Máy lọc không khí có lọc được virus và vi khuẩn không? Cách chọn máy hiệu quả

Nhiều máy lọc không khí ghi “99,97%” trên vỏ hộp, nhưng con số này không đồng nghĩa với việc máy tiêu diệt được 99,97% virus. Khả năng lọc, tức giữ lại virus từ trong không khí, và khả năng bất hoạt hoặc tiêu diệt chúng là hai vấn đề khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ và điều kiện thử nghiệm cụ thể của từng sản phẩm.

Bài viết này sẽ làm rõ máy lọc không khí thực sự có thể làm được gì với virus, vi khuẩn, dựa trên cơ chế hoạt động của từng công nghệ lọc, đồng thời đối chiếu với các tiêu chuẩn và hướng dẫn liên quan đang hiện hành tại Việt Nam.

Máy lọc không khí có lọc được virus, vi khuẩn không?

Màng True HEPA giữ lại được cả virus lẫn vi khuẩn, kể cả những hạt nhỏ hơn 0,3 micron, con số thường được nhắc đến trên nhãn máy. Nhiều người cho rằng hạt càng nhỏ càng dễ lọt qua màng lọc vì hiểu sai ý nghĩa của con số 0,3 µm.

Theo CDC, HEPA được định nghĩa là màng lọc có hiệu suất tối thiểu 99,97% với hạt kích thước 0,3 µm. Con số này khiến nhiều người hiểu nhầm rằng hạt nhỏ hơn 0,3 µm sẽ lọt qua màng lọc. Thực tế, đây là kích thước hạt khó bắt nhất (MPPS), còn hạt lớn hơn hoặc nhỏ hơn mức này đều bị giữ lại với hiệu suất cao hơn.

Virus nói chung có đường kính khoảng 0,02 đến 0,3 micromet, tức phần lớn nằm ở vùng bằng hoặc nhỏ hơn MPPS. CDC xác nhận HEPA vẫn đạt hiệu suất không dưới 99,97% khi bắt các hạt virus có nguồn gốc từ con người. Với vi khuẩn, khả năng giữ lại còn cao hơn, vì kích thước phổ biến của chúng khoảng 0,2 đến 2,0 µm, lớn hơn hoặc tương đương MPPS.

Vì sao virus nhỏ hơn 0,3 micron vẫn bị HEPA giữ lại?

HEPA không lọc theo kiểu rây, lỗ nhỏ hơn hạt mới giữ được. Màng lọc bắt hạt bằng ba cơ chế vật lý, mỗi cơ chế mạnh ở một dải kích thước riêng.

• Hạt lớn (trên khoảng 1 µm) bị giữ lại nhờ va chạm quán tính (impaction): hạt quá nặng để đổi hướng kịp khi luồng khí lượn qua sợi lọc, nên đâm thẳng vào sợi và dính lại.
• Hạt cỡ trung bình bị giữ nhờ chặn bắt (interception): hạt đủ nhẹ để bám theo luồng khí, nhưng đường bay đi sát sợi lọc trong phạm vi bán kính của hạt nên bị dính vào.
• Hạt cực nhỏ, dưới khoảng 0,1 µm, bị giữ nhờ khuếch tán (diffusion): những hạt này bị phân tử khí va đập liên tục, di chuyển ngẫu nhiên kiểu chuyển động Brown thay vì bay thẳng theo luồng khí, nên xác suất va vào sợi lọc tăng lên.

0,3 µm nằm giữa vùng impaction đã yếu (hạt còn quá nhẹ để va mạnh) và vùng diffusion chưa đủ mạnh (hạt vẫn hơi nặng để bay ổn định theo luồng khí). Đó là lý do chuẩn kiểm định chọn đúng mốc này, không phải vì hạt nhỏ hơn thì lọt qua được.

HEPA thường và True HEPA khác nhau thế nào khi lọc virus?

“True HEPA” là cách gọi phổ biến trên thị trường để phân biệt với “HEPA-type” hay “HEPA-like”, không phải một chuẩn kỹ thuật độc lập. Chuẩn kỹ thuật thật thể hiện qua số hiệu H13, H14 (theo EN 1822/ISO 29463) hoặc phần trăm hiệu suất cụ thể, thường là tối thiểu 99,97% ở 0,3 µm theo cách tính phổ biến tại Mỹ. Hai hệ này khác nhau về cách đánh giá và mức hiệu suất, nhưng đều cung cấp một tiêu chí kỹ thuật cụ thể để đối chiếu.

Theo EPA, HEPA là thuật ngữ được Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) định nghĩa chính thức, còn “HEPA-type” hay “HEPA-like” không thuộc định nghĩa này, không có mức hiệu suất tối thiểu bắt buộc, cũng không có kiểm định độc lập xác nhận.

Với các hạt aerosol có thể mang virus, khả năng lọc các hạt nhỏ là yếu tố quan trọng. Sự khác biệt nằm ở chỗ HEPA đạt chuẩn cho biết một mức hiệu suất cụ thể để đối chiếu, còn HEPA-type là ẩn số nếu nhà sản xuất không công bố thông số thử nghiệm tương ứng. Cách kiểm tra khi mua máy: tìm số hiệu (H13, H14) hoặc phần trăm hiệu suất công bố trong thông số kỹ thuật, không chỉ dựa vào chữ HEPA in trên vỏ hộp.

Máy lọc không khí có diệt được virus không, hay chỉ giữ lại?

HEPA chỉ giữ lại, không diệt. Đây là màng lọc cơ học, bắt hạt bằng ba cơ chế vật lý vừa nêu ở trên, không có khả năng phá hủy cấu trúc virus. Virus mắc trong sợi lọc vẫn nguyên vẹn, chỉ là không còn lơ lửng trong không khí bạn hít vào.

Nhãn “diệt khuẩn 99,97%” gắn cho một máy chỉ có màng HEPA đơn thuần là cách dùng từ sai bản chất. Con số 99,97% đo tỷ lệ hạt bị giữ lại trong không khí đi qua máy, không phải tỷ lệ virus bị vô hiệu hóa. Muốn máy thực sự tiêu diệt virus, cần thêm công nghệ chủ động như UV-C, và công nghệ này có giới hạn thực tế đáng kể.

Công nghệ UV-C trong máy lọc dân dụng thực tế diệt được bao nhiêu?

Tia UV-C phá hủy được cấu trúc DNA/RNA của vi sinh vật, đúng về nguyên lý. Nhưng hiệu quả thực tế phụ thuộc vào hai điều kiện mà phần lớn máy lọc gia dụng không đáp ứng đủ: bước sóng đúng phổ và thời gian tiếp xúc đủ lâu.

Phần lớn máy lọc UV dùng bước sóng 254 nm với cường độ khoảng 40 mJ/cm² để vô hiệu hóa virus. Trong khi để vô hiệu hóa hiệu quả các loại virus khác nhau, tia UV cần hoạt động trên dải bước sóng rộng hơn, từ 0,2 đến 0,315 micron, do mỗi loại virus phản ứng khác nhau với tia UV tùy cấu trúc protein DNA. Không có một bước sóng cố định diệt được mọi loại virus như nhau.

Thời gian tiếp xúc mới là nút thắt lớn hơn. Vi khuẩn và virus cần tiếp xúc với tia UV trong khoảng thời gian nhất định, có khi lên đến vài giờ để bị vô hiệu hóa hoàn toàn ở cường độ thấp. Luồng không khí đi qua khoang UV-C của một máy lọc gia dụng thường chỉ mất vài giây, một số nhà sản xuất công bố khoảng 2 giây. Con số phần trăm diệt khuẩn trên bao bì thường đo trong điều kiện phòng thí nghiệm với thời gian tiếp xúc dài hơn nhiều so với thực tế sử dụng, nên tỷ lệ vô hiệu hóa thật khi máy chạy ở nhà thấp hơn đáng kể.

Ion âm, plasma có đáng tin không?

Ion âm không bắt hay diệt hạt trong luồng khí đi qua máy, mà phóng ion mang điện tích âm ra không gian phòng. Ion bám vào hạt bụi, vi khuẩn, virus lơ lửng trong không khí, khiến hạt nặng hơn và rơi xuống bề mặt thay vì tiếp tục lơ lửng.

Hạt rơi xuống bề mặt không đồng nghĩa virus hay vi khuẩn trong hạt đã chết. Chúng chỉ chuyển từ lơ lửng trong không khí sang bám trên sàn, bàn, tường, và người trong phòng vẫn có thể nhiễm khuẩn nếu chạm phải rồi đưa tay lên mặt. Rủi ro này đáng lưu ý hơn với nhà có trẻ nhỏ, vì trẻ hay bò và đưa tay vào miệng.

Công nghệ plasma (thường gọi plasma cluster hoặc tên thương mại tương tự) dựa trên nguyên lý ion hóa không khí tương tự, một số dòng có thêm khả năng oxy hóa làm suy yếu lớp vỏ protein virus. Mức hiệu quả thực tế khác nhau tùy thiết kế từng hãng, và hiện chưa có dữ liệu độc lập, kiểm chứng công khai đủ để khẳng định một mức hiệu quả chung cho cả nhóm công nghệ này. Nếu máy quảng cáo “diệt khuẩn bằng ion/plasma X%”, nên tìm xem con số đó có kèm đơn vị đo cụ thể (loại vi sinh vật thử nghiệm, đơn vị kiểm định, điều kiện thử nghiệm) hay chỉ là con số không có căn cứ đi kèm.

Máy lọc không khí có giúp giảm nguy cơ lây bệnh trong nhà không?

Có, nhưng chỉ với đường lây qua không khí trong không gian kín, và cần thời gian đủ lâu để phát huy tác dụng. Máy không tạo ra một lá chắn tức thời quanh người bạn.

Cơ chế thực tế: máy lọc liên tục kéo không khí trong phòng qua màng lọc, mỗi lần đi qua giữ lại một phần hạt mang virus, khiến nồng độ virus lơ lửng trong phòng giảm dần theo thời gian. Đây không phải quá trình tức thời, mà tích lũy qua nhiều vòng lọc.

Vì sao máy lọc không khí không ngăn được lây qua tiếp xúc gần hoặc giọt bắn?

Virus hô hấp lây theo hai đường: giọt bắn lớn bay gần (nói chuyện, ho, hắt hơi ở khoảng cách gần) và hạt khí dung nhỏ lơ lửng lâu trong không khí. Máy lọc không khí chỉ xử lý được đường thứ hai.

Với giọt bắn lớn, hạt rơi xuống đất hoặc bề mặt trong khoảng cách ngắn, thường trong vài giây, trước khi kịp bị hút vào máy lọc đặt cách đó vài mét. Máy lọc không thể “đuổi kịp” tốc độ lây trực tiếp giữa hai người đứng gần nhau. Vùng tác động hiệu quả của máy là nồng độ hạt trung bình trong toàn bộ thể tích phòng theo thời gian, không phải vùng không khí ngay sát miệng người đang nói chuyện với bạn.

Máy lọc phát huy hiệu quả rõ nhất trong tình huống nào?

Phòng kín, nhiều người ở cùng lúc, thời gian lâu là điều kiện máy lọc phát huy tác dụng rõ nhất. Ví dụ: phòng ngủ gia đình có trẻ nhỏ hoặc người già, phòng làm việc kín không cửa sổ, phòng khám nhỏ có nhiều bệnh nhân ra vào trong ngày.

Tốc độ giảm nồng độ virus trong không khí phụ thuộc vào số lần không khí trong phòng được đảo qua máy lọc mỗi giờ, gọi là ACH (air changes per hour). CDC công bố bảng thời gian cần thiết để đạt mức giảm 99% hạt trong không khí, tùy theo ACH đạt được:

Nguồn: CDC, Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities

Ở ACH thấp (2), phải mất hơn hai giờ để đạt mức giảm 99%. Ở ACH 6, thời gian rút ngắn còn khoảng 46 phút. NIOSH, cơ quan trực thuộc CDC, khuyến nghị mức tối thiểu 5 ACH cho không gian sinh hoạt được sử dụng thường xuyên như văn phòng và nhà ở, đây là mức cân bằng giữa hiệu quả giảm virus và khả năng đáp ứng thực tế của hầu hết hệ thống thông gió hoặc máy lọc gia dụng.

Điều này có nghĩa: máy lọc chạy vài phút rồi tắt không tạo ra hiệu quả đáng kể. Máy cần chạy liên tục, đủ lâu, trong không gian có kích thước phù hợp với công suất máy, mới đạt được mức ACH cần thiết.

Cần công suất máy bao nhiêu để giảm virus trong không khí hiệu quả?

Công suất máy được thể hiện qua chỉ số CADR (Clean Air Delivery Rate), đo bằng m³/h, cho biết lượng không khí sạch máy tạo ra mỗi giờ. CADR càng cao, máy đảo được không khí trong phòng càng nhanh, đạt ACH cần thiết càng sớm.

Nhà sản xuất công bố CADR riêng cho ba loại hạt: khói (smoke), bụi (dust), phấn hoa (pollen). Với mục tiêu giảm virus, EPA khuyến nghị chọn máy dựa vào CADR cho khói, vì đây là chỉ số đo với hạt kích thước nhỏ nhất, gần nhất với dải kích thước virus (0,1-1 µm). CADR bụi hoặc phấn hoa thường có con số cao hơn CADR khói trên cùng một máy, vì hạt bụi và phấn hoa lớn hơn nên dễ bắt hơn. Nếu chỉ nhìn con số CADR cao nhất ghi trên hộp mà không phân biệt loại hạt, dễ đánh giá sai khả năng lọc virus thực tế của máy.

Về công thức tính CADR cần thiết theo diện tích phòng, các nguồn tại Việt Nam đưa ra hệ số không hoàn toàn thống nhất, dao động quanh mức nhân diện tích phòng với chiều cao trần rồi nhân với hệ số 5 hoặc 6 tùy nguồn. Vì chưa có một công thức chuẩn hóa duy nhất được công bố chính thức bằng tiếng Việt, cách đáng tin cậy hơn là dùng đúng thông số “diện tích phòng phù hợp” mà nhà sản xuất công bố kèm theo CADR của từng máy, đây là con số đã được máy đó kiểm định thực tế, thay vì tự áp một công thức ước lượng chung cho mọi máy.

Một điểm cần lưu ý: diện tích phòng nhà sản xuất công bố đôi khi được tính ở mức ACH thấp hơn mức khuyến nghị 5 ACH của NIOSH, tức máy vẫn “phù hợp diện tích” theo nhãn nhưng chưa chắc đạt tốc độ giảm virus như mong muốn. Nếu mục tiêu chính là giảm nguy cơ lây bệnh chứ không chỉ khử mùi hay bụi thông thường, nên ưu tiên chọn máy có CADR dư ra so với diện tích phòng thực tế, thay vì chọn sát mức tối thiểu ghi trên nhãn.

Nên chọn máy lọc không khí theo tiêu chí nào nếu mục tiêu là giảm virus?

Bốn yếu tố quyết định khả năng giảm virus thực tế của một máy, xếp theo mức độ quan trọng.

• Cấp độ màng lọc: Ưu tiên True HEPA hoặc ghi rõ số hiệu H13 trở lên. Nhãn “HEPA” chung chung không kèm số hiệu cấp độ không đủ để xác nhận máy đạt chuẩn 99,97% ở 0,3 µm.
• CADR cho khói (smoke CADR), không phải CADR bụi hay phấn hoa: Đây là chỉ số gần nhất với khả năng bắt hạt kích thước virus, theo khuyến nghị của EPA đã nêu ở phần trước. Nếu nhà sản xuất chỉ công bố một con số CADR chung không phân loại, nên hỏi rõ nhà bán hoặc tìm thông số kỹ thuật chi tiết trên trang chính hãng.
• Diện tích phòng phù hợp so với CADR thực tế của máy, không phải diện tích phòng tối đa ghi trên hộp: Nên chọn máy có CADR dư ra so với diện tích phòng sử dụng, thay vì chọn sát mức tối thiểu, để đạt ACH gần mức khuyến nghị 5 lần/giờ thay vì chỉ đủ mức tối thiểu.
• UV-C là tính năng cộng thêm, không phải tiêu chí bắt buộc: Vì hiệu quả thực tế của UV-C dân dụng bị giới hạn bởi thời gian tiếp xúc ngắn như đã phân tích, không nên trả thêm nhiều tiền chỉ vì máy có đèn UV-C nếu ngân sách hạn chế. Ưu tiên ngân sách cho cấp độ HEPA và CADR trước, UV-C xếp sau.

Với gia đình có trẻ nhỏ, người già, hoặc người có bệnh hô hấp mãn tính, các nhóm này nhạy cảm hơn với cả hạt gây dị ứng lẫn tác nhân gây bệnh trong không khí, nên ưu tiên máy đạt đồng thời cả hai tiêu chí đầu (HEPA H13+ và CADR khói phù hợp diện tích) thay vì chỉ chọn theo thương hiệu quen thuộc hoặc thiết kế đẹp.

Những hiểu lầm phổ biến khi mua máy lọc không khí để “chống virus”

• Máy có ion hoặc plasma thì chắc chắn diệt được virus: Sai một phần. Như đã giải thích ở phần ion âm, cơ chế này làm hạt rơi xuống bề mặt chứ không đảm bảo tiêu diệt virus trong hạt đó. Mức độ hiệu quả thực tế khác nhau tùy thiết kế từng hãng, không có một con số chung áp dụng cho mọi máy gắn mác “ion” hay “plasma”.
• Máy có đèn UV-C thì luôn tốt hơn máy chỉ có HEPA: Không chính xác. UV-C hiệu quả bổ sung nhưng bị giới hạn bởi thời gian tiếp xúc ngắn trong khoang máy gia dụng. Một máy HEPA H13 chuẩn, không có UV-C, vẫn giữ lại virus hiệu quả hơn một máy có UV-C nhưng dùng màng lọc thô, không đạt chuẩn HEPA thật.
• Màng lọc HEPA giữ lại 100% virus, vi khuẩn trong phòng: Không đúng. Ngay cả ở hiệu suất 99,97%, vẫn có một tỷ lệ nhỏ hạt lọt qua ở mỗi lần không khí đi qua máy. Hiệu quả thực tế đến từ việc không khí được đảo qua máy nhiều lần liên tục (ACH), không phải từ một lần lọc duy nhất đạt 100%.
• Máy lọc không khí thay thế được việc mở cửa thông gió: Không nên hiểu như vậy. Máy lọc xử lý không khí đã có trong phòng, còn thông gió tự nhiên đưa không khí mới từ bên ngoài vào, pha loãng nồng độ chất ô nhiễm nói chung. Hai biện pháp bổ trợ nhau, không thay thế nhau. Trong điều kiện chất lượng không khí ngoài trời kém (nhiều bụi mịn, ô nhiễm giao thông), việc chỉ dựa vào máy lọc trong phòng đóng kín thực tế lại hợp lý hơn mở cửa.
• Máy càng nhỏ gọn, càng tiết kiệm điện, càng nên chọn: Máy nhỏ thường đi kèm CADR thấp, không đủ đảo khí cho phòng có diện tích trung bình trở lên. Chọn máy dựa trên CADR phù hợp diện tích thực tế quan trọng hơn kích thước vật lý hay mức tiêu thụ điện của máy.

Máy lọc không khí là một lớp phòng vệ bổ sung trong nhà, không phải giải pháp duy nhất hay thay thế hoàn toàn cho thông gió, khẩu trang khi tiếp xúc gần, và vệ sinh tay thường xuyên. Với phòng kín, nhiều người, sử dụng trong thời gian dài, một máy đạt chuẩn HEPA H13 trở lên với CADR khói phù hợp diện tích tạo ra khác biệt thực chất về nồng độ virus lơ lửng trong không khí. Với việc tiếp xúc trực tiếp gần người khác, máy lọc gần như không có tác dụng, vì đó là phạm vi giọt bắn lây trực tiếp mà máy không xử lý kịp.