Введение

ION чаще всего используется в продукции для кондиционирования воздуха. Ионизатор – это другое название для очистителя воздуха, или воздухоочистителя.

Ионизатор воздуха (или генератор отрицательных ионов, или люстра Чижевского) – это устройство, использующее высокое напряжение для ионизации (электрического заряда) молекул воздуха. Отрицательные ионы, или анионы, – это частицы с одним или несколькими избыточными электронами, придающими частице отрицательный заряд. Катионы – это положительные ионы, которым не хватает одного или нескольких электронов, что приводит к положительному заряду. Некоторые коммерческие воздухоочистители предназначены для генерации отрицательных ионов. Другой тип ионизатора воздуха – ионизатор электростатического разряда (ESD) (балансированный ионный генератор), используемый для нейтрализации статического электричества.

История

В 1918 году Александр Чижевский создал первый ионизатор воздуха для ионной терапии. Первоначально он использовался для поддержания здоровья животных в сельском хозяйстве. Это открытие пробудило интерес Сесила Альфреда "Коппи" Лоуза к феномену ионизации воздуха. Лоузу приписывают изобретение бытового ионизатора воздуха. Взвешенные в воздухе частицы заряжаются, притягивая ионы из ионизатора посредством электростатического притяжения. Эти частицы, в свою очередь, притягиваются к любым находящимся поблизости заземленным проводникам – либо к специальным пластинам внутри очистителя воздуха, либо просто к ближайшим стенам и потолкам. Высокая частота внутрибольничных инфекций в британских больницах побудила Национальную службу здравоохранения (NHS) исследовать эффективность анионов для очистки воздуха. Было обнаружено, что повторные инфекции, передаваемые по воздуху, в одной из палат были устранены после установки отрицательного ионизатора воздуха – это многообещающий результат, хотя для подтверждения воспроизводимости результатов необходимы дополнительные доказательства. Положительные и отрицательные ионы, генерируемые системами кондиционирования воздуха, также, по данным производителя, способны инактивировать вирусы, включая вирус гриппа. Эпидемия SARS вызвала повышенный спрос на персональные ионизаторы в Восточной Азии, в частности в Японии, где многие продукты были специально разработаны с включением генераторов отрицательных ионов, таких как зубные щетки, холодильники, кондиционеры, очистители воздуха и стиральные машины. Для этих устройств не существует единых стандартов. Существуют два типа ионных очистителей воздуха: безвентиляторные и с вентилятором. Ионизаторы с вентилятором используют вентилятор для быстрой циркуляции воздуха в помещении, но они более шумные и потребляют больше энергии, в то время как безвентиляторные модели распространяют воздух медленнее, требуя больше времени для очистки, но при этом они бесшумны и более энергоэффективны.

Ионы против озона

Ионизаторы отличаются от озоногенераторов, хотя оба устройства работают аналогичным образом. Ионизаторы используют электростатически заряженные пластины для получения положительно или отрицательно заряженных ионов воздуха (например, N2+ или O2−; эти "первичные" ионы затем немедленно объединяются в кластеры с другими молекулами воздуха, такими как H2O), к которым прилипают частицы загрязнений. Ионизаторы, как правило, производят отрицательные ионы, поскольку считается, что они оказывают благотворное влияние на здоровье. Даже лучшие ионизаторы также производят небольшое количество озона – триатомного кислорода, O3, который является нежелательным побочным продуктом. Озоногенераторы оптимизированы для присоединения дополнительного иона кислорода к молекуле O2, используя трубку с коронным разрядом или ультрафиолетовое излучение. Было установлено, что при концентрациях, не превышающих установленные нормы безопасности, озон обладает незначительным потенциалом для удаления загрязнителей воздуха в помещениях. При высоких концентрациях озон может быть токсичен для бактерий, переносимых по воздуху, и способен уничтожать или убивать эти иногда инфекционные организмы. Однако требуемые для этого концентрации настолько токсичны для людей и животных, что Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) заявляет об отсутствии места для озона в медицинском лечении и принимает меры против компаний, предлагающих потребителям озоногенераторы или озонотерапию. Озон – это высокотоксичный и чрезвычайно реакционноспособный газ. Не рекомендуется превышать среднесуточную концентрацию 0,1 ppm (100 ppb, 0,2 мг/м3), так как это может привести к прямому повреждению легких и клеток обонятельной луковицы.

Влияние на здоровье

В 2013 году всесторонний обзор 80 лет исследований ионов воздуха и показателей функции дыхания показал отсутствие четкой поддержки какой-либо благоприятной роли в функции дыхания, а также отсутствие доказательств значительного вредного воздействия. В заключение делается вывод, что "воздействие отрицательных или положительных ионов воздуха, по-видимому, не играет существенной роли в функции дыхания". Имеются слабые доказательства связи отрицательной ионизации воздуха с более низкими показателями депрессии, особенно при самом высоком уровне воздействия. Какого-либо последовательного влияния положительной или отрицательной ионизации воздуха на тревожность, настроение, расслабление, сон и субъективное ощущение комфорта выявлено не было.

Неблагоприятные последствия для здоровья побочного продукта озона

Исследования были проведены на генераторах отрицательных ионов. Одно исследование показало, что концентрация озона может превышать допустимые нормы в небольших, непроветриваемых помещениях. Другое исследование продемонстрировало, что озон может вступать в реакцию с другими веществами, в частности с моющими средствами, что приводит к увеличению концентрации загрязнителей, таких как формальдегид. Целью данного исследования было определение рисков для здоровья, связанных с использованием чистящих средств и освежителей воздуха в помещении, а не оценка негативного воздействия на здоровье от ионизаторов воздуха.

Суд по делу Consumer Reports

Consumer Reports, некоммерческий американский журнал по тестированию продукции, сообщил в октябре 2003 года, что ионизаторы воздуха не демонстрируют достаточной эффективности по сравнению с традиционными HEPA-фильтрами. Исключением стало комбинированное устройство, которое использовало вентилятор для циркуляции воздуха одновременно с ионизацией. В ответ на этот отчет компания The Sharper Image, производитель ионизаторов воздуха (и другой продукции), подала в суд на Consumer's Union (издателя Consumer Reports) за диффамацию продукции. Consumer Reports присвоил моделям Ionic Breeze и другим популярным устройствам оценку "неудовлетворительно" из-за низкого показателя подачи чистого воздуха (CADR). CADR измеряет объем отфильтрованного воздуха, циркулирующего за определенный период времени, и изначально был разработан для оценки воздухоочистителей на основе фильтрующих материалов. The Sharper Image утверждала, что данный тест не является подходящим способом оценки Ionic Breeze, поскольку не учитывает другие характеристики, такие как круглосуточная непрерывная очистка, простота обслуживания и бесшумная работа. Окружной суд США по Северному округу Калифорнии отклонил иск, поскольку The Sharper Image не смогла доказать возможность опровержения каких-либо заявлений, сделанных Consumer Reports. Окончательное решение суда, вынесенное в мае 2005 года, обязало The Sharper Image выплатить Consumer Union 525 000 долларов США в качестве компенсации судебных издержек.

Электростатический нейтрализатор в электронике

Ионизаторы воздуха часто используются в местах, где выполняются работы с электронными компонентами, чувствительными к статическому электричеству (например, в чистых комнатах микроэлектроники), для устранения накопления статических зарядов на непроводящих материалах. Поскольку эти компоненты крайне чувствительны к электричеству, их нельзя заземлять, так как разряд также может их повредить. Обычно работы проводятся над специальным диссипативным ковриком, обеспечивающим очень медленный разряд, и под потоком ионизированного воздуха от ионизатора. Эффективность ионизации резко снижается с расстоянием (даже при использовании воздуховодов), поэтому ионизацию воздуха редко применяют для этих целей, ограничиваясь обработкой предметов, находящихся непосредственно вблизи ионизатора.

Стандарты

В Калифорнийском совете по воздушным ресурсам есть страница со списком очистителей воздуха (многие из которых оснащены ионизаторами), соответствующих их предельному значению озона в помещении – 0,050 частей на миллион.