中学生发明PM2.5空气净化器 灵感来自水烟(图)

潜水增氧泵(晚报制图 邬思蓓)

学生在老师的指导下研制PM2.5空气净化器(晚报记者陈焕联 现场图片)

　　这两天，向明中学高一学生黄思勉每天到校后，就一头钻进实验室摆弄她的发明PM2.5空气净化器。在不久前的创新课上，小黄听科技老师黄曾新说起PM2.5颗粒物，便有了发明一种净化器，阻止PM2.5进入室内的想法。如今，这种仪器的雏形在实验室诞生了，它的科学性已得到专家的认可。 “我希望得到一台检测仪器，用数据来检验这个发明的净化效果。 ”黄思勉告诉记者。

　　创新课点燃发明热情

　　在向明中学，有一门名为 “创新课”的课程。每次上课，上海发明协会会员黄曾新老师都会向学生介绍近期的社会热点，并激发他们的发明热情。在前不久的一堂课上，黄思勉学到“PM2.5”这个新名词，它是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，只有人类头发直径的1/10。这类颗粒物被吸入人体后会直接进入支气管，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。日前，我国环保部门将“监测并公布PM2.5”提上议事日程，如何治理PM2.5，也受到公众的广泛关注。

　　怎样才能减少空气中的PM2.5呢？小黄同学开始探索，在家里，她上网查阅资料，了解空气净化的各种技术和设备；在学校里，她经常找黄曾新老师讨论，在老师的启发下设计发明方案。

　　“你有没有见过水烟？过去有不少人抽水烟，烟经过水的过滤，大量尼古丁、烟焦油都会溶解在水里。 ”在一次讨论上，黄老师对小黄说起水烟。能不能在空气净化器中注入水，让水滤掉大气中的PM2.5？黄思勉顿时有了灵感。不过，空气进入水后，过滤的效果估计很有限，怎样提高净化器的工作效率呢？小黄投入了新一轮的探索。

　　用水、雾、超声波过滤

　　昨天，记者走进向明中学的实验室，看到小黄的发明已具雏形。这个空气净化器由一个外壳和若干设备组成。透明的外壳里注了很多水，“水箱”底部装有三台潜水增氧泵，它们与三根导管连在一起，通过导管，增氧泵把净化器四周的空气抽入水中，产生大量气泡。黄思勉说，潜水增氧泵原本是用来养观赏鱼的，把它们装在空气净化器中，是为了将室外空气大量抽入水中，让空气与水充分接触。这样该装置就变成一个放大版“水烟斗”，使空气中的大量PM2.5溶解于水中。

　　光用水过滤法对付PM2.5还不够，小黄还采用雾过滤法。雾是空气中的水气与尘埃接触后产生的结晶体，雾有吸附尘埃颗粒的作用。为了制造出“人造雾”，小黄在网上反复搜索，终于买到“超声波雾化器”。这种设备原本是装在空气增湿器里的，她把三个超声波雾化器装入空气净化器，与增氧泵“协同作战”。只见超声波雾化器通电后，净化器水体就冒出一股股水雾，吸附空气中的PM2.5。

　　在黄老师的指导下，黄思勉还在净化器里安装了两个高压电极，正负电极通电后，能起到静电除尘的效果。

　　希望用仪器检测净化效果

　　小黄表示，这个装置设计成熟后，可以把它像挂壁式空调那样安装在室内墙上，靠连在仪器上的导管抽入室外空气，将去除PM2.5的洁净空气导入室内。这个装置也可以设计得更小型化，成为PM2.5车内空气净化器，让人们在乘车出行时不会吸入有污染的气体。

　　小黄还设想将这个发明改进为室外空气净化装置。 “汽车尾气排放、燃煤电厂的废气排放，是大气中PM2.5的两个主要来源。如果把‘水烟斗’装进汽车和燃煤电厂，或许就能降低大气中的PM2.5浓度。 ”

　　当然，要让这些构想变成现实，黄思勉要用实验数据证明，她的发明能去除空气中的大量PM2.5。初步实验表明，这台装置能去除导入气体中的烟雾。寒假里，她准备做一个更精确的实验：将净化器中的水换成蒸馏水，让它工作一段时间后进行水体取样，蒸发后用电子显微镜观察，检测水中是否含有PM2.5颗粒。如果有，就证明该设备具有过滤PM2.5的功能。

　　对此发明，上海市环境监测中心副主任张明旭表示，从原理上说，这套水过滤、雾过滤、静电除尘“三管齐下”的方案是科学的，应该能去除空气中的部分PM2.5，但它的净化效率究竟多高，则需要检测报告来评判。环境监测中心使用的仪器都是用于室外PM2.5检测的，无法检测该发明的净化效果。

　　黄思勉告诉记者，她在网上查到，一台室内PM2.5检测仪器的售价是2万元，但学校实验室还没有资金购买。如果资金到位，或有机构提供此类检测，那“水烟斗”净化器的研发之路就能延续。