使用避雷针阻断气溶胶（病毒雾霾）传播新型冠状病毒的基本方案
阻断气溶胶（病毒雾霾）传播新型冠状病毒的基本方案
曹泽新
近日，新型冠状病毒的气溶胶传播方式被疾控中央确认，并排列第二位。随着社会进入正常生活状态，密集人群会越来越多，气溶胶的病毒传播方式，将会是最大最主要的病毒传播途径。只有在人群密集区，采取有效并高效的阻断气溶胶传播方式，才有可能有效控制疫情的恶性发展，赢得这场病毒战役的胜利。
在SARS病毒事件之后，这个问题和后来的雾霾问题，一直是我关注的社会基本安全问题之一。而空气传播疾病的问题，最为关键。因为能够造成中国社会造成大规模人员杀伤的多数要素，如核武器，毒气，水中投毒，转基因或传染病等，别的基本都能通过物理方式进行阻隔，如中国人喝烧开后的饮水习惯，让一切以水为媒介的病菌都不可能造成中国人员的大规模杀伤。而那种通过性交或者血液传播的传染病，也很轻易阻断传播。而SARS病毒事件，显示中国社会的一个弱点，就是以空气传播方式在密集人群散布致命病毒，非常轻易对中国社会和经济造成致命影响。只有解决这一问题，中国人口的生命安全才能有一个基本的保障。
针对这一问题和雾霾问题，2016年我找到了从根本上解决这一问题的低成本方案。这一方案的一个重要装置众所周知，就是城市建筑上方的避雷针。简而言之，这一方案的基本原理，就是在严峻雾霾或空气大规模传播致命病毒，通过转变避雷针的工作模式，由常规的引电作用转成特别情况下的放电作用，通过连接高压发生装置，让城市建筑上方的避雷针尖端作为阴极放电，消杀城市空气中的病毒和快速消除雾霾。这一方案，后来发表在沈阳师范大学学报上，即《利用避雷针进行静电除霾防疫的技术研究》（）。
这里，主要就这一方案消杀气溶胶传播病毒的相关事宜，基于介绍。
一，气溶胶传播就是空气传播
在病毒问题上，所谓气溶胶，其实就是更微小的飞沫。这个飞沫成为气溶胶，只是因为它尺度非常小。气溶胶的颗粒大小一般在0.001到500微米。特征尺度就是2.5微米，大家比较认识的可吸入微细颗粒物的PM2.5雾霾指数，指的就是此类颗粒。由于它非常小，这时空气分子运动的随机力相对于它自身的重力，就不可不计。这时这个随机力就让这个细小的飞沫和空中的雾霾颗粒一样，在空中做随机布朗运动，成为布朗粒子，很长时间都不掉到地上。这个过程可以持续到半个小时到一个小时，甚至更长时间。对这一点不理解的朋友，可以通过雾霾天气的情况来理解气溶胶病毒在空气中的形态。气溶胶状态下的病毒分布状态，可以理解成由带冠状病毒人群所产生的小范围的不可见病毒雾霾，但一旦人群聚集，这种病毒雾霾就会快速扩散，对密集人群形成致命影响。
2020年2月8日，上海市政府举行疫情防控新闻发布会。发布会上卫生防疫专家表示，新型冠状病毒感染的肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播。所谓的气溶胶传播，就是以前常说的空气传播。这种空气传播方式，假如不能有效阻断，随着中国生产活动的恢复，就极有可能对大中型城市产生极其严峻的影响。
二，避雷针防疫方案可以有效阻断病毒空气传播
避雷针除霾防疫方案，一开始因为雾霾问题突出，所以侧重雾霾问题进行了专利申请。而空气防疫方案，由于觉得当时提出来也不会有人重视，所以文章和专利申请（被拒）中，都没有强调这一问题。但后来在2017年的专利申请答复中，我们对这一问题进行了具体阐述，表明避雷针防疫方案可以有效阻断病毒空气传播。现将答复原文的相关部分直接引入来说明这一问题：
●不含除霾功能，装置的卫生防疫功能也具有应用上的新奇性
我们设计的这一避雷针放电装置，主要有两大用途，一个就是静电除霾，另一个则是卫生防疫，防治大规模空气传播恶性传播病的传播。
雾霾这一问题，我们早在2011年就已经关注，并在《北方风电开发祸害中国》（）一文中，预言了雾霾会朝普遍化和长期化的方向恶化。在该文中我们指出大范围雾霾天气的出现，主要是中国北方风电开发，大规模截留内蒙、东北等地区风能，造成的一种结果。因此我们在该文中给出的解决城市雾霾问题的第一方案，就是缩减北方风电开发的规模。尽管这一观点，得到很多人的关注，但至今并没有被决策部门采纳，我们才提出通过改造避雷针，选择了用避雷针放电除霾的第二种方案。换句话说，假如北方风电没有达到把北风能量全部抽走，或者将来减小北方风电规模，就可以通过北方冷空气对流置换城市空气消除雾霾，那么避雷针放电装置的这一除霾功能，因为北风的常态化存在，应用价值就大为降低。
而我们在考虑这一问题时，由于雾霾天气是公众关注的热点，在我们检索专利，查找有没有类似的专利申请时，对比文件1还没有公开，因此从关注的角度考虑，我们才在专利申请中选择以避雷针放电装置的除霾功能作为侧重点。
但是，这一装置更为重要的应用，正是卫生防疫功能。从2002年SARS病毒流行以来，以空气为媒介大规模传播恶性传染病的隐患，一直都没有实质解决方案。而我们设计装置的卫生防疫功能，从我们检索的专利情况以及所把握的资料来看，正在这个地方产生不可替代的作用，具备新奇性的要求。一旦城市中出现这种以空气为传播媒介的恶性流行病，就可以启动这一装置，让空气中的病菌在第一时间就带上电荷被吸附到地面，没有办法从空气中继承传播，那么这种流行病从传播路径上就被切断，不能再继承危害社会，吸附在地面上的病毒，可以通过喷洒消毒液杀灭清除干净。
因此，从长效性和必要性的应用价值上来讲，避雷针放电装置的卫生防疫功能更加重要和必要，特殊是假如发生病毒性生化危机事件，这个技术对于城市人口就尤为必要。因此我们以为这项应用，具备新奇性要求，可以作为一个独立的功能，申请专利。
注：《北方风电开发祸害中国》一文原文地址被封，这里可以访问：
天边社区别的都被删了，还残留一贴：
另一个网友，解释得更通俗的一个帖子：
三，避雷针除霾防疫原理介绍
可能有些朋友不理解避雷针放电阻断空气传播其中的道理，这里介绍一下这一装置的原理背景。
避雷针消杀病毒的基本原理其实十分简朴，就是工业极为普及的静电除尘原理。所谓静电除尘原理，就是利用静电吸附作用，达到除尘的效果。也就是摩擦的塑料吸附碎纸屑，梳头时梳子吸附头发等这种现象的利用，里面的基本道理完全一样。有些人使用的家庭静电除尘器也是这个原理。工业上的静电除尘器除尘效率极高，可达99.99%，而且简朴快速粗暴，高浓度粉尘气体高速喷进去，粉尘在过道里经过阴极四周带上负电荷，然后迅速被阳极板吸附，出来的空气十分干净，可以说完全不带灰尘。
静电除尘原理图，阴极在中间让粉尘带电，并被圆筒阳极吸附
而避雷针除霾防疫，也是使用同样的原理，不过要对避雷针进行改装，把它从一个雷雨天气的引电装置改装成一个既可引电，又可以尖端放电的放电装置。平时这个避雷针一直当作避雷针使用，而一旦出现空气传播病毒疫情，或者严峻雾霾，就可以利用这一装置的高压放电功能，通过避雷针接闪器的放电作用，让空气中的病毒气溶胶或雾霾颗粒带上电荷，再由地面的吸附作用，让这些病毒和雾霾颗粒，被地面或者低压阳极板吸附，从而清除空气中的病毒或雾霾颗粒。过程极为高效，针对哪怕pm2.5达到500的雾霾指数，城市上空的雾霾也可以在1小时内解决战斗，病毒就更不在话下。具体论述可见论文《利用避雷针进行静电除霾防疫的技术研究》()。
避雷针放电防疫的消杀病毒作用主要有二，一就是上面所讲的静电吸附作用。即让空气中携带病毒的微细飞沫颗粒带上负电，然后被地面或者带消毒水的低压阳极板快速吸附，形成吸附杀毒作用。还有一个杀毒作用，就是病毒微细颗粒在带电或者放电时，这点电荷对人来说，毫无安全问题，但对病毒来说，就会形成巨大的电压和电流冲击，足以对过电的微小病毒产生一种天打雷劈，五雷轰顶的效果。在到达地面之前，很多病毒早就粉身碎骨了。
生命太短，所以我研究东西的习惯，都尽可能简朴明了，追求一击必杀。这里的方案高效彻底，我是把它当作阻断空气传播病毒，保障中国人口生命安全的基本手段，以解决sars以来，我内心一直没有放下的一个心结。
四，相关安全和技术等问题
可能有些朋友对这一方案还有一些疑问。这里就臭氧问题，安全问题和引电放电冲突问题等，做一说明。
（一）臭氧问题
在高压阴极放电的时候，会把氧分子打成氧原子，这些氧原子和其它氧分子结合，在空气中产生臭氧。有些人怀疑这种臭氧有毒，但是有人说了，脱离剂量谈毒性就是耍流氓。这里就臭氧的所谓毒性，澄清一下这个问题。
臭氧是一种强氧化剂，呼吸一下能感觉到一种味道。而这种味道，其实是一种大家十分认识的味道，就是过氧水这种强氧化剂也就是84消毒液的味道。高浓度的过氧水，放在鼻子边，你呼吸起来十分刺激，相称不舒适。那种感觉也就是拿高浓度臭氧放在你鼻子边，让你使劲吸的感受。和氧气一样，臭氧本身应该并没有味道，但是它被吸到人的鼻孔里时，它和人鼻腔粘膜上的水分子结合起来，基本就和过氧水差不多，对人的嗅觉产生刺激作用。所以臭氧到底有没有毒呢，我的回答也是那句话，脱离剂量谈毒性就是耍流氓。臭氧和氧气一样，你说氧气有毒，那臭氧也有毒，你说氧气无毒，臭氧就无毒。人吸氧致死的事件时有发生，而臭氧发现100多年以来，因臭氧导致中毒死亡的，一个没有。
臭氧不仅没有毒副作用，其实对人体还有保健作用。雷雨交加后，空气中弥漫一种清新的味道，即所谓的负离子（并没什么负离子），其实就是雷电形成的较低浓度臭氧的味道，这种空气就对人体大有裨益。当然，这种清新的感觉很快就没，因为臭氧有半衰期，不到一个小时，就基本全变成氧气。
除此以外，我们身边还能常常碰到臭氧，例如静电复印机复印时，需要电子枪让墨粉带电，这样复印机就会散发出一种西瓜味，这其实就是产生了臭氧。而短波紫外消毒灯能够打断氧气分子键，也会在空气中形成臭氧，家用静电除尘器也会产生臭氧。以前那种箱子一样的CRT电视，里面也有高压电子枪，一样会在四周产生臭氧。
而无论使用避雷针放电消杀病毒还是在室内通过高压放电消杀病毒，根据上面给出的论文计算，使用电量都很小，和电视这类家用电器差不多。其产生的臭氧浓度不可能达到1-10ppm的刺激范围，至多也只是能和雷电天气相比（其实我个人觉得浓度高点好），不会造成任何卫生安全问题，甚至还有保健作用。
（二）高压放电的安全问题
既然是高压，肯定又有人担心，万一高压电源裸露被人碰上，会不会造成人电击致死。还是那句话，脱离剂量谈毒性就是耍流氓，这里则是脱离电量谈安全也是耍流氓。
在做除霾演示装置实验时，我自己有意和无意中，就被高压发生装置电击过很多次，这不还坐在这儿打字吗。由于装置功率很小，也就50瓦左右，每次被高压电击，基本都和冬天脱衣服之后，手碰上铁器等导体之后被电击的感觉一样，而且程度还不如脱衣服被电刺激。假如拿把钥匙来接近高压阴极来体验电击的感觉，就会看到一个小火花在钥匙和电极之间跑动，但手上完全没有那种痛觉。实际上，这个实验，很多人可以把那种最常用的打火机里的高压包拿出来，压几下电击自己皮肤或者手指，找一找这种感觉。这里的高压发生装置，所产生的电压、电量等，和打火机高压包产生的，基本同一个量级，安全级别也差不多。
这里使用的避雷针或者高压电极消杀病毒的装置，功率也就是100瓦左右，功率就在那里，电压越高，电流越小，不可能有致死作用，其危险远远不及220伏电线裸露的危险大。而且高压电极一端都布置在远离人员的避雷针或者天花板上的高压电极上，即使触遇到人，也就是冬天被电一下的感觉，安全完全可以保证。为了防止人们直接碰上，还可以在高压阴极外部，加上防接触保护罩，更不会造成意外危险发生。
（三）引电放电冲突
又有人会担心另一个问题，万一在高压装置工作时，忽然来了个雷，不仅劈坏高压发生装置，整个建筑还得不到避雷针的保护，结果造成雷电伤害怎么办。
在安装高压发生装置后的避雷针除了以前的避雷功能，还有了一个放电功能。两个功能需要一个开关，当这个开关合上时，高压发生装置不工作，避雷针的引电引雷功能照常，这个好理解。可是当高压发生装置工作时，忽然来个雷，这时怎么办呢。
很简朴，就是一个过压过电流保护的问题，简朴而言，就是家里电器有时会出现异常，这时总开关就会跳闸。这里也差不多，就是在高压发生装置上加一个过压过电流的跳闸接地保护功能。当高压装置工作时，雷劈过来，触发跳闸接地开关，让避雷针接闪器直接接地，引雷功能启动，同时高压发生装置还得到保护。
所以完全不用担心避雷针接闪器的引电放电功能冲突造成新的安全问题。
（四）测试可行性
使用静电除尘原理的空气消毒净化技术，在很多医院里都有普及性应用。密闭空间中的静电除尘和病毒消杀工作，都有充分的实验证据。但是针对整个城市开放空间，利用避雷针放电的消杀病毒和除霾工作，还没有测试过。假如过于担心这一技术的消毒净化和除霾效果，可以利用某些社区或地县级小城市的避雷针，通过利用烟雾来模仿雾霾和病毒气溶胶，来测试这一方案的现实可行性。
一旦证明可行，那么这一技术方案不仅可以用于静默天气的高效除霾，更为重要的则是针对空气传播病毒，阻断其大范围传播媒介，保证中国人口的基本生命安全。
五，防治新冠病毒的主要措施改进建议
新型冠状病毒的传染性极强，尤其是气溶胶传播的基本确认，表明这种病毒很轻易造成在密集人群中大规模传播。那么之前的封锁收治措施，很可能不再凑效，需要重新整理防疫思路。
这里建议除了要求口罩防护以外，建议在各个城市，设立避雷针高压放电消毒防疫装置，阻断新冠病毒的气溶胶传播媒介。对于人群较为密集的室内区域，也尽量设立高压放电装置，进行室内病毒消杀工作，防止病毒借由空气渠道，实现人群的大规模传播。假如不能阻断各个城市和人群密集区的病毒气溶胶传播渠道，那么病毒一旦根据人群密集程度传播开来，则之前的雾霾分布地图，就有可能成为病毒传播以及死亡人数的分布地图。
除了以上措施以外，针对病毒肺炎患者存在人数恶性膨胀的可能，这里建议社区以卫生所防疫站等为单位，设立医疗服务站，提供医疗技术手段和药品等支持，服务多数轻度患者家庭防治。国家对新冠病毒的防治，应该侧重家庭病人的防治，加强对家庭病人的药品和技术支持。医院除了收治危重患者外，更应该进行对各个社区的技术诊疗服务支持。只有这样，才能保证在病患人数急剧膨胀时，也能实施对绝大多数人的医疗救助。
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