Trong những năm gần đây, chất lượng không khí trong nhà trở thành vấn đề lớn đối với sức khỏe con người. Trung bình chúng ta dành 90% thời gian ở trong nhà (Gunnarsen et al. 2006). Tiếp xúc với VOCs (Volatile Organic Compounds), điều kiện nhiệt độ, tiếng ồn là những nhân tố gây stress ảnh hưởng tới con người trong cả ngắn và dài hạn. VOCs trong không khí trong nhà đã nhận được sự chú ý đáng kể do ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của chúng đối với con người. Ví dụ:

• Formaldehyde có thể gây kích ứng hô hấp, ung thư vòm họng, tiêu chuẩn an toàn là 0.1 mg/m3 tính trung bình 30 phút.
• Benzen có thể gây trầm cảm và tiêu chuẩn là không có benzen trong không khí mới đảm bảo an toàn cho con người (World Health Organization 2010)

VOCs được sinh ra từ thảm, giấy dán tường, bàn ghế, thiết bị điện tử,…mức độ sinh ra VOCs lớn nhất khi các vật dụng còn mới, có một số phương pháp để giảm VOCs như sau:

• Sử dụng vật liệu ít sinh ra VOC
• Sử dụng thông gió cho căn phòng
• Sử dụng máy lọc khí
• Trồng cây xanh trong phòng, cây xanh còn giúp giảm khó chịu như mệt mỏi, ho,…

NGHIÊN CỨU CỦA NASA VÀ NHỮNG KẾT QUẢ NGOÀI MONG ĐỢI

“NASA Clean Air Study” là dự án hợp tác bởi NASA (National Aeronautics and Space Administration) và ALCA (Associated Landscape Contractors of America) nhằm mục đích nghiên cứu các phương án để làm sạch không khí ngoài không gian. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, ngoài việc hấp thụ carbon dioxide và giải phóng oxygen thông qua sự quang hợp, các loại cây trồng trong nhà còn cho thấy khả năng thanh lọc các chất hữu cơ dễ bay hơi ô nhiễm như benzen, formaldehyde, trichloroethylene,…

Nghiên cứu còn cho thấy cần ít nhất 1 cây xanh cho mỗi diện tích 9.3m2 để việc thanh lọc không khí hiệu quả trong điều kiện phòng kín hoàn toàn ngoài không gian vũ trụ.

Danh mục một số cây xanh có khả năng lọc khí tốt

(các loại cây dưới đây đã được test năm 1989)

• Cây thường xuân
• Cây chân nhện
• Trầu bà
• Lan ý
• Vạn niên thanh
• Cau tiểu trâm
• Lưỡi hổ
• Trầu bà cánh phượng (Trầu bà tay phật)
• Cây khoai nước
• Cây phất dụ
• Thiết mộc lan
• Cây si
• Cúc đồng tiền
• Cúc trắng
• Lô hội
• Huyết dụ
• Cây chuối

Kết quả các nghiên cứu về khả năng lọc khí của cây xanh

CƠ CHẾ LỌC KHÍ CỦA CÂY XANH

Lọc trực tiếp (hấp thụ): 

• Qua khổng khí, biểu bì ở lá
• Biểu bì ở thân cây
• Qua bộ rễ

Lọc gián tiếp (chuyển hóa sinh học – biotransformation)

• Do công nghệ để chuyển hóa chất ô nhiễm thành khoáng chât nuôi cây

Khả năng lọc của cây xanh phụ thuộc vào các yếu tố: loài cây, cường độ sáng, mức độ tập trung của VOC, chủng loại VOC và hợp chất VOC. Việc hấp thụ CO2 và thải O2 cũng phụ thuộc rất nhiều vào loài cây, ví dụ cây lưỡi hổ có thể hấp thụ CO2 và thải O2 cả về ban đêm.

Bài viết Khả năng thanh lọc khí của cây xanh đã xuất hiện đầu tiên vào ngày TREEOTEK.

Inertial Impaction (Quán tính –  để lọc các hạt bụi có kích thước trung bình) sử dụng sự thay đổi đột ngột của hướng gió và nguyên tắc quán tính để phân tách bụi trong luồng không khí. Các hạt bụi ở một tốc độ nhất định có xu hướng duy trì vận tốc và tiếp tục đi theo hướng gió 1 cách liên tục. Nguyên tắc này thường được áp dụng khi mật độ bụi thô cao và trong nhiều trường hợp dùng làm lọc thô (pre-filter) để làm tăng hiêu suất lọc cho bụi mịn (fine-filter).

Interception (Ngăn chặn – để lọc các hạt bụi nhỏ) bụi được tiếp xúc vật lý với sợi của màng lọc và bị giữ lại. Bụi được giữ lại là những hạt nhỏ và quán tính của nó không đủ lớn để nó di chuyển theo đường thẳng. Bởi vậy nên hạt bụi sẽ di chuyển theo luồng khí cho đến khi tiếp xúc với sợi của màng lọc và bị giữ lại.
Diffusion (Hiệu quả cao với bụi có kích thước ≤ 0.2µm) xảy ra khi hạt bụi chuyển động ngẫu nhiên (Brownian) và bị dính vào sợi của màng lọc. Khi một hạt rời khỏi lớp vật liệu lọc (do bị hút và bắt giữ) nó tạo ra một khu vực có mật độ thấp hơn trong lớp vật liệu lọc do đó sẽ giữ lại một hạt khác khuếch tán đến khu vực đó. Để tăng cường khả năng hút, các bộ lọc sử dụng nguyên tắc này hoạt động với tốc độ lọc thấp và/hoặc tăng cường mật độ sợi thủy tinh siêu mịn hoặc vật liệu khác. Hạt càng nằm trong khu vực “bắt giữ” lâu, diện tích bề mặt vật liệu thu giữ (sợi) càng lớn và xác suất lưu giữ bụi càng cao. Các nhà sản xuất máy lọc có hai phương pháp đặc thù để giải quyết nguyên tắc này – sử dụng bộ lọc dạng tấm sợi thủy tinh mịn có diện tích lớn hơn hoặc bộ lọc dạng tấm thủy tinh chồng lên nhau có diện tích nhỏ hơn.

Electrostatic Attraction (Hút tĩnh điện), Sử dụng những sợi dây được ion hóa để làm nhiễm điện lên các hạt bụi. Các hạt bụi sau khi bị nhiễm điện sẽ bị hút vào các tấm mang điện trái dấu và không khí đã được lọc tiếp tục được thổi vào môi trường. Cơ chế lọc tĩnh điện dùng để lọc các hạt siêu mịn như bụi và khói thuốc lá.

Bài viết Các cơ chế lọc bụi cơ bản đã xuất hiện đầu tiên vào ngày TREEOTEK.

Ion âm có tác dụng lọc và khử mùi khó chịu, loại bỏ bớt các loại bụi siêu nhỏ và các chất rắn lơ lửng trong không khí. Hầu hết các chất gây ô nhiễm, khói, bụi, vi khuẩn và chất gây dị ứng lơ lửng trong không khí đều mang điện tích dương. Ở trạng thái lơ lửng, các Ion âm tự bám lấy, làm kết tủa tạo thành các hạt nặng dần và rơi xuống đất. Khi Ion âm trong môi trường đạt đến một mật độ đủ lớn sẽ làm các chất bẩn chuyển từ trạng thái tích điện dương sang trạng thái tích điện âm. Kết quả là các chất bẩn trong không khí tiến lại gần nhau và kết thành các hạt to hơn, nặng hơn và rơi xuống đất. Quá trình này diễn ra liên tục cho đến khi khối tạp chất đủ nặng để rơi xuống đất. Vì vậy, không khí với mật độ ion âm càng cao sẽ càng sạch.

2. Tác dụng trực tiếp của Ion Âm đối với sức khỏe của con người

Do đó rất nhiều nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu về tác dụng của Ion âm đối với sức khỏe của con người Và kết quả trên thực tế Ion âm có khả năng ức chế vi khuẩn, bệnh tật phát triển. Thực nghiệm cho thấy bệnh tật bắt buộc phải chứa điện tích âm mới có khả năng tấn công tế bào sống, nếu tế bào sống cũng chứa điện tích âm thì khi đó sẽ có sự đẩy lẫn nhau vì vậy sẽ giảm khả năng tấn công của bệnh tật. Trong đó cơ lí chủ yếu là trước tiên Ion âm kết hợp với vi khuẩn làm cho kết cấu vi khuẩn bị biến đổi và dễ dàng bị tiêu diệt.

Ion đi vào cơ thể con người qua đường hô hấp và có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người. Nếu hấp thụ Ion dương quá nhiều dẫn tới cơ thể tiêu hao nhiều năng lượng do lượng điện tích dương cao trong cơ thể kích thích mạnh sự hoạt động của các cơ quan. Năng lượng nhanh chóng bị tiêu hao do kích thích dẫn đến sự suy kiệt và làm con người mệt mỏi. Nếu tình trạng đó kéo dài sẽ làm cơ thể dễ dàng bị mắc bệnh do cơ thể hết khả năng đối kháng. Ngược lại nếu cơ thể tích điện âm sẽ cho cơ thể nhận thêm nguồn năng lượng hữu ích cân bằng trạng thái, ổn định tự chủ và duy trì hoạt động của con người.

3. Tác dụng đối của Ion Âm với hệ thống huyết dịch:

Phần lớn bệnh tật xuất hiện ở con người là do máu bẩn, nhiễm khuẩn. Máu bẩn không chỉ gây ra các chứng bệnh điển hình như nhồi máu cơ tim, nhồi máu não mà còn là nơi sản sinh vô số các chứng bệnh khác do các chất thải cơ thể không được bài tiết ra bên ngoài.

Quá trình kiềm hóa trong máu làm sản sinh các chất Endorphin (morphin nội sinh) và Enkephalin. Các chất này làm tăng tỉ lệ ion âm hóa các chất Natri, Kali, trong huyết tương giúp lưu thông & lọc sạch máu từ đó giải tỏa mệt mỏi, phục hồi thể lực và làm mau lành các vết thương. Nghiên cứu đã chứng thực Ion âm làm giảm thời gian máu ngưng tụ, làm tăng hàm lượng oxy trong máu, có lợi với việc vận chuyển, hấp thụ và sử dụng oxy trong máu.

4. Tác dụng của Ion Âm đối với hệ thần kinh:

75% lượng không khí con người hít thở hàng ngày được tiêu thụ ở não. Để hoạt động các tế bào não cần một lượng Oxy đủ nhiều để duy trì chức năng. Ion âm xâm nhập vào cơ thể sẽ giúp tăng cường sự trao đổi Oxy, tăng cường hoạt động thần kinh phó giao cảm trong hệ thần kinh tự chủ, tăng cường hoạt động của beta Endorphin. Từ đó giúp điều chỉnh hệ thần kinh tự chủ có lợi cho cơ thể con người, các phản ứng tới suy nghĩ hay cảm giác của chúng ta như huyết quản, nội tràng…làm con người có được sự tập trung, nâng cao năng lực học tập, nghiên cứu và mọi hoạt động sống.

Ion âm làm tăng cường hoạt lực của vỏ đại não và não bộ, giúp tinh thần phấn chấn, tăng cao hiệu ích công tác làm cải thiện chất lượng giấc ngủ. Ion âm làm tăng cường quá trình dưỡng hóa của tổ chức não, làm tổ chức não thu được càng nhiều dưỡng khí.

5. Tác dụng của Ion Âm đối với hệ thống huyết quản:

Theo học giả quan sát, Ion âm có tác dụng rõ rệt đối với việc mở rộng huyết quản, có thể làm giảm co giật động mạch, làm giảm huyết áp, ion âm cũng có tác dụng rất tốt đối với cải thiện tim mạch và dinh dưỡng cơ tim, có lợi đối với sự phục hồi của những bệnh nhân cao huyết áp và tim mạch.

6. Tác dụng của Ion Âm với hệ thống hô hấp

Ion âm có tác dụng cải thiện chức năng của lá phổi. Nguyên nhân là do sau khi hô hấp Ion âm được hấp thụ vào cơ thể sẽ có tác dụng tăng lượng oxy trong lá phổi. Có người đã từng thử nghiệm nếu hít thở trong môi trường có Ion âm trong thời gian 30 phút, có thể làm tăng khả năng hô hấp khí oxy lên 20%, và tăng lượng thải khí CO2 lên 14.5%, điều đó cho thấy rõ ràng rằng Ion âm có tác dụng cải thiện và tăng cường khả năng hô hấp của con người.

7. Tác dụng của Ion Âm với quá trình tái tạo tế bào

Tế bào là đơn vị cấu tạo cơ bản của sự sống. Tế bào cung cấp các cơ quan cho cơ thể, tạo nên chất dinh dưỡng từ thức ăn, chuyển hóa chất dinh dưỡng thành năng lượng và mang lại những chức năng đặc biệt. Để tế bào làm việc yêu cầu các khoáng chất trong lớp tế bào cần vận động làm việc. Sự Ion âm hóa các khoáng chất tạo ra nguồn năng lượng cần thiết cho sự hoạt động của các tế bào. Từ đó quá trình trao đổi chất diễn ra mau lẹ giúp các chất thải độc tố nhanh chóng bị loại trừ và thay vào đó là lớp tế bào mới kế sinh khỏe hơn, chất lượng hơn.

8. Ion âm và bệnh ung thư

Nguyên do hình thành Ung thư là do chuỗi phân tử DNA bị hư hại dẫn đến đột biến gene thiết yếu điều chỉnh quá trình phân bào, các cơ chế quan trọng. Trong đó quá trình ứng kích Oxy hóa gây ra tác động xấu đến sự phân bào (Gốc hình thành gene di truyền sự sống) làm hư hại các DNA bị khiếm khuyết về gen bị lỗi và gây ra ung thư, Protein và Chất béo. Hay chính Oxy hoạt tính ngăn chặn DNA thực hiện các chức năng của mình và bị sai hỏng tạo điều kiện các tế bào Ung thư hình thành và hoạt động.

Các tế bào Ung thư hình thành và hoạt động sản sinh ra một lượng axit lactic làm oxy hóa dung dịch máu làm quá trình lưu thông trì trệ do thiếu Oxy.

Ion âm hạn chế, trung hòa tính axit trong máu, tăng cường cung cấp Oxy, Globulin được tăng cường giúp cơ chế tự sửa chữa được cải thiện một cách tự nhiên. Các phân tử DNA được cải thiện và các hoạt động chức năng được phục hồi.

Theo nghiên cứu của bệnh viện Horiguchi của Nhật, Bác sĩ Norburu Horiguchi đã tiến hành nghiên cứu trên 2 nhóm chuột bạch sau khi cấy tế bào ung thư đại trực tràng. Hai tháng sau khi cấy, nhóm chuột được phơi nhiễm bằng ion âm bốn lần trong ngày, mỗi lần 15’ thì kích thước tế bào ung thư gần như giữ nguyên, còn với nhóm chuột không phơi nhiễm thì tế bào ung thư phát triển to thêm 3cm.

9. Tác dụng của Ion Âm tới sự tăng trưởng của thực vật

Thực vật cũng như cơ thể sống được cấu tạo từ vô số tế bào. Trong tế bào thực vật cũng có chứa các ion khoáng như canxi, natri, kali…nên cơ thể sống sẽ xuất hiện điện sinh học. Quá trình ion hóa các chất khoáng sẽ giúp tăng cường quá trình trao đổi chất và từ đó giúp tăng trưởng.

Ion âm đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, ví dụ như cơ quan Quản lý Thuốc và Thực phẩm Mỹ (FDA) chứng nhận Ion là một chất chống dị ứng rất hiệu quả. Liệu pháp Ion được sử dụng rộng rãi trong các bệnh viện của Châu Âu và Nga. Tháng 3 năm 1999, Tạp chí Good Housekeeping đã đăng tải việc thí nghiệm dùng máy tạo Ion âm để khử khói thuốc, kết quả là hầu hết khói thuốc đã bị khử bởi Ion âm. Theo nghiên cứu gần đây của Bộ Nông nghiệp Mỹ, Ion âm có thể làm giảm 52% lượng bụi và 95% lượng vi khuẩn của không khí trong phòng.

Hàm lượng ion âm trong không khí tại một số điều kiện môi trường

Bảng mật độ ion âm và phân cấp không khí

Bài viết Tác dụng của ion âm đã xuất hiện đầu tiên vào ngày TREEOTEK.

Nguyên lý hoạt động

High Efficiency Particulate Air, hay HEPA vẫn được cho là màng lọc có hiệu suất lọc cao nhất. Thông thường HEPA được làm từ sợi thủy tinh, hiệu suất lọc của HEPA lên đến 99.97% và có thể lọc được các hạt bụi kích cỡ nhỏ đến 0.3µm. HEPA được phát triển lần đầu vào thế chiến thứ 2 để loại bỏ ô nhiễm phóng xạ sinh ra trong quá trình sản xuất bom nguyên tử. Ngày nay chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều nền công nghiệp phát triển nơi đòi hỏi chất lượng cao về không khí.

Điểm mạnh:

• Loại bỏ bụi, lông vật nuôi, phấn hoa, nấm mốc, một số vi khuẩn và các chất gây dị ứng phổ biến.
• Các chất ô nhiễm khi bị giữ lại ở màng lọc sẽ không bị phát lại ra môi trường.
• Không sinh ra ozone hay sản phẩm phụ có hại.

Điểm yếu

• Không lọc được mùi, khí gas, nước hoa, VOCs, khói thuốc, bụi siêu mịn, vi rút, vi khuẩn (có kích thước < 0.01µm.
• HEPA lọc thụ động. Nó đòi hỏi phải có quạt để thổi khí chưa lọc qua và giữ lại bụi ở đó.
• Vi khuẩn, vi rút khi bị giữ lại ở màng lọc sẽ sinh sản và tái tạo ra môi trường.
• Khi màng lọc đã bão hòa bụi, bộ lọc mất khả năng lọc và phải thay mới.

2. Activated Carbon Air Filter

Nguyên lý hoạt động

Than hoạt tính có nguồn hốc từ than gáo dừa, gỗ hay than đá, có thể chứa hàng triệu lỗ trống giữa các nguyên tử do đó có thể lọc được nước hoa, khí gas và mùi. Do diện tích bề mặt lớn của hạt carbon, bộ lọc sử dụng than hoạt tính rất hiệu quả để lọc khí gas mà đã không được lọc bởi các công nghệ lọc khác.

Điểm mạnh:

• Khả năng hấp thụ cao khiến nó trở nên rất hiệu quả khi lọc nước hoa, khí gas, khói thuốc và mùi.
• Không tái phát ô nhiễm ra môi trường.
• Không giải phóng ozone hay sản phẩm phụ có hại.

Điểm yếu:

• Không hiệu quả trong việc loại bỏ bụi và chất gây dị ứng.
• Không hiệu quả trong việc giữ lại vi khuẩn, vi rút.
• Giống như HEPA, lọc bằng than hoạt tính của là dạng thụ động và cần quạt để thổi khí qua sau đó giữ lại chất gây ô nhiễm.
• Khi các lỗ trống đã đầy các chất ô nhiễm, bộ lọc mất khả năng lọc bụi và phải thay mới.

3. Air Ionizer

Nguyên lý hoạt động

Bộ phát ion tạo ra ion âm làm thay đổi cực tính của các hạt lơ lửng trong không khí, làm cho chúng bị hút lại với nhau. Khi hạt bụi trở nên nặng hơn, chúng bị rơi xuống mặt đất hay trên tường thay vì ở lại lơ lửng trong không khí, do đó loại bỏ chất ô nhiễm cho hơi thở trong lành của con người. Các chất ô nhiễm sau khi bị nhiễm điện sau đó còn có thể bị giữ lại bởi đĩa mang điện trái dấu.

Điểm mạnh:

• Loại bỏ bụi trong không khí, bao gồm cả bụi rất nhỏ như loại siêu mịn (0.01µm).
• Làm trung hòa nước hoa hóa học, khói thuốc, ức chế vi rút, vi khuẩn.
• Hoạt động theo cơ chế chủ động. Bộ phát tạo ra ion, chúng có thể di chuyển trong căn phòng, chủ động loại bỏ bụi bẩn trong căn phòng.

Điểm yếu:

• Không có tác dụng lọc mùi.
• Không thể diệt vi rút.
• Không loại bỏ được các hóa chất.
• Không thể loại bỏ 100% bụi trong không khí.
• Cần kiểm soát việc sinh ra ozone và các sản phẩm phụ.

4. Đèn tia cực tím (UV)

Nguyên lý hoạt động

Đèn tia cực tím có thể diệt vi rút, vi khuẩn, nấm mốc hiệu quả. Bức xạ tia UV được khuyến nghị bởi Centers of Disease Control để ngăn ngừa bệnh tật gây ra bởi vi rút, vi khuẩn trong không khí.

Điểm mạnh:

• Có thể phá hủy các vi sinh vật như vi khuẩn, vi rút, nấm mốc.
• Ngăn chặn sự lây lan của dịch bệnh.
• Không tạo ozone và sản phẩm phụ có hại.

Điểm yếu:

• Không có tác dụng lọc các hạt bao gồm bụi, phấn hoa, chất gây dị ứng.
• Không thể loại bỏ hóa chất nước hoa, khí gas, khói thuốc.
• Không loại bỏ được mùi, trừ khi được thiết kế để tạo ozone.

5. Ozone 

Nguyên lý hoạt động:

Ozone là chất ô xy hóa hoạt tính rất mạnh có thể phá hủy phần lớn vi khuẩn, hóa chất bao gồm vi khuẩn gây mụi, các tác nhân hóa học. Ozone hiệu quả cao với các mùi mạnh nhưng không phải lúc nào cũng phù hợp đối với một số hoàn cảnh nhất định. Trong các trường hợp đó, tốt nhất là tắt khi không có nhu cầu.

Điểm mạnh:

• Hiệu quả cao với mùi, bao gồm khói thuốc lá.
• Giúp loại bỏ một số hóa chất và vi khuẩn.

Điểm yếu:

• Ozone tự bản thân nó đã là chất gây dị ứng, kích thích cho mắt, mũi và cổ họng khi có mặt trong không khí với hàm lượng đủ lớn.
• Mùi ozone có thể gây khó chịu đối với một số người.
• Không có tác dụng lọc đối với hạt rắn như các chất gây dị ứng.
• Không trung hòa được hầu hết các hóa chất.

Bài viết Các công nghệ lọc khí phổ biến đã xuất hiện đầu tiên vào ngày TREEOTEK.