每当
雾霾天来临的时候，大街上行色匆匆的人群纷纷开始戴上了
口罩。然而戴口罩毕竟有很多不便，尤其是冬天戴眼镜的人时常被呼出的水雾困扰。人们通常的习惯是在室外行走的时候戴上口罩，到了室内，比如回到家，或者到达办公室摘下口罩。那么口罩是否真的可以对人体产生有效的保护呢?我们外出出行是否必须戴口罩呢?
要想搞明白这些问题，首先需要明白的是暴露(exposure)这个概念。暴露是衡量一个污染环境对人体的健康程度影响的指标。 它的计算公式是：
暴露 = 污染物浓度 X 暴露时间
对于PM2.5而言，暴露的单位是微克/立方米•小时
这个道理很容易明白，就是对健康的影响不单单是雾霾浓度的指标，还需要考虑你暴露在雾霾中的时间。即使浓度很高，如果暴露时间很短，对健康的影响并不大。另外一方面哪怕浓度不高，但是暴露时间很长，那么对健康影响也会很大。因为最终影响健康的是吸入肺部的PM2.5的总量。上面公式是假设人体的呼吸频率不变。如果你在奔跑状态，那么还需要乘上一个修正系数来计算暴露总量。
决定是否戴口罩，首先涉及的是口罩的空气过滤性能。稍有常识的人都会知道，普通的纱布、棉布口罩对PM2.5基本上是没有任何过滤效果的。小颗粒物在这些口罩面前可以长驱直入，这些口罩除了让你感觉好一点之外，没有任何帮助。这些口罩是没有用的，不在我们这里的讨论之列。
那么那些针对PM2.5的口罩的呢?市面上最常见的就是N95口罩。对于这类性能非常好的口罩，商家一般都会把N95作为大大的标志放在口罩包装上。N95口罩是根据美国国家职业安全卫生研究所National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) 的规范，对0.3微米以上粒径的空气污染物，有95%的过滤效率。就是只有百分之5%可以透过过滤纸。
但是口罩还有漏风系数。全脸和半脸的口罩如果想到达其设计的过滤效果，一般需要做RESPIRATOR FIT TESTING, 就是脸部和口罩的边界吻合测试。普通人群我从来没有观察到有人做这样的测试。一般就是商店口罩买一个戴上就行了。所以一般会有漏风现象。取决于口罩和你的脸的吻合度，普通口罩漏风率在20-30%之间。
如果考虑95%的过滤效率，和20%的漏风率。那么普通N95口罩的综合过滤效率就是76%。
下图是学者在上海观测到的一个连续三天雾霾天情况下，每个小时室内浓度和室外浓度的变化情况。之前是雨天，雾霾情况基本没有，第三天出现200微克/立方米以上的重雾霾。在这张图里面，这个房子的密闭性还是比较好的。室内的雾霾随着室外的雾霾升高而升高，但是浓度值比室外要来得低，而且峰值有比较明显的滞后。
根据这个数据我来估算一下一个人一天的暴露情况是怎样的。暴露其实就是曲线下面的面积。
我们按照一个人早上8点出门，9点到达办公室，晚上5点下班，6点到家。路上一半的时间在地铁或者其他封闭交通工具里。早上上班的外出街上的步行时间为30分钟，晚上下班同样街上的步行时间是30分钟来考虑。中午在室外活动30分钟。其他时间或者在办公室，或者在家里。这在大多数人是比较典型的生活方式。
可见，戴口罩和不戴口罩对雾霾暴露总值的影响不大，总暴露值从2887降低到2656，差别只有8%。主要原因是因为大部分的暴露都是室内。居家的总暴露是1542，办公室的暴露是1042，分别占总暴露的53%和36%.
这个计算结果其实和室外的雾霾浓度关系不大，只取决于室内外的浓度差别，和你在室外的时间。即使北京最近这样450微克/立方米的重度污染，结论也是一样的。因为室内PM2.5的浓度总是室外的50-90%之间。
如前文所述，大部分建筑室内雾霾情况比室外好不到哪里去。所以如果室内雾霾环境没有有效改善的情况下，短暂室外出行期间戴口罩意义是不大的。除非你是长时间室外工作的人。这也是很多人觉得雾霾天，即使戴了口罩还是一样会喉咙发痒咳嗽的原因。但是如果你关注家庭环境，将室内雾霾降低到国际标准25微克/立方米，那么室外的这些暴露就变得异常重要了。
总结一下，回到一开始的问题，雾霾天是否需要戴口罩?纱线和棉布口罩是没有什么用的，即使N95的口罩，对你的帮助也是杯水车薪。当然你可以说戴总比不戴要好。对于大部分朝九晚五的工薪族而言，降低雾霾对你健康的危害，最重要的是你家里的室内环境，其次是办公环境，最后才是你在室外是否需要戴口罩的问题。戴口罩可以降低室外的暴露，但是如果室内的雾霾浓度值很高，室外的这点变化就变得相对不重要。雾霾天如果只关心是否出行戴口罩，忘了室内雾霾的话，那么就是舍本取末。好比一个一天一包烟的人，其实他们什么口罩都不需要戴。
如果你觉得雾霾实在可怕，又无力改善室内环境，那么雾霾天在室内也必须坚持戴口罩。无论是办公室还是居家。