后大流行时期的生活195——口罩·其六【水汽对口罩性能的影响】

• 口罩的防护原理

• 水影响的过滤机制
  

• 现实中的实际影响

• 应用中的一些建议

• 惯性撞击：尺寸或质量具有太大惯性的颗粒无法跟随气流，因为它会绕着过滤纤维转移。该机制负责收集较大的颗粒。

• 拦截：大颗粒靠近过滤纤维时，会因半径过大而被纤维拦截。该机制负责收集较大的颗粒。

• 扩散：小颗粒在空气中会被不断撞击，这导致它们偏离气流并与过滤纤维接触而被阻拦。该机制负责收集较小的颗粒。

• 静电吸引：熔喷布纤维层带有一定的静电，会吸附空气中带相反电荷的颗粒。

  
  

从原理上来说，附着于口罩内部水汽以及附着在口罩内部的水滴不会对口罩的惯性撞击、拦截和扩散这三种原理造成负面效果。通过有关实验也证明了[2]，口罩在经过10个循环的反复（56°C热水浸泡30分钟）处理后，仍保持良好的防水性能，即口罩内层没有观察到渗水并且没有观察到明显的纤维断裂或断裂。

鉴于持续呼出的水汽在提高口罩内部湿度的同时，也会造成一定程度的浸润，所以可能会造成负面影响的只有口罩的静电吸引效果。

（一）环境湿度的影响

PP材质中电荷会随着湿度的增高而加快流失，但这主要体现在存储过程中。相关研究表明，55%的相对湿度是PP驻极体存储的逾渗值，当小于该湿度时，PP驻极体中的电荷的半衰期长达250天；而当湿度超过55%时，电荷衰减的速度则会明显加快[3]。这主要是由于非纯水会充当良好的导电介质，从而为电荷的衰减提供了通道。

但相对的，有疏水层（通常为无纺布）的N95口罩或者医用外科口罩受湿度的影响则会很小。

考虑到人在正常情况下呼出的水汽中会含有少量的二氧化碳，所以并不是纯水，那么实际应用中呼出的水汽是否会进一步影响口罩的过滤效果呢？在2020年有研究人员专门进行过测试[2]，在将佩戴了8小时的口罩进行热水去污处理（56°C热水浸泡30分钟）后，发现外科口罩（5个样品）的PFE值下降了0.5%~12%，所有测试的KN95级口罩（10个样品）都能保持95%左右的过滤效率。

这主要是由于参与测试的KN95级口罩拥有内外两层无纺布材质，可以极大限度地降低水汽对口罩的浸润，另一方面则是因为人体实际呼出的水汽含量相对有限，远低于浸润实验中的标准。所以在实际应用中呼出的水汽对N95口罩的过滤效果影响非常有限。

虽然呼出的水汽对口罩的过滤效果影响非常有限，但由于局部湿度的上升，可能会使得我们在长时间佩戴口罩呼吸时产生一些不适感，凝结的水滴也会增大呼吸阻力。所以可以根据自己所处的环境风险情况增加更换口罩的频率，或者使用装有呼吸阀的同级别口罩来加速水汽的排除，降低口鼻区间的环境湿度。但在冬季请尽量避免长时间处于零度以下环境，以免水汽冻结影响呼吸阀的闭合，从而增加额外的感染风险。

以上就是本期分享的全部内容，如果有什么问题欢迎给我留言，也可以给我发送邮件（dzdyzj@126.com）

• [1]Lisa Brosseau, ScD, and Roland Berry Ann,N95 Respirators and Surgical Masks,October 14, 2009

• [2]Wang D, Sun BC, Wang JX, Zhou YY, Chen ZW, Fang Y, Yue WH, Liu SM, Liu KY, Zeng XF, Chu GW, Chen JF. Can Masks Be Reused After Hot Water Decontamination During the COVID-19 Pandemic? Engineering (Beijing). 2020 Oct;6(10):1115-1121. doi: 10.1016/j.eng.2020.05.016. Epub 2020 Jun 27. PMID: 32837748; PMCID: PMC7320690.

• [3]侯冠一、武文杰、万海肖等-《高分子通报》2020年8期，口罩聚丙烯熔喷布的静电机理及其影响因素的研究进展。

• [4]陈钢进、肖慧明、尤健明等 -《洁净与空调技术》2009年1期，溶剂浸泡对驻极体空气过滤材料性能的影响。