جهاز تأيين الهواء

جهاز تأيين الهواء (أو مولد الأيونات السالبة أو ثريا تشيزيفسكي ) هو جهاز يستخدم جهدًا عاليًا لتأيين جزيئات الهواء (شحنها كهربائيًا) . الأيونات السالبة، أو الأنيونات ، هي جسيمات تحتوي على إلكترون واحد أو أكثر إضافي ، مما يمنحها شحنة سالبة صافية. أما الكاتيونات فهي أيونات موجبة تفتقر إلى إلكترون واحد أو أكثر، مما ينتج عنه شحنة موجبة صافية. بعض أجهزة تنقية الهواء التجارية مصممة لتوليد الأيونات السالبة. وهناك نوع آخر من أجهزة تأيين الهواء وهو جهاز تأيين التفريغ الكهروستاتيكي (مولد الأيونات المتوازن) المستخدم لمعادلة الشحنات الساكنة.

في عام ١٩١٨، ابتكر ألكسندر تشيزيفسكي أول جهاز لتأيين الهواء لأغراض العلاج الأيوني. ^{[ ١ ]} استُخدم الجهاز في الأصل لتحسين صحة الحيوانات في الزراعة. ^{[ ٢ ]} أثار هذا الاكتشاف اهتمام سيسيل ألفريد "كوبي" لوز بظاهرة تأيين الهواء. يُنسب إلى لوز اختراع جهاز تأيين الهواء المنزلي. ^{[ ١ ]}

تُستخدم مُؤيِّنات الهواء في أجهزة تنقية الهواء لإزالة الجسيمات من الهواء. ^{[ 3 ]} تُصبح الجسيمات المحمولة جوًا مشحونةً عند انجذابها للأيونات المشحونة من المُؤيِّن بفعل التجاذب الكهروستاتيكي . ثم تنجذب هذه الجسيمات بدورها إلى أي موصلات مؤرضة قريبة، سواءً كانت ألواحًا مُخصصة داخل جهاز تنقية الهواء، أو ببساطة إلى أقرب الجدران والأسقف. دفع تكرار حالات العدوى المكتسبة في المستشفيات البريطانية هيئة الخدمات الصحية الوطنية (NHS) إلى البحث في فعالية الأنيونات لتنقية الهواء، حيث وجدت أن عدوى بكتيريا الأسينيتوباكتر المحمولة جوًا في أحد الأجنحة قد اختفت بعد تركيب مُؤيِّن هواء سالب - وهي نتيجة واعدة، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من الأدلة لتحديد إمكانية تكرار هذه النتائج. ^{[ 4 ]} كما وجد أحد المُصنِّعين أن الأيونات الموجبة والسالبة التي تُنتجها أنظمة تكييف الهواء تُعطِّل الفيروسات، بما في ذلك فيروس الإنفلونزا . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

أظهرت مراجعة أجريت عام 2018 أن الأيونات السالبة في الهواء فعالة للغاية في إزالة الجسيمات العالقة من الهواء. ^{[ 6 ]}

أدى وباء السارس إلى زيادة الرغبة في اقتناء أجهزة تأيين الهواء الشخصية في شرق آسيا، بما في ذلك اليابان (حيث تم تخصيص العديد من المنتجات لتضمين مولدات الأيونات السالبة، مثل فرش الأسنان والثلاجات ومكيفات الهواء وأجهزة تنقية الهواء والغسالات ). ولا توجد معايير محددة لهذه الأجهزة .

يوجد نوعان من أجهزة تنقية الهواء الأيونية: أجهزة بدون مروحة وأجهزة مزودة بمروحة. تستخدم أجهزة تنقية الهواء المزودة بمروحة مروحتها لتدوير الهواء في الغرفة بسرعة، لكنها أكثر ضجيجًا وتستهلك طاقة أكبر، بينما توزع الأجهزة بدون مروحة الهواء ببطء، وتستغرق وقتًا أطول لتنقية الهواء، لكنها هادئة وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.

تختلف أجهزة التأيين عن مولدات الأوزون ، على الرغم من تشابه آلية عمل كلا الجهازين. تستخدم أجهزة التأيين ألواحًا مشحونة كهربائيًا لإنتاج أيونات هوائية موجبة أو سالبة الشحنة (مثل N₂⁺ ^{أو O₂⁻} _؛ تتجمع _هذه الأيونات "الأولية" فورًا مع جزيئات هواء أخرى مثل H₂O ₎ التي تلتصق بها الجسيمات العالقة. ^{[ 7 ]} تميل أجهزة التأيين إلى إنتاج أيونات سالبة نظرًا لفوائدها الصحية المفترضة. حتى أفضل أجهزة التأيين تنتج كمية ضئيلة من الأوزون - الأكسجين ثلاثي الذرات، O₃ _- وهو غير مرغوب فيه. أما مولدات الأوزون، فهي مصممة لجذب أيون أكسجين إضافي إلى جزيء O₂ _، باستخدام أنبوب تفريغ كورونا أو ضوء فوق بنفسجي . ^{[ 8 ]} 

عند تركيزات لا تتجاوز معايير الصحة العامة، وُجد أن للأوزون قدرة ضئيلة على إزالة ملوثات الهواء الداخلي . ^{[ 9 ]} أما عند التركيزات العالية، فقد يكون الأوزون سامًا للبكتيريا المحمولة جوًا ، وقد يقضي عليها أو يقتلها، وهي كائنات مُعدية في بعض الأحيان. ومع ذلك، فإن التركيزات المطلوبة سامة بدرجة كافية للإنسان والحيوان، ما دفع إدارة الغذاء والدواء الأمريكية إلى إعلان عدم استخدام الأوزون في العلاج الطبي ^{[ 10 ]} ، واتخاذ إجراءات ضد الشركات التي تُقدم مولدات الأوزون أو العلاج بالأوزون للمستهلكين. ^{[ 11 ]} الأوزون غاز شديد السمية وسريع التفاعل. ^{[ 12 ]} لا يُنصح بتجاوز متوسط ​​يومي يزيد عن 0.1 جزء في المليون (100 جزء في البليون، 0.2  ملغم/م³ ⁾ ، إذ يُمكن أن يُلحق ضررًا مباشرًا بالرئتين وخلايا البصلة الشمية . ^{[ 13 ]}

أظهرت مراجعة شاملة أجريت عام 2013 لثمانين عامًا من الأبحاث حول أيونات الهواء وتأثيرها على وظائف الجهاز التنفسي، عدم وجود دليل قاطع على أي دور مفيد لها في تحسين وظائف الجهاز التنفسي، ولا دليل على أي تأثير ضار يُذكر. وخلصت الدراسة إلى أن "التعرض لأيونات الهواء، سواءً كانت سالبة أو موجبة، لا يبدو أنه يؤثر بشكل ملحوظ على وظائف الجهاز التنفسي". ^{[ 14 ]}

توجد أدلة ضعيفة تشير إلى أن تأين الهواء السلبي يرتبط بانخفاض درجات الاكتئاب، لا سيما عند أعلى مستوى للتعرض. ولم يُلاحظ أي تأثير ثابت لتأين الهواء الإيجابي أو السلبي على القلق، أو المزاج، أو الاسترخاء، أو النوم، أو مقاييس الراحة الشخصية. ^{[ 15 ]}

أفادت مجلة "كونسيومر ريبورتس" ، وهي مجلة أمريكية غير ربحية متخصصة في اختبار المنتجات، في أكتوبر 2003، بأن أداء أجهزة تأيين الهواء لا يرقى إلى مستوى كفاءة مرشحات HEPA التقليدية . وكان الاستثناء الوحيد هو جهاز مُدمج يستخدم مروحة لتحريك الهواء أثناء تأيينه. ورداً على هذا التقرير، رفعت شركة "شاربر إيميج" ، وهي شركة مصنعة لأجهزة تأيين الهواء (إلى جانب منتجات أخرى)، دعوى قضائية ضد اتحاد المستهلكين (ناشري مجلة "كونسيومر ريبورتس ") بتهمة التشهير بالمنتج. وقد منحت "كونسيومر ريبورتس " جهاز "آيونيك بريز" وأجهزة أخرى شائعة درجة "راسب" بسبب انخفاض معدل توصيل الهواء النظيف (CADR). يقيس معدل توصيل الهواء النظيف كمية الهواء المُفلتر المتداول خلال فترة زمنية قصيرة، وقد صُمم في الأصل لتقييم أجهزة تنقية الهواء التي تعتمد على وسائط الترشيح. وادعت شركة "شاربر إيميج" أن هذا الاختبار غير مناسب لتقييم جهاز "آيونيك بريز"، لأنه لا يأخذ في الاعتبار ميزات أخرى، مثل التنظيف المستمر على مدار 24 ساعة، وسهولة الصيانة، والتشغيل الصامت.

رفضت محكمة الولايات المتحدة للمنطقة الشمالية من كاليفورنيا الدعوى، معللةً ذلك بأن شركة شاربر إيميج لم تُثبت زيف أي من التصريحات التي نشرتها مجلة "كونسيومر ريبورتس" . وأصدرت المحكمة حكمها النهائي في مايو/أيار 2005، والذي قضى بإلزام شاربر إيميج بدفع 525 ألف دولار أمريكي لتغطية النفقات القانونية لاتحاد المستهلكين. ^{[ 18 ]}

تُستخدم أجهزة تأيين الهواء عادةً في الأماكن التي تُجرى فيها أعمال تتضمن مكونات إلكترونية حساسة للكهرباء الساكنة (مثل غرف التنظيف في مجال الإلكترونيات الدقيقة )، وذلك للتخلص من تراكم الشحنات الساكنة على المواد غير الموصلة . ولأن هذه العناصر شديدة الحساسية للكهرباء، فلا يمكن تأريضها لأن التفريغ الكهربائي سيؤدي إلى تلفها. عادةً ما تُجرى هذه الأعمال على سطح طاولة خاص مُبدد للشحنات، مما يسمح بتفريغ بطيء للغاية، وتحت تيار هواء من جهاز التأيين. يتناقص التأيين بشكل حاد مع المسافة (حتى في قنوات التهوية)، لذا نادرًا ما يُستخدم تأيين الهواء لهذا الغرض، ويقتصر استخدامه على العناصر المجاورة مباشرةً لجهاز التأيين.

يحتوي مجلس موارد الهواء في كاليفورنيا على صفحة تسرد أجهزة تنقية الهواء (العديد منها مزود بمؤينات) التي تستوفي الحد المسموح به للأوزون في الأماكن المغلقة وهو 0.050 جزء في المليون. ^{[ 19 ]}

• مزيل الرطوبة
• المرسب الكهروستاتيكي
• مرطب هواء
• جهاز الاستنشاق
• العلاج بتأين الهواء السالب

• فليتشر، إل إيه؛ نوكس، سي جيه ؛ سلي، بي إيه؛ بيغز، سي بي؛ شيبرد، إس جيه (1 أبريل 2008). "سلوك أيونات الهواء في الغرف جيدة التهوية" (ملف PDF) . البيئة الداخلية والمبنية . 17 (2): 173-182 . doi : 10.1177/1420326X08089622 . S2CID 108905562 . 

• أجهزة تنقية الهواء الأيونية والضباب الدخاني
• أسطورة الأيونات السالبة (أرشيف)
• هل تُخفف أجهزة "تفريغ كورونا" من أعراض الربو؟
• وثائق المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية (NIOSH) بشأن الخطر المباشر على الحياة أو الصحة (الأوزون)