Filtr antysmogowy węglowy wykorzystywany w rekuperacji
Smog (ang. smoke – dym, fog – mgła) jest zjawiskiem pseudo-atmosferycznym (nienaturalnym), które powstaje w wyniku jednoczesnego występowania dużego stężenia zanieczyszczeń powietrza, będących efektem działalności człowieka oraz naturalnych zjawisk meteorologicznych, takich jak brak wiatru i utrzymująca się wilgotność powietrza. W efekcie powietrze staje się swoistą zawiesiną, w której obok naturalnych składników, występuje mieszanina szkodliwych substancji np. pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10, toksycznych tlenków siarki, węgla i azotu, substancji organicznych np. dioksyn, ale też pyłki roślin, kurz, popiół, a nawet resztki startego ogumienia samochodów.
Ponieważ jednym z czynników powstawania smogu jest brak wiatru, zjawisko najczęściej występuje w dużych miastach, zwłaszcza położonych w kotlinach, gdzie naturalny ruch powietrza jest ograniczony przez ukształtowanie terenu i często nieudolne zagospodarowanie przestrzenne. Tam też dochodzi do powstawania tzw. „kwaśnego smogu”, który w znacznym stopniu składa się z zawieszonych w powietrzu kropli wody o odczynie kwaśnym w wyniku rozpuszczania tlenków niemetali (węgla, siarki, azotu).
Smog w każdej postaci jest szkodliwy dla organizmu ludzkiego. Badania wykazują, że już cząstki pyłu zawieszonego PM10, które dostają się głównie do jamy ustnej, nozdrzy, tchawicy i ewentualnie oskrzeli, wywołują reakcję organizmu nawet u ludzi zdrowych, choć reakcje te nie są ostre i sprowadzają się do podrażnienia spojówek, lekkich stanów zapalnych krtani. Pyły o mniejszej frakcji PM2,5 mają już zdolność do penetrowania dróg oddechowych, a nawet przenikania do naczyń krwionośnych, co może powodować szereg dolegliwości, w zależności od składu chemicznego wdychanego pyłu. Najczęstszymi objawami długotrwałego, bądź regularnego kontaktu ze smogiem jest zmęczenie, osłabienie organizmu, reakcje skórne, stany zapalne układu oddechowego, spadek tolerancji wysiłku fizycznego. Wykazano też bezpośredni związek zawartego w smogu kancerogennego benzo[a]pirenu z mutacjami genetycznymi, prowadzącymi do nowotworów płuc.
Wprowadzane są systemowe zmiany, mające na celu ograniczenie występowania zjawiska smogu w dużych aglomeracjach i ich okolicach, niemniej jednak, zakres ich wdrażania oraz długoterminowość zmuszają indywidualnych inwestorów do poszukiwania rozwiązań, które mogą tu i teraz ochronić dom przed napływem zanieczyszczonego powietrza. Do takich rozwiązań należą filtry powietrza. Oprócz filtrów mechanicznych, których efektywność uzależniona jest od wielkości cząstki neutralizowanego zanieczyszczenia, rynek oferuje filtry aktywne, pracujące w oparciu nie tylko o zjawiska fizyczne, ale też reakcje chemiczne.
Jednym z rodzajów takich filtry antysmogowe węglowe. Pierwotnie miały one zastosowanie na mniejszą skalę, głównie w maskach antysmogowych, a więc do indywidualnego stosowania. Węgiel aktywny, wykorzystywany do produkcji filtrów węglowych antysmogowych, pozyskiwany jest na drodze termicznego lub chemicznego rozkładu substancji zawierających ten pierwiastek w odpowiednio wysokich stężeniach molowych, np. węgla brunatnego, ale też innych źródeł naturalnych jak drewno czy torf.
Zasada działania filtra węglowego opiera się na właściwościach adsorpcyjnych porowatej powierzchni cząstek węgla oraz oddziaływaniach międzycząsteczkowych. Adsorpcja jest procesem polegającym na wiązaniu się cząsteczek, atomów lub jonów, z których składają się zanieczyszczenia zawieszone w powietrzu, z powierzchnią węgla na granicy faz. Proces jest możliwy, dzięki strukturze węgla aktywnego, który wykazuje relatywnie dużą porowatość w granicach 2–250 nm, dzięki czemu posiada zdolność do absorpcji szerokiego spektrum zanieczyszczeń.
Zanieczyszczenia adsorbowane przez węgiel zawarty w filtrach antysmogowych to nie tylko cząstki pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10, drobnoustroje i wirusy, które wiązane są mechanicznie przez pory w powierzchni adsorbentu. Dzięki chemicznej aktywności węgla cząsteczkowego, filtr wykazuje także zdolność do neutralizacji zanieczyszczeń chemicznych, takich jak szkodliwe produkty spalania paliw organicznych (benzyny, oleju napędowego, oleju opałowego) czyli m.in.: NO2, SO2, CO, ale też metale ciężkie, lotne związki organiczne, a więc wszystkiego tego, co wchodzi w skład smogu, którym oddychamy.
Dzięki swojej wszechstronności i relatywnie wysokiej wydajności, filtry antysmogowe z wkładem węglowym stały się popularnym wyborem wśród prywatnych klientów posiadających instalacje rekuperacji w swoim domu. Obecnie rynek oferuje szeroką gamę filtrów węglowych do zastosowania w domowych systemach rekuperacji i centralach wentylacyjnych. Z racji tego, iż filtry te nie należą do najtańszych zazwyczaj stosuje się je za filtrami wstępnymi.
Skuteczność filtracyjna tego typu filtrów wynosi nawet ePM1 80% (wg ISO 16890), co oznacza, że filtr jest w stanie zneutralizować ponad 80% cząstek stałych pyłu zawieszonego o frakcji 0,3-1,0 µm. Przy dodatkowych właściwościach oczyszczających, dzięki którym powietrze trafiające do domu, pozbawione jest metali ciężkich, drobnoustrojów, szkodliwych produktów spalania oraz nieprzyjemnych zapachów. Wielu klientów bardzo sobie ceni, osiągany efekt.