城市霧霾下的個人防護用品的分析研究

曲鑫?張建平

近些年來，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市中空氣污染程度日益嚴重，國內(nèi)外不同地區(qū)都遭受著不同程度的污染，我們的生活環(huán)境中也被迫出現(xiàn)了“霧霾”這個不速之客。由空氣污染引發(fā)的病人病例數(shù)據(jù)呈上升趨勢，人們逐漸開始關(guān)注空氣質(zhì)量對人體健康的影響，呼吸防護的意識開始覺醒，個人呼吸防護用品開始被人們所認知和選擇。研究和設(shè)計個人呼吸防護用品的目的是為了減輕人們在城市霧霾環(huán)境中所受到的健康呼吸的威脅，通過使用個人呼吸防護用品，達到減少吸入有害物質(zhì)的效果，從而避免因霧霾污染給身體健康帶來更大的威脅。文章通過對現(xiàn)有產(chǎn)品特點、用戶行為習(xí)慣的分析，結(jié)合當(dāng)前的霧霾環(huán)境挖掘個人呼吸防護用品的核心功能、使用方式、以及未來發(fā)展趨勢，論證了該產(chǎn)品的研究具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。

1.“十面霾伏”的時代

常言道“秋冬毒霧殺人刀”?？吹靡?、抓不著的“霧霾”其實已經(jīng)對我們的生活構(gòu)成了極大的威脅，給民眾交通出行和健康都帶來了嚴重影響。

霧霾的污染，使空氣質(zhì)量明顯下降，不僅給出行造成了不便，更是對我們的身心健康產(chǎn)生了極大的影響。首先。霧霾中所含有的PM2.5威脅著新生兒的健康。根據(jù)有關(guān)研究證實，如果孕婦長時間處于污染的空氣中，誕下的嬰兒極有可能會體重不足，而新生兒的體重過低則會有很高的患病風(fēng)險。而且由于嬰兒先天體重不足，后期的生長發(fā)育健康也會受到影響。同時，霧霾天的能見度低，日照減少，兒童在呼吸健康受到影響的同時，還伴隨著紫外線照射不足，因此極有可能導(dǎo)致缺鈣、生長緩慢或換上佝僂病等。

其實，霧霾對于呼吸系統(tǒng)的威脅是更直接的，由于霧霾中包含著數(shù)百種大氣顆粒化學(xué)物，尤其是直徑小于10 微米的氣溶膠粒子以及燃料和汽車排放的尾氣等成分，直接被吸入人體呼吸道和肺泡中去，將會引起急性鼻炎和急性支氣管炎等病癥。尤其是對于抵抗力本來就相對較低的老人，長期處于被污染的空氣中將會誘發(fā)慢性呼吸系統(tǒng)疾病。

再者，霧霾天氣還容易誘發(fā)心血管疾病的發(fā)作。由于霧霾的原因，空氣中含有大量的污染物，造成了氣壓變低，水蒸氣含量高，人體的汗液就不容易排出，因此在戶外活動時很容易產(chǎn)生胸悶、血壓升高等癥狀，誘發(fā)高血壓、腦溢血等疾病。同時，在紫外線的照射下，霧霾和一些化合物會在紫外線的照射下完成一個光化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生有刺激的有機化合物，這種物質(zhì)含有劇毒，威脅人類生命健康。因此，基于城市霧霾污染下的個人呼吸防護產(chǎn)品的研究已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

2.個人呼吸防護

個人防護用品是以防御作業(yè)環(huán)境中的有害因素（物理性的、化學(xué)性的或生物性的），保護使用者的生命安全和健康為宗旨。要實現(xiàn)“ 安全和健康” 的宗旨。除了個人防護用品的功能作用外，還必須具有很好的適應(yīng)性，即考慮防護用品與人的關(guān)系。近來國內(nèi)外已經(jīng)開始重視起對個人防護用品的適應(yīng)性的研究。

各種呼吸防護用品本身所具有的防護作用是有一定限度的，人們的生活環(huán)境條件復(fù)雜多變，很多情況下原本的呼吸防護用品將不起作用。因此，我們有必要且必須選擇一款具有有效防護作用的個人呼吸防護用品。

霧霾天的個人防護成為社會廣泛關(guān)注的熱潮問題，霧霾天范圍的擴大更是引發(fā)了“霧霾自我防護概念”，保證健康呼吸的個人防護用品以口罩為代表已經(jīng)呈現(xiàn)出了供不應(yīng)求的趨勢。在霧霾天持續(xù)擴散的背景下，有專業(yè)人士建議，霧霾天出門時盡量戴有特殊功能口罩，這或許將會給相關(guān)概念帶來一定的發(fā)展機會。接連不斷的霧霾天氣讓不少藥房的“PM2.5”口罩熱銷起來。呼吸科專家表示，普通的“PM2.5”口罩噱頭大過實際效果。因此從呼吸防護用品的角度出發(fā)，在城市霧霾污染的背景下，必須充分考慮產(chǎn)品對抗霧霾的效率、使用方式、以及人體的生理負荷等因素對個人呼吸防護用品展開設(shè)計與研究。

設(shè)計與研究

隨著科學(xué)進步，以及污染源和排放物的增加，空氣污染已經(jīng)對公眾健康和環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅，尤其是由于空氣潔凈度下降而引發(fā)的呼吸道及肺部疾病，受到了社會廣泛關(guān)注。隨之健康呼吸的理念也逐漸得到了人們認可，我們在室內(nèi)活動中可以依靠空氣凈化器等設(shè)備凈化空氣，而當(dāng)人們必須外出活動時，個人呼吸防護產(chǎn)品就必不可少了。

在霧霾范圍不斷擴大的同時，市場上也出現(xiàn)了多款個人的呼吸防護產(chǎn)品，比如：加強版的過濾鼻塞，其包含三個重要部分：材料，流體動力學(xué)和生物凝膠。內(nèi)部是螺旋形狀并由熱塑性彈性體化合物生成，覆蓋一層生物凝膠，其靜電性和強粘度對于捕捉吸附空氣中的顆粒十分有利（如圖1）；可穿戴的耳機式樣的空氣凈化器，其造型基于傳統(tǒng)的耳機，沒有遮蔽耳朵，頭部設(shè)置了進風(fēng)口和凈化器，出風(fēng)口設(shè)置在“麥克風(fēng)”的位置，并將其延伸到鼻孔的位置，于此同時，還配備了高精度傳感器，從而做到了隨時隨地檢測空氣質(zhì)量，包括PM2.5以及含氧量和溫濕度、甲醛含量等相關(guān)數(shù)據(jù)，可以通過藍牙直接與手機的APP進行互聯(lián)，同步數(shù)據(jù)，其技術(shù)的核心部分是高效的無臭氧靜電除塵，無需更換濾芯，用清水沖洗即可，延長了產(chǎn)品的使用壽命（如圖2）；便攜式空氣凈化器小型呼吸過濾防霧霾運動口罩，主要由面罩、主機和軟管三部分構(gòu)成，采用食品級硅膠材料，聚碳酸酯框架，帶有呼氣閥門，同時采用醫(yī)用波紋管，利用高效HEPA/HESA、活性炭過濾網(wǎng)，非常便攜，戶外運用時也可使用（如圖3）。

圖1 加強版的過濾鼻塞

圖2 可穿戴的耳機式樣的空氣凈化器

圖3 小型呼吸過濾防霧霾運動口罩

以上介紹的這幾款現(xiàn)有的產(chǎn)品在個人呼吸防護的功能上都是值得認可的，也滿足了便攜的要求，然而一款產(chǎn)品功能是靈魂，但是外觀和使用方式如果不被大眾群體所接受就不能說是一款成功的產(chǎn)品，設(shè)計要為人所用才有價值。在霧霾環(huán)境下的個人防護用品設(shè)計的宗旨是為人們提供更加潔凈的呼吸環(huán)境，更加合理的使用方式，然而最終人們愿意使用這款產(chǎn)品才說明其具有真正的意義。我們在選擇購買一款產(chǎn)品時，通常情況下一定會從其功能、造型、價格等各方面考慮。產(chǎn)品的功能是否是用戶所需要的、造型是否美觀、操作是否便捷、價格是否合理等這一系列的條件都決定著產(chǎn)品的價值所在。其價值又直接影響著被用戶的接收程度。因此我們希望可以研究設(shè)計出一款能夠被廣泛認可的個人呼吸防護產(chǎn)品。

近年來，隨著智能化網(wǎng)絡(luò)時代的不斷發(fā)展，智能可穿戴設(shè)備所涉足的領(lǐng)域也隨之日益廣泛。從可穿戴概念的提出迄今為止，智能手表、智能眼鏡、運動手環(huán)等設(shè)備絡(luò)繹不絕的問世，總結(jié)目前市場上的智能可穿戴設(shè)備，可以大致分為人體健康類、虛擬現(xiàn)在與增強現(xiàn)實類和信息咨詢類。可穿戴設(shè)備的最大特點就是，在我們隨身物件上，集成智能芯片等設(shè)備，可以收集我們的生理及使用習(xí)慣的相關(guān)數(shù)據(jù)，并能通過網(wǎng)絡(luò)等手段實現(xiàn)習(xí)慣的記錄，體驗的改進，功能的延伸等。

在了解了目前市場上流行的智能可穿戴設(shè)備的功能和特性后，我們可以對個人呼吸防護用品的可穿戴性、便攜性進行合理的設(shè)計和展望?，F(xiàn)在的個人呼吸防護用品主要還是局限于口罩、防護面罩、和空氣凈化器等產(chǎn)品，在可穿戴和便攜的領(lǐng)域中上仍然有很大的突破性。

便攜的概念從何而起？從電話到手機、從臺式機到筆記本......改變皆因需求而起，科技而解決。面對現(xiàn)在城市中日益嚴重的霧霾污染，口罩是直接的阻擋污染源方式，但顯而易見，這種傳統(tǒng)的方式可能不具有很好的凈化效果，而是潛藏舒適性差、遮蔽視野、損害鼻腔、阻礙溝通等令人困然的問題?？諝鈨艋a(chǎn)品隨著人們對健康呼吸關(guān)注度的提升也在不斷發(fā)展，從防護形式上由口罩到防毒面具，再到空氣凈化器不斷變革。因此、需要充分考慮消費者對凈化效率，佩戴方式、以及便攜的需求進行個人呼吸防護用品的設(shè)計與研究。

結(jié)論

面對目前日益惡化的空氣質(zhì)量，人們的呼吸健康受到威脅，尤其是“霧霾”的危害，已經(jīng)危機到每一位男女老少的健康，雖然市場上已經(jīng)有多款空氣凈化產(chǎn)品，但是在如今快節(jié)奏的生活中，不可能始終躲避在帶有空氣凈化器的室內(nèi)環(huán)境中，室外的空氣遭受著霧霾的污染，出于健康的考慮，我們不得不采取個人的呼吸防護措施，傳統(tǒng)的防霧霾口罩已經(jīng)不能滿足對抗霧霾的需求，由此，個人的呼吸防護產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)運而生。

針對城市霧霾污染的環(huán)境，研究個人呼吸防護用品，是人們對健康呼吸的要求所至，其具有很強的現(xiàn)實意義。消費者注重空氣質(zhì)量意識的覺醒，對健康的不斷重視，促使當(dāng)前的設(shè)計風(fēng)尚傾斜于關(guān)愛健康的理念，從目前的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境來看，這一設(shè)計理念將會長期并持續(xù)發(fā)展下去。因此，將個人防護用品與中國城市霧霾的特殊環(huán)境結(jié)合起來，立足于本土市場，致力于高效、便捷、美觀的個人呼吸防護用品的設(shè)計具有很強的現(xiàn)實意義和社會價值。

（作者單位：齊齊哈爾大學(xué)美術(shù)與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院）

作者簡介：曲鑫（1992-），齊齊哈爾大學(xué)美術(shù)與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，碩士研究生在讀，工業(yè)設(shè)計工程專業(yè)，研究方向：工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計與研究；

張建平（1965-），齊齊哈爾大學(xué)美術(shù)與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：產(chǎn)品設(shè)計、人機工程學(xué)。