快来看！实验证明戴合适的口罩的确能防霾，真不是心理安慰~

　　米粒妈咪网讯：快来看!实验证明戴合适的口罩的确能防霾，真不是心理安慰~

　　我不是空气污染专家，但是我住在北京的时候开始担心空气污染对我身体健康的影响，所以我开始研究防护措施。口罩有科学依据吗?我把这个问题分成三个更小的问题...

　　带口罩防雾霾有科学根据吗?

　　知友 | Thomas Talhelm

　　Hi there! This is Thomas.

　　我不是空气污染专家，但是我住在北京的时候开始担心空气污染对我身体健康的影响，所以我开始研究防护措施。

　　口罩有科学依据吗?我把这个问题分成三个更小的问题：

　　1. 口罩能捕捉那些特别小的颗粒吗?

　　有一位叫 Jeremy Langrish 的科学家发表了科学研究(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2662779/)。为了模仿街边的空气污染，他用了柴油发动机，然后让它的排气穿过不同的口罩。我做了一个非常非常专业的解释图：

　　最后用了一个检测仪看看出来的空气有多少颗粒物。他的测试仪能测到 0.007 微米的颗粒，比 2.5 微米小多了(他用的是 TSI 3022，比我的专业多了)。

　　他先测试了简单的棉布：

　　结果不太好，只捕捉了 28% 的颗粒。

　　后来他测试了普通的医用口罩：

　　很多人说这种口罩没用，但是科学测试发现能挡住 40-80% 的颗粒。在这次测试挡住了 80%;在密封测试，效果测试是 40-60%。

　　后来他测试了不同的自行车口罩：

　　自行车口罩也还行，差不多 80%。

　　后来他测试了简单的3M N95 口罩：

　　结果都是 95% 以上。

　　结论：口罩能捕捉特别小的颗粒。

　　2. 实际戴上口罩的时候，是不是密封性不好，所以没用?

　　我听说很多人这么说：就算口罩能捕捉颗粒，我们戴上的时候密封性太低了，所以没用。其实我们不需要听别人瞎猜，我们可以看看测试。这种测试有点复杂因为需要特殊的机器让我们戴的时候做实时测试。幸亏我有机会做!

　　这样的测试能看到实际戴上的时候口罩里面和外面有多少颗粒。这种机器能测到 0.01 - 1 微米颗粒。

　　不错!我常用的9332 口罩挡住了 99% 以上的颗粒!

　　来自美国的医生 Richard Saint Cyr 医生也做过这种测试。他的结果跟我的差不多：

　　结论：实际戴上的时候，口罩能挡住 90% 以上的颗粒。

　　自己戴上的时候，注意哪款最贴脸，适合自己的脸型。

　　3. 戴口罩对我们身体健康有帮助吗?

　　上面的科学家 Jeremy Langrish 也做了跟身体健康有关的实验。他让一部分人在北京走路：

　　有一次戴口罩，有一次不戴口罩。戴的是上面测试的 8812 型号，很简单的 3M 口罩。他们走路的时候，身上有机器记录心率、血压什么的。结果戴口罩的时候，心率更有规律(heart rate variability)而血压更低：

　　结论：戴口罩对我们身体有帮助。据我所知，这种实验不多，但是至少有一次实验说明戴口罩有实际作用。我希望科学家能做更多的这种实验。

　　所以下次遇到人说口罩没用，你可以跟他们说你看了科学研究，口罩确实有用!

　　上面的外国哥们用实验回答了有没有用，但是既然你要的是科学依据，那我告诉你为什么有用~

　　先上结论：

　　当颗粒非常微小的时候，物理的阻隔(类似与筛孔)将对颗粒物的去除几乎没有任何作用。

　　这里的起作用的是颗粒物在通过滤层时，在布朗扩散，滤层拦截，惯性碰撞、重力沉降等等效应下，被过滤层所吸附了。

　　你以为过滤是这样的：

　　但其实，过滤是这样：

　　这是一个柴油车的颗粒物过滤装置，这上面的孔很大的。多大，肯定比PM2.5平均直径(2.5um)大。

　　过滤的时候，被过滤下来的物质会生成沉积层(cake)，可以增强过滤效果。所以说口罩变脏过程中，过滤效果会变好。

　　当颗粒非常微小的时候，物理的阻隔(类似与筛孔)将对颗粒物没有任何作用。而起作用的是及其微小的颗粒物在布朗扩散(颗粒物的无规则运动)，拦截(来不及随着气流改变方向，正好撞上)，碰撞(这里特别注意湍流的影响，比如说圆柱扰流的影响)、重力沉降等等过程中，撞上了过滤层的物质，被吸附了。

　　为什么能够被吸附?各种微观的力起作用啦，主要是范德华力，别小看这个力，这个力对于细颗粒来说很大的，由于颗粒物本来就小，基本上撞上就会 aggregate，当然，可能还有电磁力等等。

　　最最极端一个例子，用一个吸管吸空气，当吸管够长，气流够湍，有可能你一点颗粒物都吸不到哦。

　　Anyway，这个学科属于气溶胶动力学(Aerosol Mechanics)。

　　没啥参考文献，推荐这个网址，内容还不错：Aerosol Mechanics

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