Không khí là lượng khí bao quanh chúng ta, không màu, không mùi, không vị. Nó là 1 yếu tố quyết định đến sự sống của con người cũng như toàn bộ sinh vật sống trên Trái đất.
Hình 1: Thành phần của không khí
Thành phần trong không khí mà chúng ta ít để ý đến đó là ion âm trong không khí. Nó được coi là "vitamin" của không khí. Khu vực bờ biển, thác nước, rừng núi là những khu vực có hàm lượng ion âm rất cao, cao gấp từ 20 đến 50 lần các khu công viên trong thành phố. Các ion âm chủ yếu bao gồm Ion Hydroxit, Oxy Anion và Ion Carbonate nhưng tỷ lệ của Oxy Anion là lớn nhất và tương đối ổn định.
Ion âm có vô vàn tác dụng đối với sức khỏe chúng ta, phải kể đến các tác dụng tuyệt vời như:
- Lọc và khử mùi khó chịu, loại bỏ bớt các loại bụi siêu nhỏ và các chất rắn lơ lửng trong không khí;
- Khả năng ức chế vi khuẩn, virus, bệnh tật phát triển;
- Làm tăng hàm lượng Oxy trong máu, có lợi với việc vận chuyển, hấp thụ và sử dụng oxy trong máu;
- Giúp tinh thần phấn chấn, tăng cao hiệu quả làm việc;
- Cải thiện tim mạch và dinh dưỡng cơ tim;
- Cải thiện chức năng của lá phổi;.....
Vậy ion làm sạch không khí và ức chế vi khuẩn, virus như thế nào?
1. Đối với vi khuẩn, virus
Vi khuẩn có thể phát hiện được trong các cơ thể sống và bên ngoài môi trường. Chúng là các vi sinh vật sống được biết đến với các tên khác nhau như: sinh vật nhân sơ, sinh vật đơn bào. Vi khuẩn có nhiều loại, có vi khuẩn có ích đối với cơ thể con người nhưng cũng có rất nhiều loại vi khuẩn có hại cho con người tồn tại trong không khí.
Virus là các tiểu phần không có cấu trúc tế bào. Chúng phải sống trong tế bào của các cơ thể sống như người, động vật hay thực vật. Các cơ thể này là các vật chủ giúp chúng nhân lên và sống sót. Phần quan trọng của quá trình sống sót của virus chính là các vỏ protein của chúng. Nếu lớp vỏ này bị hư hại hay phá vỡ thì virus sẽ bị vô hiệu hóa và không còn khả năng nhân lên nữa.
Qua thông tin trên,ta có thể nhận ra cách để vô hiệu hóa các tác nhân này đó là tấn công vào lớp vỏ ngoài của chúng, phá vỡ lớp vỏ này để vô hiệu hóa khả năng sinh sản cũng như khả năng gây hại của vi khuẩn, virus.
Trong không khí, dưới điều kiện nhất định, các ion O2- sẽ trải qua các quá trình phản ứng với các ion khác theo sơ đồ sau:
Hình 2: Quá trình tạo ra OH-
Sản phẩm cuối của chuỗi phản ứng này là gốc hydroxyl (OH-) có tính oxy hóa rất cao. Chính gốc hydroxyl này là thành phần chủ yếu sẽ vô hiệu hóa các vi khuẩn, virus. Các gốc hydroxyl trong không khí sẽ bám vào thành của virus, vi khuẩn. Vì có tính oxy hóa cao nên các gốc này có thể dễ dàng lấy đi ion H+ có trong vỏ ngoài của các vi khuẩn, virus và tạo thành nước do đó phá vỡ bề mặt của các vi sinh vật này khiến chúng bị vô hiệu hóa và không còn khả năng gây nguy hiểm cho con người nữa, kể cả virus Corona. Ngoài ra, nó không có tác động đến các phần ADN, ARN bên trong các vi khuẩn, virus nên không làm biến đổi gen của chúng, vì thế mà khả năng gây ung thư cho con người là hoàn toàn không có:
2. Đối với vi hạt và các bào tử nấm mốc
Nấm mốc thường xuất hiện trên tường, đồ gỗ, sàn nhà vòi hoa sen, máy giặt, dụng cụ phòng bếp… bất cứ đâu có bề mặt ẩm ướt hoặc độ ẩm cao. Chúng sinh sản bằng cách phát tán bào tử cực nhỏ ra xung quanh không khí, các bào tử này trôi nổi cho đến khi rơi xuống các bề mặt ẩm ướt và bắt đầu chu kỳ sinh sản mới.
PM (Particulate Matter) là thuật ngữ chỉ một hỗn hợp các hạt rắn và giọt chất lỏng được tìm thấy trong không khí như bụi, bồ hóng (một dạng định hình của Cacbon vô định hình) hay khói thuốc lá có kích thước đủ lớn để có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Chúng cũng bao gồm các hạt nhỏ đến mức chỉ có thể phát hiện bằng kính hiển vi như hạt PM10 có đường kính 10 micromet hay PM2.5 có đường kính 2.5 micromet và nhỏ hơn (nhỏ hơn sợi tóc 30 lần).
Các ion dương thường không tồn tại lâu và có xu hướng hút lẫn nhau và các vi hạt khác và tích tụ lại thành các cụm gọi là các cụm ion hay “Cluster Ion”. Các “Cluster Ion” này sẽ tiếp tục hút các vi hạt khác và thậm chí là cả các bào tử nấm.
Hình 3: Ion tương tác với các vi hạt và các bào tử nấm mốc
Trong suốt chu kỳ tồn tại của mình từ 100-1000 giây thì các cụm ion này có thể tích tụ, tăng kích thước lên đến 10 micromet khiến chúng có thể dễ dàng bị loại bỏ bởi các bộ lọc thông thường hoặc rơi xuống đất khỏi không gian hít thở của con người. Những cụm lớn với đường kính đến 10 micromet này cũng không có khả năng đi sâu vào cơ thể con người do có thể loại bỏ dễ dàng bởi hệ hô hấp của chính chúng ta.
3. Đối với các chất gây mùi và chất hữu cơ dễ bay hơi VOC
VOC (Volatile Organic Compound) là tên gọi chung của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Chúng có điểm sôi rất thấp và dễ dàng được giải phóng thành dạng hơi hoặc khí từ những sản phẩm có chứa chúng. Nguồn gốc của chất này có thể là nhân tạo hoặc tự nhiên. Một số vô hại và cũng có rất nhiều chất rất độc hại với sức khỏe của con người như: Formaldehid (CH3CHO), Benzen (C6H6), Perchloroethylene (C2Cl4)…
Các ion dương và ion âm có thể phá hủy các chất hữu cơ này theo phương trình:
Trong đó, O2* là cụm viết gọn lại của các gốc như O2-, H2O2, .. và cả O2+.
Sản phẩm của quá trình trên là CO2 và H2O nên hoàn toàn an toàn với con người.
Trên đây là quá trình ion tương tác để làm sạch không khí và ức chế vi khuẩn, virus.