Увлажнитель воздуха — источник здоровья или опасных микрочастиц?

О чем вообще речь: что плохого в низкой влажности

Базовый биологический факт о человеческом роде: Homo возникли примерно пару миллионов лет назад в Африке, причем в настолько теплую эпоху, что тогда на севере Гренландии росли смешанные леса, в которых слонялись мастодонты, а в прибрежном море росли рифообразующие кораллы. Более теплый мир, в силу банальной школьной физики, еще и более влажный. Поэтому наши предки вышли отлично адаптированными к жаре и влажности, но очень плохо — к холоду и сухости.

С тех пор мы, люди, если не брать мозг, менялись не так уж сильно. Поэтому и сегодня те из нас, что живут в сухом климате, с годами слепнут от катаракты чаще, чем те, кто живут во влажном климате. Не так давно китайские ученые установили, что рост средней относительной влажности за год на 1% ведет к снижению частоты катаракты у людей на 1,4%.

Разумеется, на этом негативные эффекты низкой влажности лишь начинаются. Чем меньше водяных паров в воздухе, тем дольше там могут находиться вирусы. Поэтому американские ученые выяснили, что осенний всплеск гриппа начинается в среднем через 17 суток после падения абсолютной влажности воздуха (это падение вызывает снижение температуры). Естественно, то же самое работает для коронавируса. И да, грипп тоже не игрушка: научные работы показали, что те, кто болеют им чаще других, в итоге чаще получают весьма неприятную болезнь Альцгеймера.

Кроме того, в сухом воздухе дольше летают, не падая, микрочастицы, попадающие через легкие в кровь и вызывающие инфаркты, инсульты. Перечислять негативные эффекты низкой влажности можно долго: покраснение, зуд и сухость кожи, храп, кашель, потливость и так далее. Но наш объем ограничен, поэтому перейдем к делу: все понимают, что со всеми этими неприятностями надо бы бороться.

Особенно хорошо это понимают в России, поскольку мы живем в одной из двух самых холодных стран. От этого влажность здесь, откровенно говоря, поганенькая — как в абсолютных цифрах (абсолютная влажность = грамм на кубометр воздуха), так и в относительных.

Как так выходит? Все мы неизбежно проветриваем дома, отчего холодный воздух с улицы попадает внутрь, где нагревается. Даже если на улице у него 100%-ная влажность, но температура минус один, то в помещении при плюс 22 градусах относительная влажность упадет до 23-24%. Наш вид выходцев из Африки — древней, более теплой, потому более влажной, чем сегодня — чувствует себя лучше всего при 40-60%.

Уже 30% относительной влажности, с которыми нас сталкивает летом автомобильный кондиционер, вызывают легкие проблемы типа обветренных губ и сухости глаз. Помимо этого, резко повышается вероятность подхватить вирусную инфекцию или микрочастицы. Менее 25% — это уже серьезная опасность. В мире нет таких же населенных холодных стран, как наша. Поэтому неудивительно, что 44% населения России сталкиваются с катарактой, за зиму нас не по разу температурит и получаем все описанные выше «бонусы».

Вообще, перечислять проблемы от низкой влажности можно долго. Например, она ведет к тому, что стоматологи (те, кто вообще об этом знают, конечно), называют проблемой сухого рта. Система поддержания зубов в организме требует регулярного доступа к ним слюны. Но если у вас во рту часто сухо (что при сухом воздухе зимой по сути неизбежно), нормальной времени контакта со слюной не получится. От этого начинаются сложности: слюна не уносит частицы еды с зубов, накапливается зубной камень и так далее, и так прочее. У молодых людей организм еще может как-то компенсировать сухой рот, но с возрастом эта устойчивость уходит.

Само собой возникает желание как-то избавиться от всего этого. «Откуда у вас кружка-испаритель в машине?» — спрашиваете вы знакомого. «Жена подарила: заботится о моем здоровье», — отвечает он. Еще дальше эта забота заходит в домах. Что и логично: если на улице приличный мороз, там влажность 20%, как в пустыне Сахара на спутниковой карте ниже. Людям даже мыться при такой сухости психологически некомфортно, как мы знаем из научных работ.
К сожалению, это один из тех случаев, когда благие намерения ведут наш лоб к ближайшей стене.

Ультразвуковая Сахара

Дело в том, что самым простым и технологичным способом испарения воды в помещении или автомобиле на сегодня остается ультразвук. Этот же метод имеет большой недостаток: он, как и «генератор холодного тумана», на самом деле не испаряет воду до водяного пара, а лишь механически разбрызгивает мелкие капли жидкой воды в воздух.

С точки зрения увлажнения это мало что меняет: слизистая вашего носа все равно получает воду. Но с точки зрения состава воздуха разница велика. В воде всегда что-то растворено. Ультразвуковой испаритель (который на самом деле не испаритель, а разбрызгиватель) вбрасывает в воздух воду прямо с растворенными в ней веществами. Затем капли воды постепенно испаряются, а растворенное в нем превращается в микрочастицы.

Те самые микрочастицы, о которых выше мы уже рассказали, способны попадать в кровь через легкие. Конечно, некоторые из них состоят из веществ, до некоторой степени растворимых в крови, — например, кальция, часто встречающегося в водопроводной воде. На таких микрочастицах реже образуются тромбы. Но далеко не все примеси в воде реально хорошо растворяются внутри нас. Да и при попадании на слизистые дыхательных путей они вызывают неизбежное раздражение.

Не стоит забывать и о недавних исследованиях, показывающих, что аэрозоли из ультразвуковых увлажнителей воздуха содержат тяжелые металлы. Причем металлы в данном случае понимаются расширительно — кроме свинца (кстати, его вдыхание ведет к снижению когнитивных способностей и росту агрессивности) это и еще более ядовитый мышьяк. Конечно, такие вещества в выбросах испарителя есть только в случае их наличия в воде. В России практически нет свинцовых труб (в отличие от США), поэтому у нас не так-то просто найти существенное количество свинца в воде. Но вот другие тяжелые элементы там все же вполне могут встречаться.

В итоге, включив ультразвуковый испаритель на полную мощность, через небольшой промежуток времени вы можете получить легкий кашель. Но это, пожалуй, меньшее из бед: куда хуже то, что часть тех же веществ достигнет легких и даже дальше. Какой от этого может быть эффект, без серии неэтичных экспериментов на людях установить сложно.

Однако целый ряд западных клиник, не дожидаясь таких экспериментов, уже ограничили у себя использование именно ультразвуковых увлажнителей. Впрочем, повторимся: испарители «холодного тумана» ничуть не лучше ультразвуковых, ибо работают на том же принципе распыления в воздухе микрокапель воды, а не ее испарения.

Такие меры там стали принимать в последние годы, когда к доступности ультразвуковых испарителей добавились не очень дорогие портативные детекторы микрочастиц. Тогда-то и выяснилось, что в помещении с работающим ультразвуковым как бы испарителем концентрация микрочастиц в воздухе легко достигает 300-400 микрограммов на кубометр.

Просто для сравнения: ВОЗ считает приемлемым уровнем микрочастиц пять микрограммов на кубометр. При этом пять лет назад группа ученых опубликовала в журнале Science Advances работу: как оказалось, нормативы ВОЗ на самом деле небезопасны. И даже те, кто дышит воздухом с пятью микрограммами микрочастиц-2,5 на кубометр, от этого умирают — по 1,5 миллиона в год. Вместе с теми, кто умирает от более высоких доз, получается 5,7 миллиона человек.

А 300-400 микрограммов в окружающем нас мире устойчиво можно получить только у трубы, из которой валит дым, или в пустыне Сахара. Да и то не всегда, а только когда идет песчаная буря. На спутниковых картах (на картинке) такие ситуации обозначают как «очень нездоровые». И это факт.

Итак, в процессе борьбы с низкой влажностью, настоящим бичом России в холодное время года, мы установили, что ультразвуковые помощники в этой борьбе загоняют нас в Сахару в смысле загрязненности микрочастицами. Естественным образом возникает вопрос: можно ли как-то справиться и с вредом от таких помощников?

Безопасные испарители есть, но в Южной Корее от них случайно погибли тысячи человек

Теоретически — да. Где-то в I тысячелетии до нашей эры персы начали применять специальный подземные водоводы, куда вели воздуховоды от «ветроулавливающих башен» на поверхности. Пройдя над водой, воздух испарял часть ее, попутно охлаждаясь. Затем, по выходным воздуховодам, он достигал наземных зданий — как правило, жилищ аристократии.

Принцип «испарения ветром» не только очень древний, но еще довольной безопасный: при нем в воздух попадает только водяной пар, оставляя все примеси внизу, в жидкой воде. Сегодня испарительные увлажнители воздуха содержат компактный вентилятор (конструктивно похож на крупный кулер для ПК) и крупный тканевый фильтр, сообщающийся с резервуаром для воды. По закону сообщающихся сосудов, вода достигает ткани, та намокает, а набегающий воздух испаряет с нее воду. Энергопотребление таких систем крайне мало, а воды они испаряют в норме от 200 до 500 граммов в час.

Этого мало для увлажнения сухого зимнего воздуха в квартире или доме в целом. Но достаточно для комнаты — если, конечно, в ней не постоянно открыта форточка. Казалось бы, простое и эффективное решение проблемы найдено?

Почти. Такие устройства на английском среди прочих имен зовутся swamp cooler (болотный охладитель) не просто так: вода часто содержит споры водорослей. Со временем они начинают размножаться на ткани фильтра. Запах, который разносится при этом по помещению, трудно назвать иначе, чем затхлым. Конечно, если вентилятор работает на полной мощности каждый день, серьезное развитие водорослей затруднено. Но в реальной жизни испаритель не работает круглый год, тем более что в теплый сезон влажность в воздухе наших квартир много выше, чем зимой.

Естественно, для таких устройств на этапе конструирования предусмотрели извлечения фильтра и его промывку. Некоторые используют для этого гипосульфит натрия, с огрубленной формулой Na2S2O3·5H2O (важно не перепутать с гипохлоритом натрия!). Но есть и места, где люди более креативны.

В Южной Корее в XXI веке для промывки фильтров использовали полигексаметиленгуанидин ((C7H15N3)n). Вероятно, причиной его популярности стало длительное (до месяцев) бактерицидное и фунгицидное действие, выгодно отличающее это вещество от аналогов. В 2006-2011 годах выяснилось, что причиной примерно 100 случаев тяжелого легочного фиброза в стране стало это соединение (впрочем, в том же обвиняли еще два других, но те подозрения не удалось однозначно подтвердить). Потом число жертв увеличилось.

Оказалось, это соединение действительно безопасно во всех видах, кроме паров. После обработки им фильтров увлажнителей воздуха следовые количества от них попадали в воздух квартир и поражали легкие. Точное количество жертв дебатируется — называют цифры от 1,7 до 20 тысяч человек.

В принципе, такие ситуации происходят часто: когда используют соединение, которое не прошло длительных испытаний на животных в самых разных формах (включая пары), трудно удивляться, что кто-то умер. Обращает на себя внимание лишь тот факт, что докопаться до причин загадочных смертей «от повреждений легких» удалось только в 2011 году — спустя пять лет после того, как подобные события привлекли к себе внимание общественности.

Урок корейской трагедии очевиден: хотя испарительные увлажнители безопаснее ультразвуковых и холоднотумановых, даже в обращении с ними нужна осторожность. Используйте для мойки их тканевых фильтров только предельно консервативные, давно проверенные соединения (тот же гипосульфит натрия). Да, это может означать более частую промывку фильтра, но это менее рискованно, чем более эффективные дезинфектанты, безопасность которых пока исследована хуже.

А как быть с усовершенствованными испарительными увлажнителями?

Производители увлажнителей воздуха попытались найти такие их варианты, которые не имели бы проблем как с микрочастицами, так и с чисткой фильтров. Например, «паровые» увлажнители используют проточный нагревательный элемент небольшой мощности, чтобы вода перед подачей на тканевый фильтр нагревалась и за счет этого живые организмы в ней (водоросли) подвергались угнетению. Такие увлажнители не всегда нормально маркируются изготовителями, но их легко отличить от непаровых испарительных по отдельной вилке для розетки (а не USB-питанию, как у простых испарителей).

Это был хороший план, но и у него нашлись минусы. Многие люди используют для испарителей водопроводную воду. Естественно, там есть кальций, при прогреве он выпадает из воды на стенки канала, идущего от резервуара с водой к фильтру. Кальцинированный канал иной раз перестает пропускать воду, а система — работать.

Теоретически можно брать только покупную воду, а то и дистиллированную. Однако последняя дороговата, а пластиковая тара для воды — источник микропластика. Конечно, как мы уже отмечали, пока не ясно, опасен микропластик или нет. Но стоит напомнить, что полигексаметиленгуанидин в той же Корее использовали с 1990-х, а смертельную опасность его паров установили только в 2011 году. Не каждый захочет заниматься сходными играми еще раз.

Увлажнители: сухой остаток

Определенно, увлажнение воздуха зимой лучше, чем его отсутствие. В идеале в каждом жилом помещении каждой страны с холодным сезоном должен быть увлажнитель. Совсем хорошо было бы, если к нему шла бы отдельная линия обессоленной водопроводной воды — примерно как к батарее. Собственно, его и крепить можно было бы на каждой батарее, чтобы с началом отопительного сезона он испарял воду в нужном количестве в каждом помещении квартиры.

Напротив каждой батареи, на противоположной от нее стене комнаты, стоило бы устанавливать гигрометр с Wi-Fi-соединением. Гигрометр подавал бы сигнал на испаритель на батарее: влажность ниже заранее выставленных 50% — значит, увлажнителю нужно прибавить оборотов. Относительная влажность выше 50% — обороты стоит сбавить, чтобы не создавать слишком благоприятные условия для роста грибков и плесени.

Аналогичные системы, пусть и попроще, стоило бы установить в автомобилях (где кондиционеры летом тоже создают нездорово низкую влажность и повышенные риск вирусной инфекции) и самолетах. Там относительная влажность воздуха в салоне — 20%, и этого тоже можно было бы легко избежать. Достаточно просто рекуперировать влагу в воздухе, выбрасываемом из салона авиалайнера за борт, чтобы увлажнять ею тот воздух, что поступает в самолет извне.

Но суровая реальность заключается в том, что все это никому не нужно. Люди, которые строят квартиры, вообще не в курсе всей этой темы, поэтому на этапе постройки не развешивают все это (в отличие от батарей отопления). Те, кто конструируют машины и самолеты, еще меньше в курсе.

Знают о проблеме только часть граждан и производители испарителей. При этом большинство из них не слышали, что микрочастицы опасны для здоровья, поэтому счастливы с ультразвуковым увлажнителем. Их беспокоит разве что то, что он со временем оставляет белый налет на вещах, рядом с которыми работает. То, что абсолютно те же самые микрочастицы он доставляет в нашу кровь, — им просто неизвестно.

Ну а для тех, кто в курсе, идеальных решений как-то не просматривается. Да, за несколько десятков тысяч рублей можно найти испарительный увлажнитель с выносным гигрометром с беспроводной обратной связью. Поставив его подальше от испарителя, можно добиться автоматической регуляции влажности.

Но это решение не только недешевое, но и хлопотное: воду в резервуар придется доливать не реже раза в день (а то и два-три). Воду надо подбирать такую, чтобы со временем фильтр не забился. Ведь в противном случае поддерживать оптимальную влажность в 50% не выйдет. Кроме того, надо не забыть о регулярной мойке фильтра в гипосульфите натрия.

Современный человек часто испытывает трудности в том, чтобы сконцентрироваться на чем-то подолгу и регулярно. Поэтому нормально — по меркам наших африканских предков — увлажненный воздух неизбежно останется роскошью. В наибольшей степени доступной тем, кого мы с детства привыкли называть словом «зануда».