
作者:醫學博士Walter Hugentobler
醫學博士Walter Hugentobler是一名一般內科退休專家,并任職蘇黎世大學家庭醫學學院講師(擔任核心研究小組成員)。 Hugentobler博士在蘇黎士機場/克洛滕的執業期間接待過很多飛行員患者,因此很早就對空氣干燥問題的實際后果有所了解,并在其整個專業生涯始終關注這一問題。
鼻子的空氣調節功能
90%以上的人們大都居住在封閉、不透氣的室內環境。而室內環境和空氣質量則受到建筑物理特性和建筑服務設施越來越多的特殊影響。建筑物在環境控制方面有很多技術可供選用,但呼吸道、皮膚和眼睛等器官以及建筑物的用戶卻沒有選擇的機會。
對于沒有空氣調節系統情況下的環境濕度,呼吸道除了無條件接受別無選擇。所呼入的空氣在呼吸道的起始點就接受處理,到達肺泡時可以達到100%的濕度。在處理干燥空氣的過程中,鼻子、口腔、咽喉以及支氣管均參與其中,最終達到100%的濕度飽和狀態。
以任何形式存在的水分隨時都會被人體吸收。在持續的生活和工作環境,人體成為水分的唯一來源,人體本身也是其自身的加濕器。但需要注意的是,當人體加濕能力達到臨界點時,就會出現癥狀并患病。那么生活在濕度始終不超過20-30%的建筑物內意味著什么呢? 在這種環境下,只能靠鼻子、咽喉和支氣管加濕,直到最后人體發生代償失調。
干燥和粉塵污染問題如影隨形
空氣越干燥,其含塵量就會越高。在采暖季節,干燥和粉塵會加重呼吸道的空氣調節和清潔負擔,最終導致其超出正常功能限度。另外干燥與粉塵彼此之間也構成雙重作用。 這種因室內環境給呼吸道造成的負擔在室外完全不會存在!
數十年來在對建筑用戶進行的獨立調查中,人們大多認為30-40%的空氣濕度“過于干燥”,那么,對空氣加濕的要求是否僅僅是為了滿足舒適要求呢?專業醫生對這個問題的回答毫不含糊:當然不是!空氣濕度低于40%的合理性或者好處從未見諸論述,但其對于健康的危害屢見不鮮。大多數人都知道干燥的空氣沒有好處,而這種不適要經過較長時間才能夠感覺到。這些不良影響所導致的各種健康問題往往都與空氣干燥相關。實際上,幾十年來由于冬季干燥造成的巨大影響已經被許多人視為無法避免的自然現象,并非存在因果關系。每年采暖季節,絕大多數人至少都要患上一次普通感冒。我們時常遭遇流感和慢性呼吸道疾病(鼻過敏、哮喘、慢性阻塞性肺病/COPD、鼻竇炎)的侵襲,并且情況每況愈下,而我們很少考慮到這是空氣的干燥給健康帶來的不良影響。
健康鼻子的強大功能
我們之所以能對空氣濕度和溫度的大幅度變動毫無壓力,原因在于我們的鼻子具有空氣調節功能。鼻子的任務就是對呼入空氣進行粗略的清潔,同時還要進行濕度和溫度調節。
有研究稱,我們的鼻子已經開始逐漸適應冬季干燥、污濁空氣的條件要求。實際上這種情況只適用于那些鼻子健康狀態良好的人們,這類人大約占總人口的三分之二。對于鼻腔形狀存在問題以及由于鼻塞無法暢通呼吸的鼻子,就需要口腔取代部分或全部呼吸功能,因此不具備正常的空氣調節功能。鼻塞和感覺干燥是最常見的兩種鼻腔問題,不僅過敏人群(鼻炎和哮喘患者,占總人口的20%至40%)受此影響,鼻黏膜曾經受損的人群(例如由于反復感染導致受損)、吸煙者以及老年人也同樣受影響。呼吸未經過加濕的溫暖空氣對這類人來說是一種額外負擔,但他們在工作環境以及公共建筑物和商場內對此無法避免。呼吸道黏膜受損則更容易患上感染性疾病。由于過敏體質人群在過去五十年來始終不斷增加,而室內變得愈加干燥,因此這一問題的重要性日益凸顯。采暖季節我們究竟需要哪種室內環境?
由于室外環境也同樣存在較低的濕度,因此室內的低濕情況往往并不會被認為不合理,也不會被視為有多么不夠自然。特定溫度條件下的小時濕度均值對比(如室內溫度20-24°C時的濕度)表明很少有濕度均值低于30%的情況;即使是干旱和焚風地區的濕度也甚至持續超過50%。因此,冬季室內環境的水含量明顯低于特定溫度條件的濕度標準。
“冬季加濕毫無必要”——這一觀點的后果
具有諷刺意味的是,影響多個器官的濕度問題被認為僅僅是為了獲得“舒適的效果”?實際上不但呼吸道,而且眼睛、皮膚、大腦、腎臟和血液均與之相關。干燥狀態下可檢測和可測量性的變化均無一例外涉及到上述的器官。而對于眼睛和皮膚的影響眾所周知,并且具有可復現性。對于大腦功能的不良影響也有很多論述發表,比如說,過度脫水對飛行員的視覺、反應能力以及決斷過程存在非常危險的影響,這方面已經有很多航空領域的相關研究。有關空氣干燥對辦公室職員和學生工作和學習的負面影響的研究也早有研究發表。
空氣質量的關鍵點
空氣質量以懸浮物質數量、質量以及水含量作為定義,呼入空氣的含水量是其主要的物理參數,該參數對于懸浮物的相關處理存在直接影響。這種影響作用在微觀世界,肉眼無法觀察。但這種影響我們每天都會體驗,并且人人非常熟悉。
我們通常說的“干粉塵”就是對這種干燥物理作用的概括,干燥與空氣中的粉塵污染物有關。就表面意思來說,這個詞的意思是說干燥程度已經達到粉塵無法附著的地步。簡而言之,干燥會造成粉塵顆粒長時間懸浮,即使落在物體表面上也很難附著。無論干燥還是粉塵污染物都會增加呼吸道的負擔。

(圖片版權? vitanovski / Fotolia.com)
呼入空氣實為氣溶膠
從物理學角度看,我們所呼吸的空氣實際上是氣體、固體和水滴狀懸浮物以及水蒸氣的混合物,這種類型的混合物被稱為氣溶膠。從健康角度來看,大多數懸浮顆粒均為空氣污染物,對我們健康的危害甚大。但建筑物用戶別無選擇:他們只能有什么就呼吸什么。這種氣溶膠混合物盡管肉眼不可見,但要知道每立方米清新干凈的海洋空氣就含有大約一億個懸浮顆粒。
這種細小粗糙的粉塵和水滴狀氣溶膠能夠在空氣中懸浮達數小時之久,并通過熱交換和強制對流的方式產生旋流并分配和傳送到外部。在一定空間的內部,大多數粉塵不會懸浮在空氣中,而是沉降在物體表面。根據濕度和對流的影響,懸浮物在物體表面與空氣之間進行動態分配。
水:氣溶膠的“粘合劑”
在這個動態過程中,水分將會起到什么作用?水分可以促進粉塵脫離空氣,附著到物體表面(減少旋流),所有這些過程均可通過實驗進行分析和量化。我們在日常生活中也能夠體驗這一過程。我們在清潔落滿灰塵的表面時,可以在上面噴水,也可以用濕布去擦拭灰塵。如果不這樣做,揚起的灰塵就會進入鼻孔和呼吸道,刺激我們打噴嚏或咳嗽。
所有的花粉過敏患者對這種增加濕度產生的舒緩效果都非常熟悉,較高的濕度讓花粉不易脫離花序或物體表面進入到空氣中。因此潮濕的空氣可以幫助花粉過敏患者在室內正常呼吸。對動物過敏原和螨蟲(“家庭粉塵過敏原”)過敏的人群也可以獲得同樣的益處。較高的濕度可以讓灰塵(上述過敏原的載體)附著在物體表面,并降低空氣中過敏原的濃度。
物理學解釋
以水蒸氣形式存在于空氣中的水分子可以讓室內所有表面的濕潤度增加。這一原理同樣適用于直徑超過0.1微米的懸浮顆粒物,這些懸浮顆粒物被稱之為“凝結核”。從10%的低濕度開始,潤濕程度隨著濕度增加不斷提升。
潤濕讓物體表面和懸浮顆粒物具有“粘附”性,這讓其彼此之間更容易相互吸附(凝聚),同樣也容易附著到物體表面。我們都知道精細粉末特別容易附著到略微潮濕的表面,而且在水分提高的情況下粉末還容易凝結成塊(凝聚)。當干燥度增加時,粉末還會再次散開。
自然濕度50-60%的室溫空氣與濕度20-30%的干燥空氣相比具有以下優點:
- 這種空氣讓人感覺更加新鮮宜人。我們此時完全處于溫度舒適區,而不是處于過渡區(或者有時候也稱為“略舒適區”或“略不舒適區”)
- 體感溫度高出1-2°C,也就是說,比室溫低1-2開爾文的情況下獲得舒適感
- 濕度增加,室內采暖效果更好,人體散熱從抑制變為敏感性的釋放
- 不易聚集強烈異味
- 減少非必要的靜電蓄積
- 減少高價值家具、書畫、樂器、織物和圖書的水分蒸發,便于其長期保存
- 在冬季,幾分鐘內就可以殺死大多數流感病毒和感冒病毒
以潔凈室技術作為示范
潔凈室技術在很多方面均可作為建筑技術達到目標參數的示范,潔凈室的主要目的在于最大限度減少空氣中的顆粒物。為此,大多數潔凈室將濕度設定為50-60%,并使用經過專門設計的通風裝置。對于化工和制藥行業的專用干燥潔凈室,由于工藝原因可能要求達到百分之幾的極低濕度水平。在這種潔凈室內通常需要佩戴口罩,其目的在于避免粉塵污染,減少氣管干燥。此外,還需要穿著特殊防靜電工作服,并佩戴手套。
這些場所對于休息、飲食和皮膚防護存在特殊要求。這類措施顯然表明,干燥環境并不安全。
建筑物的內部空氣污染
在沒有人員存在和活動的情況下,在密閉空間測得的懸浮物水平為“背景濃度”,背景濃度與外部空氣質量和送風過濾器有關。致病性粉塵(“室內粉塵”)則主要源于用戶在室內的活動,這些不會受到送風過濾器的影響。人員四處走動、門的啟閉、清潔以及日常活動等均可能造成懸浮顆粒物數量高出幾百倍。提高空氣濕度的預防作用:可將某些不良懸浮物顆粒物附著在物體表面,然后通過消毒、潤濕將其分解。
結論
上述要求不但對我們的日常工作和生活存在非常實際的影響,而且對工業生產和醫藥及科學領域也同樣非常重要。很多應用領域都在充分利用空氣加濕的優點,但人居場所對此卻沒有得到足夠重視。鑒于空氣加濕前所未有的巨大預防潛力,我們應該對此加以充分利用。