口罩第一层
口罩第二层
口罩第三层
上周持续的空气重污染橙色预警，成为街头巷尾最引人关注的话题。就普通市民而言，应对雾霾，除了减少室外活动，最直接简便的防护手段就是佩戴防护口罩，做好个人防护措施。
然而不少市民发现，洁白的防护口罩戴几天之后就会发黑，让人触目惊心。难道雾霾颗粒已经穿透口罩的防护层了？是不是大量雾霾颗粒已经进入肺里了？近日，记者走进北京化工大学高分子纳米复合材料实验室，在电子显微镜下，对防护口罩上的雾霾颗粒进行了观测。记者发现，防护口罩的关键在于中间层，可以阻挡纳米级的雾霾颗粒。尽管从外观上看口罩已经变黑，但是其中间层并未被雾霾颗粒穿透。
实验
新口罩上有哪些雾霾颗粒
Pm2.5，指的是颗粒物直径小于或等于2.5微米，肉眼无法看到。但在电子显微镜下却能清楚地观测到雾霾颗粒的“庐山真面目”，而电镜能谱一体机不仅能够观测到雾霾颗粒，还能迅速地分析其中的成分。北京化工大学副教授、博士生导师刘勇介绍，通过电镜能谱一体机放大2000倍就能清晰地看到附着在防护口罩上的微米级大小的雾霾颗粒，这些颗粒主要是碳酸钙、氧化铁、硫酸盐等无机盐，而非固态的气溶胶需要另外的方法才能观测。
1月6日上午，记者佩戴了一款全新的N95防护口罩(型号3M8210)，从南五环的亦庄地区出发，来到位于北三环的北京化工大学。实验人员对记者佩戴的口罩进行了破拆，随后选取口罩同一位置的里外三层，剪成指甲盖大小的方块，用特殊的胶带黏结在电镜的观测探头上，然后将探头放入机箱内进行观测。放大2000倍后，记者看到，口罩第一层的纤维直径约为17.2微米，黏附在上面的雾霾颗粒的直径约为1.2微米。成分分析显示颗粒含有钙、硅、碳等元素。刘勇介绍，钙可能来自于沙土，硅可能来自于扬尘。第二层口罩纤维更为致密，孔隙更小。经过测量，第二层纤维的直径约为1微米。记者看到，纤维上仍然有一些“漏网之鱼”，它们的个头更小，很多都已经达到了纳米级别。第三层，口罩纤维的直径又变粗了，到达这一层的雾霾颗粒则更少。
刘勇介绍，防护口罩不能做到百分百阻隔Pm2.5颗粒，但是可以阻隔绝大部分。
实验
口罩变黑是否就失效了？
实验人员又拿出市面常见的另外一款全新的N95口罩(3M9901V)，测试在极端环境下的防护效果。实验人员将口罩绑在吸尘器的进风口抽气，半小时后，口罩表面出现一个圆形的黑色区域。从肉眼上看，口罩第二层、第三层却没有明显变化。根据测算，吸尘器抽半小时，相当于人呼吸几个月甚至更长时间。在电镜下，口罩第一层纤维上黏附了密密麻麻的雾霾颗粒，第二层纤维上黏附的雾霾颗粒则少了许多，到达第三层的颗粒物则更少。实验人员介绍，这说明绝大部分的雾霾颗粒都被口罩挡住了，口罩的防护效果还是不错的，因此口罩变黑也不用担心雾霾颗粒会穿过去。
刘勇介绍，市面常见的防护口罩一般由三层构成，口罩最外面的一层，是超细纤维，并不能阻挡住太细小的颗粒，而是起到一个塑形的作用，中间的一层最为致密，可以阻挡、吸附绝大部分的Pm2.5颗粒，第三层是和皮肤接触的。他表示，目前使用纳米纤维的防护口罩在市面上已比较常见，他并不建议市民佩戴“防毒面具”之类的呼吸器，他表示，“防毒面具”的防护效果未必比普通防护口罩好。防护效果的好坏，主要看过滤效率，关键在于检测，而不在于结构有多复杂。对于普通市民而言，雾霾天里最简单的防护方法就是选择大品牌、有质量保证的口罩。
建议
防霾口罩戴三天可更换
3M公司的工程师告诉记者，防护口罩的本体用防颗粒物的过滤材料制成，固定带和本体相连，以便将口罩稳定地固定在头部。根据佩戴方式不同，固定带可以设计成头戴式、耳带式或颈带式等，要求有一定松紧度，确保头部转动时口罩不容易松动。金属鼻夹可以帮助做好鼻子部位的密封，如果过于松软，很容易在使用过程中变松，导致泄漏。有的口罩还带有一个单向的、只有在呼气时开启的呼气阀，这是为了降低呼气阻力，并帮助排出人体呼出的湿热空气，改善舒适性，但呼气阀在吸气时的气密性必须足够好，而且呼气阀和面罩本体的连接不能出现泄漏，这些都需要通过检测来验证。根据相应的认证级别，防护口罩必须达到所要求的最低过滤效率。例如符合中国国家标准KN95级别的口罩，对非油性颗粒物(包括雾霾中的颗粒)的过滤效率至少不应低于95%。
防护口罩的密闭性同样重要，因为口罩在佩戴状态下，能进入口罩内的空气污染物主要来自口罩与佩戴者脸之间的泄漏，如果防护口罩不适合佩戴者脸型，存在明显的泄漏，无论口罩过滤效率有多高，也基本不提供防护，气流会自动绕开阻力高的滤材，从阻力最低的泄漏处进入口罩，使防护失效。对消费者而言，与其去追求更高的过滤效率，不如先选择一款适合自己，能和脸部达到良好密合的、有基本防护效能的口罩。3M工程师介绍，使用过的口罩刚摘下来时通常会有些潮，存放时应保持干燥和卫生，避免口罩受到污染或挤压变形，可以把摘下来的口罩存放在一个干净的纸口袋里。重复使用口罩时也应注意卫生，摘下和重新佩戴的过程中避免污染口罩内侧表面。另外，对于折叠式设计的口罩，如果保存时需要弯折鼻夹，应该用一根手指垫在鼻夹内侧进行弯折，以避免鼻夹折断或形成特别尖锐的角度。考虑到种种因素，防霾口罩戴三天可考虑更换。
原标题:电子显微镜下的防霾口罩
