件的净(进)化,可能导致我们适应环境能力的退化。一个医生这样说,他不在意孩子捡起自己掉到地上的食物并入口,我们的免疫系统需要目标,如果找不到的话,很可能不择目标,攻击不应该攻击的。不干不净,吃了没病有些道理,但不应该由此认为这位医生认同并鼓励孩子这样做。不过,对空气和水来说,它们是生命之根基,万万不可大意。有关空气和水的故事才刚刚开始,如空气中PM1.0/PM10要不要监测?臭氧离子发生器是否需要,如何安全有效地利用它?水质测试纸条(drinking water test kit strps) 可否一试,等等,好奇心仍在继续

 

参考资料

 

[1] Colin Ingram “The Drinking Water Book” 

[2] “Care for Your Air: A Guide to Indoor Air Quality”

https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/care-your-air-guide-indoor-air-quality

[3]空气中的CO2

https://www.dhs.wisconsin.gov/chemical/carbondioxide.htm

[4]PM2.5值与健康   

https://blissair.com/what-is-pm-2-5.htm

[5]放射性Radon与肺疾病  

https://www.lung.org/our-initiatives/healthy-air/indoor/indoor-air-pollutants/radon.html

[6] TDS  

https://www.ayurtimes.com/minimum-maximum-acceptable-tds-level-drinking-water/

[7] EC转换TDS  

https://www.getbluelab.com/Resource+Library/Conductivity.html

[8] Hard water and classification

https://www.wqa.org/learn-about-water/perceptible-issues/scale-deposits

 

 

 

 

 

 

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评论
豆青 回复 悄悄话 回复 'fonsony' 的评论 : 谢谢来访!CO2传感器值得买一个。
fonsony 回复 悄悄话 顶一下,早数月买了个radon百五元,学楼主言要买co2用在冬天关窗用。
豆青 回复 悄悄话 更正打字错误MP2.5为PM2.5, :-(。
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