Да, мужская фамилия склоняется.
Да, склонение этой мужской фамилии обязательно. Женская фамилия не склоняется.
В письменной речи такие предложения нежелательны. Нужно не расставлять в них знаки, а перестроить их. Возможны разные варианты, например:
Существует вещество, которое очищает воздух.
Существует вещество, которое добавляют в воздух, в результате чего он очищается.
Если непременно нужно записать приведенные Вами разговорные фразы без изменений, то лучше перед союзами и поставить вместо запятых тире.