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因為鼻過敏和黑眼圈的困擾,我向友人(瘋狂科學家)請教空氣清淨機的推薦與效用。科學家詳細解釋了空氣中的過敏源,如塵蟎、花粉、腐蝕性氣體和 PM 2.5,及其引發過敏的機制,並探討了空氣清淨機的工作原理,包括殺菌、靜電過濾和濾網。這次對話同時也展現出基礎學理和實際應用間的巨大差距。
因為鼻過敏、眼圈黑,朋友諄諄懇切地建議我買一台空氣清淨機。上網查了一陣子,發現哇這超難分辨真實效用的,又是一個課「知識稅」的健康產品,所以諮詢了瘋狂科學家。
電話裡,瘋狂科學家毫不意外地,把我從頭電到尾。
一、空氣裡的過敏來源
「你知道空氣裡有什麼東西嗎?」
嗄…有什麼噢…呃…
思考一陣後,我終於回答:微生物、空氣、灰塵。
(一)造成過敏的「微生物」
「好,那哪種微生物最多?」瘋狂科學家接著問。
咦,細菌嗎?
「不是,是真菌。但為什麼真菌不會造成過敏?」
…我哪知。
「過敏取決於該物質有沒有接觸到免疫細胞,以及免疫細胞是否過度反應。孢子沒事是不會接觸到免疫細胞的。」
噢。
「就你所知,空氣中有哪些東西會造成過敏呢?」
塵蟎!
「為什麼塵蟎會造成過敏呢?它是怎麼接觸到免疫細胞的?」
呃…阿災。
「塵蟎吃什麼?」
身體的皮屑。
「牠是怎麼吃的?」
冏…啊你去問牠啊我哪知(翻桌
「皮屑的成份是什麼?」
Keratin 吧~角蛋白。
「Keratin 是什麼?」
一種蛋白質。
「你覺得要消化蛋白質的話要分泌什麼?」
蛋白酶。
「對,牠分泌蛋白酶後,除了分解 keratin 之外,還會分解上皮細胞的 tight junction 和基底膜,然後使得空氣中的物質穿過上皮,接觸到黏膜下層的免疫細胞,引起免疫反應。」
(謝謝專家補充另外的路徑:物質 → 上皮細胞的 Toll-Like 受體 → 釋放趨化素 → 在上皮下的細胞間質中召集免疫細胞、引發免疫反應)
喔喔喔!但等等,為什麼蛋白酶可以分解基底膜?
「基底膜的成份是什麼?」
不知道。
「主要是 type 4 collagen。」
喔喔喔對耶!組織學的時候有學過!
「所以,一般我們說的,塵蟎造成過敏的意思,不是說塵蟎直接接觸到免疫細胞,免疫細胞對塵蟎過敏。而是塵蟎產生蛋白酶,破壞基底膜,就像是產生了一個洞,使得空氣中的各種『致發炎物質』穿越我們的上皮,與免疫細胞接觸後,產生微觀上的『發炎反應』,於是造成宏觀的症狀。」
喔喔喔~那為什麼我們說有些人會對塵蟎過敏,有些人不會呢?是因為有些人的基底膜比較堅固,塵蟎比較不能分解嗎?
「不是,是不同人的免疫細胞,也就是 B 細胞和 T 細胞,對環境中各種物質的反應程度不同,而這是在免疫細胞出生的時候經過訓練就決定了的。」
喔~那臨床上不是有做皮膚過敏測試,以及抽血驗幾十種過敏源,那不是其中有一項是塵蟎嗎?怎麼解釋?
「那指的是對塵蟎本身的抗原過敏,但那其實不是最常見的情況,它造成的機轉,跟上面講的是不一樣的。例如我自己的過敏試驗,驗起來對塵蟎的抗原就是陰性,按理說是不會過敏,但小時候卻對塵蟎過敏得超嚴重,這原因就是我先前講的。」
喔~~
「那空氣中還有其它什麼過敏源?」
花粉。
「花粉是什麼?」
嗄?就雄蕊還雌蕊上面的那個顆粒的東東啊…(空氣結凍沉默 5 秒)好啦我不知道那是什麼…(低頭
「花粉是生物,還是非生物?」
嗄!花粉是生物嗎!?
「概念上差不多喔!花粉是植物的雄配子,相當於精子的地位。它之後要跟雌配子結合,所以它旁邊也有蛋白酶。接觸到人體的話一樣會破壞基底膜。然後也是一樣的原理,造成局部發炎反應。」
喔~
(二)造成過敏的「氣體」
「好,以上兩個是微生物。那氣體部份,有什麼會造成過敏嗎?」
嗄?不知…
「我們說,腐蝕性氣體會造成發炎反應,因為它也會破壞基底膜。」
好喔。
(三)造成過敏的「灰塵」
「那灰塵的部份呢,灰塵的定義是什麼?」
誰會知道啦!(翻大桌
「這在學術上是有定義的喔!灰塵是『有機物』和『礦物質』組成的混合物。」
呃…雖然聽起來感覺很有道理,但怎麼好像是廢話…
「怎樣的灰塵會造成過敏?」
……(和謙眼神死
「太大的顆粒,會被纖毛擺動而排出。太小的顆粒,會溶於黏膜所分泌的黏液,不會對黏膜造成破壞。所以只有適中顆粒大小的灰塵才會造成黏膜的破壞。」
噢。
「那就是我們說的 PM 2.5。」
PM 2.5 指的是 2.5 微米以下的懸浮微粒,如果你要說的是適中大小的顆粒,那你講的應該是「部份的 PM 2.5」吧?
「對。」
來做個總結,所以有四種東西會造成我們一般所說的過敏,分別是微生物的塵蟎、花粉,空氣中的腐蝕性氣體,以及灰塵中的 PM 2.5 的其中一部份。它們造成的影響是,破壞基底膜,使得空氣中其它物質接觸到黏膜下層的免疫細胞,產生發炎反應,導致症狀。
二、空氣清淨機的原理
喔~所以這樣來說,空氣清淨機在學理上是有效的囉?只要它可以濾掉「塵蟎、花粉、腐蝕性和灰塵中的 PM 2.5 」的其中一部份。
「對。不過我問你喔~空氣清淨機的原理是什麼?」
過濾空氣,把髒東西濾掉囉?
「要過濾空氣有哪些方式?」
不就是濾網嗎?
「不是。沒那麼簡單。」
嗄~那麼複雜噢 @@
「空氣清淨機主要就是『殺菌』+『過濾』。殺菌是用紫外線,而過濾的話有 3 種方式:靜電、濾網,和水溶性薄膜。」
(一)空氣清淨機過濾原理之一:靜電
喔?
「靜電就是製造電場,讓空氣中的帶電粒子被吸附。其中小顆粒的效果比較好。」
喔~就是顆粒的「電量除以質量 (q/m) 」愈大,愈容易被吸附嘛!
「對。」
我之前查了網路,看到說什麼有負離子,那是什麼東西你知道嗎?
「負離子你就把它想成是靜電的原理,不過,你知道它為什麼是用負電而不是正電嗎?」
阿災。
「細胞是帶什麼電?」
欸都…這個嘛…(生理老師哭泣中
「內負外正,細胞外面帶正電。」
但靜電過濾跟細胞正電有什麼關係?
「可以吸附有細胞的微生物,例如細菌和孢子啊。它們雖然不是過敏源,但如果基底膜被破壞,就會成為造成發炎反應的兇手。」
喔~
(二)空氣清淨機過濾原理之二:濾網
「另外還有就是濾網。用濾網過濾,濾網又依孔徑大小分好幾層。」
幹麻那麼多層,用一層孔洞最小的不就好了嗎?
「不行,這樣會很容易壞。你要知道,愈細的濾網愈貴,而且濾網的價格,不是和孔洞大小成線性負相關,而是呈指數級反比!所以,為了避免大中小顆粒,通通塞到孔洞最小的濾網上,我們要在前面加上孔洞較大的濾網。你可以想成,那是用來保護高貴濾網的便宜濾網~」
喔~
「就像是要在專科之前,放個家醫科在第一層過濾民眾一樣XD」
對耶!好喔那濾網可以不用換,用洗的就好了嗎?
「不行。」
為什麼?
「因為灰塵顆粒長期吸附後,濾網會產生形變。」
為何?
「因為顆粒會吸附在濾網上,又長期維持負壓啊~」
哦~你的意思是說,房間保持負壓,然後吸了一隻豬堵在門口,豬吸久了之後,門就會變形是吧?
「對對對!」
(三)空氣清淨機過濾原理之三:水溶性薄膜
那水溶性薄膜呢?
「水溶性薄膜主要是用來吸附部份微粒,以及溶解腐蝕性氣體,但大部份的空氣清淨機沒有水薄膜這層。」
為什麼啊?
「因為操作不便啊!使用者還要一直加水,不是很麻煩嗎?」
對耶!好喔…
最後,瘋狂科學家表示:「這些不是常識嗎?」
對不起我就是沒常識我全家都沒常識
三、從基礎到臨床,隔著一個太平洋的距離
以上,就是我和瘋狂科學家的對話過程。
類似(一面倒)的對話,我們已經有過很多回了。
把對話內容記錄下來,一來是為科學家霸凌我留下證據,向大家討公道!二來也試圖說明一個違反直覺的現實。
那就是,即使科學家擁有豐富的「基礎學理」知識到這種地步,也依然對於「臨床實務」的選購判斷,近乎無能為力。
為何如此?
人們普遍會覺得,既然你能掌握背後的學理,那你就應該能做出具體的判斷。做不了判斷,還主張自己有豐富的知識底蘊,那想必就是個膨風的騙子吧?
但實際上不是這樣的。
基礎學理與臨床處置之間,有一個太平洋的距離。
(一)臨床有太多學理無法涵蓋的細節
學理提供的是一個大方向。違反學理,違反大方向的產品/設計/處置,注定無法成功。但實務上,要如何在細微處落實學理於產品之中,又有太多的細節。只有投入次分領域,真正的實作專家,才能夠掌握。
科學家朋友知道,要挑靜電和濾網都有的空氣清淨機,淨化空氣的效果才比較好。
科學家朋友也知道,挑濾網在外層,電場過濾在內層的,讓濾網過濾大顆粒,電場過濾帶電小顆粒,效果會最好。
但那又如何?
市面上大廠牌的產品,都符合這樣的設計,我到底要買「大金」還是「菲利浦」,型號 MCK70VSCT 真的有比 MC75LSC 貴上 2 倍的價值嗎?
就算具備前文所述的基礎知識,把官網的文字和圖片研讀一輪後,我還是得不到任何結論。
我到底要買哪台啊!?
(二)臨床有太多經過包裝簡化的術語
廠商宣傳的主要目的是銷售,它只需要讓你買,沒有義務讓你真正理解。
今天「大金」推出一種技術,叫作「閃流放電」,號稱是一種獨家的電漿放電技術,可產生具有氧化能力的高速電子,能集塵、殺菌、吸附過敏原 ── 這到底是什麼?我們根本無從分辨,話語中的虛實各佔幾分。
關於空氣清淨機,我懂得太少,但醫學上卻能肯定得多:常常很簡單、不怎麼了不起的內容,在包裝成一個新的專有術語後,就在市場上大肆行銷,甚至招搖撞騙。
左旋C、神經醯胺、胜肽營養素、蝦紅素、膠原蛋白飲、深海魚油、超臨界萃取技術,自然療法……
先不說以專家(例如科學家、醫生)的立場,究竟為產品代言或是表達反對,對自己比較有利,我們先只討論一點 ── 專家們,真的懂這些名詞嗎?
許多名詞可是被「任意發明」的呢!
還要大眾怎麼分辨呢?
答案是,沒有辦法分辨。有科學識讀素養的人,頂多也只能做到不望文生義、不自行腦補、不被感覺支配,僅此而已。
若是要確實辨別真偽,除非找到一位值得信任的專家,否則這就是一個無解的問題。
四、消費者難以在清楚環境下做出決策
至於由基礎出發、符合學理的判定依據,廠商內部懂的人不一定多,基層業務也不容易真正瞭解。
就算瞭解,他們也沒有義務要教導民眾,再說,民眾在瞭解了這些後,未必就會選購他們家的產品。
舉個例子,空氣清淨機效能的一項指標 CADR 值(Clean Air Delivery Rate),代表空氣清淨機的過濾速率。
CADR 值可以被理解成,空氣清淨機在一定時間內,可過濾出的乾淨空氣量。因為現實中大多數的環境並非完全密閉,會有空氣流動,所以空氣清淨機的 CADR 值必須夠高,才能真正發揮效果。
坪數愈大,空氣清淨機所需的 CADR 值就愈高。
但 CADR 值愈高,風速愈快,機器運作時就愈吵。
而噪音較大的空氣清淨機,選購的消費者就少。
要教育消費者 CADR 值的重要性,成本實在高不可攀,倒不如多設幾個比較安靜、甚至幾乎「無聲」的「低速檔位」,吸引民眾選購。
低速檔位風速慢,噪音小,但 CADR 值也低。
一款空氣清淨機通常只標示單一的 CADR 值,與該產品的適用坪數,但廠商不會強調的是,那是在最大風量情況下才能夠達成的效果。
我想,絕大多數購買空氣清淨機的消費者,看到某款式產品,有明確數字佐證效能高,產品運轉時又有安靜的檔位,就會心動地購買了吧?
叫人到底要怎麼選啊!(翻桌
人生好難,連購買一台空氣清淨機,都這麼不容易。研究了半天,仍舊徒勞無功啊……
五、參考資料
瘋狂科學家怕大家以為他沒瘋,所以特別交代我和大家分享他之前吃過的飼料:
[1] Effects of air pollution on children’s health and development[2] The Role of Dust Mites in Allergy
[3] Protease Activity of Allergenic Pollen of Cedar, Cypress, Juniper, Birch and Ragweed
[4] The harmful effects of acute PM2.5 exposure to the heart and a novel preventive and therapeutic function of CEOs