汽車“口罩” N95級認證來了！汽車戴“口罩”，真的有用麼？_風聞

來源：虎嗅網

疫情當前，人們的自我保護意識空前高漲，在這個情人節日子裏，送口罩比送玫瑰花還顯得有格調。然而，隨着口罩被人們所認識，“N95”口罩不但被奉為“上古神器”，而且平日十幾塊錢的東西一度被炒到上百元。就在人們逐漸產生“沒口罩恐懼綜合症”時，車企先開始針對“空氣過濾”大做文章，甚至近期推出了“N95級汽車”概念。

筆者在網上看了一圈“吹捧”、“貶低”、“質疑”等眾多説法，然而卻沒有一個真正講清楚了“是否真的有效”，甚至有些概念和理論都只是照搬，完全沒有經過調查和研究。所以抱着“求真務實”的態度，和諸位健康的角度出發，向大家科普一下這裏面的真相。

要弄清楚“N95級健康汽車”，就得明白什麼是“N95”。

這個概念源於“口罩”的規定，N95口罩是NIOSH（美國國家職業安全與健康研究所，The National Institue for Occupational Safety and Health）認證的顆粒物防護口罩，“N”表示不耐油，而“95”則表示對直徑為0.3微米的顆粒以95%的效率進行過濾，也就是在規定環境下（採用直徑為0.3微米氯化鈉顆粒測試），口罩內的顆粒濃度低於外部顆粒濃度95%以上（注意95%不是平均值，而是最低值）。

（中國國家標準GB 2606-2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》的分類）

NIOSH顆粒呼吸器一共分為9種，其實N95是最低標準，更高等級的還有N99、N100（至於R、P類型口罩分別指的是當油性顆粒出現後不可重複使用和能夠重複使用）。美國疾病預防控制中心（CDC）建議使用NIOSH認證的等效N95或更高級別的呼吸器，以防止吸入傳染性顆粒。

(NIOSH認證的類型，圖/維基百科)

既然明白了N95級口罩的作用和能力，那麼我們來看看“N95級汽車”的概念。

中國汽車技術研究中心旗下華誠認證中心，推出了國內首個達到N95級別的汽車空調濾清器過濾效果分級認證，即CN95認證（C代表car）。

（CN95認證標識）

前一陣某車企對宣佈要投資3.7億研發國內首個以“N95口罩”為過濾標準的車載空調濾芯。隨後多家車企開始聲稱自家車型具有“N95級別過濾功能”，並冠以健康之名開始大肆宣傳。但經過筆者調查研究，無論其廠商宣傳其過濾系統多麼有效，或採用什麼“黑科技”來實現，其核心都在一個東西上——HEPA濾芯。

HEPA（High-efficiency particulate air，高效顆粒物空氣過濾）是空氣過濾器的一種效率標準，由美國能源部門（United States Department of Energy，DOE）制定。也就是説HEPA濾芯只是符合HEPA級別標準的濾芯，而非某指定濾芯，符合HEPA級別的濾芯也分為多個等級，依然是按照過濾直徑為0.3微米顆粒的效率來劃分。

（HEPA分級標準，圖/維基百科）

這種濾芯其實一點都不神秘，各位近幾年購買的空氣淨化器裏都有，只不過可能等級和質量有所不同。不過注意，其實沒有所謂嚴格定義的醫用級HEPA濾芯，而只是較高級別的HEPA濾芯。

至於車載的過濾系統，由於使用環境與家庭不同，所以並不會只有一個HEPA濾芯這麼簡單，因為還要過濾揮發性物質以及其他有害物質，所以還會添加活性炭過濾或者離子發生器等設備，以提高過濾種類和過濾效率。但本質上要實現對病毒的過濾，還是依靠HEPA濾芯的能力。

而要了解病毒是否能被過濾掉，要看病毒在空氣中存在的方式，也就是帶有病毒的顆粒物大小。

根據國家衞健委公佈的肺炎診療方案，目前新型冠狀病毒的傳播途徑有：呼吸道飛沫傳播、接觸傳播、氣溶膠傳播（暫未官方確定）。新冠病毒本身的直徑範圍約為60~220納米（0.06~0.22微米），平均直徑為100納米（0.1微米），但病毒幾乎無法單獨生存在空氣中。

（從左到右依次為：口罩也能過濾的顆粒0.007微米，新冠病毒0.1微米，桿菌0.5微米，PM2.5微米，學紅細胞7微米，PM10微米）

飛沫傳播指的是日常面對面説話、咳嗽、打噴嚏等情況下，導致分泌物攜帶病毒進行傳播，不過此時由於分泌物顆粒較大導致快速下沉，一般只能在1~2米距離進入易感染的粘膜表面，這種傳播方式的“顆粒”直徑一般大於50微米。

（咳嗽時噴出的飛沫）

氣溶膠傳播則是，飛沫經過蒸發形成由蛋白質和病原體組成的飛沫核，由於質量和體積大幅度縮小，所以能夠“隨風盪漾”，傳播距離較遠。根據2007年發佈於《Journal of Aerosol Medicine》的一分論文研究發現，這種方式的“顆粒”直徑大小在0.74~2.12微米。

我們先暫停在這裏，如果有認真看上文的會發現，無論是N95或是HEPA濾芯，其過濾測試顆粒大小均是直徑為0.3微米的顆粒物，那麼直徑為0.74~2.12微米的飛沫核不就防不住了麼？那是不是口罩也沒什麼用了？

錯，大錯特錯，這裏大部分人，甚至空氣淨化器廠商都搞錯了這一點。

（某空氣淨化器宣傳頁，寫着HEPA濾芯無法過濾直徑小於0.3微米的顆粒）

在此次疫情之前，大家回想一下為什麼那麼多人購買“醫用級”空氣淨化器?

是的，是因為PM2.5形成的霧霾。PM2.5的意思就是直徑小於2.5微米的細顆粒物，所形成的氣溶膠，它能較長時間懸浮於空氣中，造成空氣污染。而帶有HEPA濾芯的空氣淨化，經過各種權威實驗室驗證，能夠過濾絕大部分的PM2.5，這豈不是前後矛盾？

原因在於直徑為0.3微米的顆粒物最難被過濾。

首先，HEPA濾芯也好，N95也好，其過濾原理並不是你想象中的“拿個漁網撈魚”，只是因為顆粒直徑較大，所以被“攔截”在網上。

這種原理只對大粒子有效，事實上直徑較大的粒子也的確是通過這種方式“被留下”的，但如果顆粒直徑非常小（納米級顆粒，小於100納米，也就是<0.1微米的顆粒），它的運動軌跡甚至會受到空氣分子的影響，從而呈現鋸齒形移動（布朗運動），最終會因為範德華力被吸附在纖維上，從而被過濾掉。（1納米=0.001微米）

根據NASA稱，HEPA濾芯幾乎能夠過濾100%的納米顆粒。

（NASA對HEPA濾芯的研究報告）

明尼蘇達大學也對此做了相關試驗，結果顯示，HEPA濾芯過濾掉了99.9%的小於5納米的顆粒。

同樣的原理也適用於口罩，測試中3M的N95口罩，能夠以96%的效率過濾7納米以下顆粒。

説了這麼多，那為什麼無論是口罩還是HEPA濾芯都關注於直徑為0.3微米的顆粒呢？因為這個直徑區間的顆粒，直徑大於納米顆粒很多，所以無法按照布朗運動被吸附在纖維上，同時又不足夠大，所以無法被輕易攔截在“縫隙”中。

（橫座標顆粒直徑，縱座標過濾效率）

所以各類過濾產品都是以直徑為0.3微米的顆粒作為標準，也就是説在這個範圍內的顆粒如果攔截效率很好，其他直徑的顆粒過濾效率會更好。

同樣的道理適用於工作原理一致的口罩，無論是棉質口罩、紗布口罩，還是醫用外科口罩、N95口罩，其過濾效率與顆粒直徑大小關係同樣如此。（所以針對新冠病毒，醫用外殼口罩就足矣，0.74~2.22區間第二條線）

（圖/自媒體“回形針PaperCLip”製作的《關於新冠肺炎的一切》）

事實上，HEPA濾芯概念最早源自於二戰期間防毒面具的改進，以防止士兵吸入化學煙霧；後來在1940年代，美軍為了研製過濾空氣中含有的放射性物質，進一步改進了HEPA濾芯，當時就發現了直徑為0.3微米的顆粒最難被過濾掉。直到1950年代，HEPA濾芯進入商業化，並不斷經過改進，廣泛適用於航空航天、醫藥處理、醫院、核工業等多重行業。

總結一下，HEPA濾芯本身與N95口罩無異，甚至由於體積優勢其實際效果（級別大於E95）更優於N95口罩，所以的確能夠有效阻攔直徑為0.74~2.12微米的飛沫核顆粒。

但是，這並不意味着裝載着HEPA濾芯的車載過濾系統，就能有效阻礙新冠病毒。因為，給自己臉上戴個口罩，能夠保證“呼吸”在安全環境中，但對於汽車來説，“進氣”不僅僅來自於過濾系統。

車載空氣過濾系統，並不是汽車加裝一個HEPA濾芯或者加個淨化器那麼簡單，無論是整套系統的使用環境和可能面對的各種情況，都比家庭環境要複雜很多。不僅要考慮整套系統的魯棒性和壽命，還要保證整套空調和過濾系統本身的氣密性，以及整車的氣密性。

假如你的車上具有PM2.5過濾功能，在有限的車內空間內，其實並不需要多大難度就能快速將車內空氣質量提高，但這並不能保證沒有新的污染進來，因為無論在空調系統內部還是車門等縫隙處，都有可能有外界空氣直接進來，從而無法保證“病毒防護”級別的過濾。

這也是為什麼急救車所採用的是負壓過濾系統，由於這類級別的車用途特殊且造價較高，所以通過整車嚴格的氣密性設計，在車內將可能污染過的空氣快速排除車外，並通過產生的負壓，迫使外界空氣從指定的過濾系統進入車內，以保證絕對的醫療級別安全和快速排除可能污染的空氣。

所以，對於一般民用車輛來説，要麼保證極高的過濾系統和整車密閉性，要麼像特斯拉在2016年推出的“生化防禦”模式中，Model S/X在使用H13級別HEPA濾芯為主的過濾系統之外，通過空調過濾系統將車內進氣量增大，使得車內始終保持在正壓狀態，也就是即便存在可能的氣密性問題，也會由於正壓能夠將外界空氣“抵禦”在車外。

（特斯拉Model X過濾系統測試結果）

目前筆者並未從各家“N95級別汽車”的資料中，確認各家所採用的是哪種方式來保證系統本身和車輛本身氣密性，並且沒有實際的測試結果，所以無法推斷誰家更好。

但僅就從技術角度來看，首先具有HEPA濾芯肯定強於普通空調濾芯。（可以自行更換空濾為HEPA濾芯）

汽車空調濾芯的過濾效率要求涵蓋了從0.3μm到10μm六種不同粒徑的顆粒物的過濾要求。但是沒有設定粒徑小於0.3μm的顆粒物過濾效率要求。

其次，車企在車內空氣淨化入手較早的車企，技術應該相對成熟一些，在魯棒性、氣密性、壽命方面會更加完善。

最後，也是最重要的，如果不記得勤洗手等基礎防護措施，就算車內衞生安全是生化實驗室級別的，都沒啥用。