上海一高中女生創(chuàng )新發(fā)明PM2.5空氣凈化器

　　這兩天，向明中學(xué)高一學(xué)生黃思勉每天到校后，就一頭鉆進(jìn)實(shí)驗室擺弄她的發(fā)明——PM2.5空氣凈化器。在不久前的創(chuàng )新課上，小黃聽(tīng)科技老師黃曾新說(shuō)起PM2.5顆粒物，便有了發(fā)明一種凈化器，阻止PM2.5進(jìn)入室內的想法。如今，這種儀器的雛形在實(shí)驗室誕生了，它的科學(xué)性已得到專(zhuān)家的認可。“我希望得到一臺檢測儀器，用數據來(lái)檢驗這個(gè)發(fā)明的凈化效果。”黃思勉告訴記者。

　　創(chuàng )新課點(diǎn)燃發(fā)明熱情

　　在向明中學(xué)，有一門(mén)名為“創(chuàng )新課”的課程。每次上課，上海發(fā)明協(xié)會(huì )會(huì )員黃曾新老師都會(huì )向學(xué)生介紹近期的社會(huì )熱點(diǎn)，并激發(fā)他們的發(fā)明熱情。在前不久的一堂課上，黃思勉學(xué)到“PM2.5”這個(gè)新名詞，它是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，只有人類(lèi)頭發(fā)直徑的1/10。這類(lèi)顆粒物被吸入人體后會(huì )直接進(jìn)入支氣管，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。日前，我國環(huán)保部門(mén)將“監測并公布PM2.5”提上議事日程，如何治理PM2.5，也受到公眾的廣泛關(guān)注。

　　怎樣才能減少空氣中的PM2.5呢?小黃同學(xué)開(kāi)始探索，在家里，她上網(wǎng)查閱資料，了解空氣凈化的各種技術(shù)和設備;在學(xué)校里，她經(jīng)常找黃曾新老師討論，在老師的啟發(fā)下設計發(fā)明方案。

　　“你有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)水煙?過(guò)去有不少人抽水煙，煙經(jīng)過(guò)水的過(guò)濾，大量尼古丁、煙焦油都會(huì )溶解在水里。”在一次討論上，黃老師對小黃說(shuō)起水煙。能不能在空氣凈化器中注入水，讓水濾掉大氣中的PM2.5?黃思勉頓時(shí)有了靈感。不過(guò)，空氣進(jìn)入水后，過(guò)濾的效果估計很有限，怎樣提高凈化器的工作效率呢?小黃投入了新一輪的探索。

　　用水、霧、超聲波過(guò)濾

　　昨天，記者走進(jìn)向明中學(xué)的實(shí)驗室，看到小黃的發(fā)明已具雛形。這個(gè)空氣凈化器由一個(gè)外殼和若干設備組成。透明的外 殼里注了很多水，“水箱”底部裝有三臺潛水增氧泵，它們與三根導管連在一起，通過(guò)導管，增氧泵把凈化器四周的空氣抽入水中，產(chǎn)生大量氣泡。黃思勉說(shuō)，潛水增氧泵原本是用來(lái)養觀(guān)賞魚(yú)的，把它們裝在空氣凈化器中，是為了將室外空氣大量抽入水中，讓空氣與水充分接觸。這樣該裝置就變成一個(gè)放大版“水煙斗”，使空氣中的大量PM2.5溶解于水中。

　　光用水過(guò)濾法對付PM2.5還不夠，小黃還采用霧過(guò)濾法。霧是空氣中的水氣與塵埃接觸后產(chǎn)生的結晶體，霧有吸附塵埃顆粒的作用。為了制造出“人造霧”，小黃在網(wǎng)上反復搜索，終于買(mǎi)到“超聲波霧化器”。這種設備原本是裝在空氣增濕器里的，她把三個(gè)超聲波霧化器裝入空氣凈化器，與增氧泵“協(xié)同作戰”。只見(jiàn)超聲波霧化器通電后，凈化器水體就冒出一股股水霧，吸附空氣中的PM2.5。

　　在黃老師的指導下，黃思勉還在凈化器里安裝了兩個(gè)高壓電極，正負電極通電后，能起到靜電除塵的效果。

　　希望用儀器檢測凈化效果

　　小黃表示，這個(gè)裝置設計成熟后，可以把它像掛壁式空調那樣安裝在室內墻上，靠連在儀器上的導管抽入室外空氣，將去除PM2.5的潔凈空氣導入室內。這個(gè)裝置也可以設計得更小型化，成為PM2.5車(chē)內空氣凈化器，讓人們在乘車(chē)出行時(shí)不會(huì )吸入有污染的氣體。

　　小黃還設想將這個(gè)發(fā)明改進(jìn)為室外空氣凈化裝置。“汽車(chē)尾氣排放、燃煤電廠(chǎng)的廢氣排放，是大氣中PM2.5的兩個(gè)主要來(lái)源。如果把‘水煙斗’裝進(jìn)汽車(chē)和燃煤電廠(chǎng)，或許就能降低大氣中的PM2.5濃度。”

　　當然，要讓這些構想變成現實(shí)，黃思勉要用實(shí)驗數據證明，她的發(fā)明能去除空氣中的大量PM2.5。初步實(shí)驗表明，這臺裝置能去除導入氣體中的煙霧。寒假里，她準備做一個(gè)更精確的實(shí)驗：將凈化器中的水換成蒸餾水，讓它工作一段時(shí)間后進(jìn)行水體取樣，蒸發(fā)后用電子顯微鏡觀(guān)察，檢測水中是否含有PM2.5顆粒。如果有，就證明該設備具有過(guò)濾PM2.5的功能。

　　對此發(fā)明，上海市環(huán)境監測中心副主任張明旭表示，從原理上說(shuō)，這套水過(guò)濾、霧過(guò)濾、靜電除塵“三管齊下”的方案是科學(xué)的，應該能去除空氣中的部分PM2.5，但它的凈化效率究竟多高，則需要檢測報告來(lái)評判。環(huán)境監測中心使用的儀器都是用于室外PM2.5檢測的，無(wú)法檢測該發(fā)明的凈化效果。

　　黃思勉告訴記者，她在網(wǎng)上查到，一臺室內PM2.5檢測儀器的售價(jià)是2萬(wàn)元，但學(xué)校實(shí)驗室還沒(méi)有資金購買(mǎi)。如果資金到位，或有機構提供此類(lèi)檢測，那“水煙斗”凈化器的研發(fā)之路就能延續。