室内空气污染现状分析与对策思考随着生活水平的提高和生活方式的改变,人们在室内生活的时间越来越长,室内空气质量的优劣直接影响到人们的工作和生活。低劣的空气质量会使人注意力分散,工作效率下降,严重时还会使人产生头痛、恶心、疲劳、皮肤红肿等症状,统称为“病态建筑综合症。”人们急切盼望改善日益恶劣的居室、办公环境,提高生存质量。一、室内空气污染情况分析人们一直认为空气污染严重的是室外。而事实上,办公室、居室、饭店、影剧院、歌舞厅等建筑物的室内环境对人们健康的影响远比室外要大得多。人的一生约有80%的时间是在室内度过的,因此,室内环境质量的好坏直接影响到人体健康。从现实情况看,室内空气质量远劣于室外大气环境。环保工作者提醒人们:室内空气污染程度常常比室外空气污染严重2~3倍,在某些情况下,甚至可达100多倍。在室内可检测出约300多种污染物,68%的人体疾病都与室内空气污染有关。造成室内空气的污染主要来源于以下5个方面:一是人体呼吸、烟气;二是装修材料、日常用品;三是微生物、病毒、细菌;四是厨房油烟;五是空调综合症。这些污染物随着呼吸进入人体内部,长期积累,严重危害着人们的身体健康。1.人体呼吸、烟气研究结果表明,人体在新陈代谢过程中,会产生约500多种化学物质,经呼吸道排出的有149种,人体呼吸散发出的病原菌及多种气味,其中混有多种有毒成分,决不可忽视。人体通过皮肤汗腺排出的体内废物多达171种,例如尿素、氨等。此外,人体皮肤脱落的细胞,大约占空气尘埃的90%。若浓度过高,将形成室内生物污染,影响人体健康,甚至诱发多种疾病。吸烟是室内空气污染的主要来源之一。烟雾成分复杂,有固相和气相之分。经国际癌症研究所专家小组鉴定,并通过动物致癌实验证明,烟草烟气中的“致癌物”多达40多种。吸烟可明显增加心血管疾病的发病机率,是人类健康的“头号杀手”。2.装修材料、日常用品室内装修使用各种涂料、油漆、墙布、胶粘剂、人造板材、大理石地板以及新购买的家具等,都会散发出酚、甲醛、石棉粉尘、放射性物质等,它们可导致人们头疼、失眠、皮炎和过敏等反应,使人体免疫功能下降,因而国际癌症研究所将其列为可疑致癌物质。3.微生物、病毒、细菌微生物及微尘多存在于温暖潮湿及不干净的环境中,随灰尘颗粒一起在空气中飘散,成为过敏源及疾病传播的途径。特别是尘螨,是人体支气管哮喘病的一种过敏源。尘螨喜欢栖息在房间的灰尘中,春秋两季是尘螨生长、繁殖最旺盛时期。4.厨房油烟过去,厨房油烟对室内空气的污染很少被人们重视。据研究表明,城市女性中肺癌患者增多,经医院诊断大部分患者为腺癌,它是一种与吸烟极少有联系的肺癌病例。进一步的调研发现,致癌途径与厨房油烟导致突变性和高温食用油氧化分解的致变物有关。厨房内的另一主要污染源为燃料的燃烧。在通风差的情况下,燃具产生的一氧化碳和氮氧化物的浓度远远超过空气质量标准规定的极限值,这样的浓度必然会造成对人体的危害。5.空调综合症长期在空调环境中工作的人,往往会感到烦闷、乏力、嗜睡、肌肉痛,感冒的发生机率也较高,工作效率和健康明显下降,这些症状统称为“空调综合症”。造成这些不良反应的主要原因是在密闭的空间内停留过久,CO2、CO、可吸入颗粒物、挥发性有机化合物以及一些致病微生物等的逐渐聚集而使污染加重。上述种种原因造成室内空气质量不佳,引起人们出现很多疾病,继而影响了工作效率。二、改善室内空气污染的对策室内空气质量好坏直接影响到人们的生理健康、心理健康和舒适感。为了提高室内空气质量,改善居住、办公条件,增进身心健康,必须对室内空气污染进行整治。1.使用最新空气净化技术对于室内颗粒状污染物,净化方法主要有静电除尘、扩散除尘、筛分除尘等。净化装置主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、荷电式除尘器、湿式除尘器等。从经济的角度考虑首选过滤式除尘器;从高效洁净的角度考虑首选荷电式除尘器。对于室内细菌、病毒的污染,净化方法是低温等离子体净化技术。配套装置是低温等离子体净化装置。对于室内异味、臭气的清除,净化方法是选用0.2~5.6微米的玻璃纤维丝编织成的多功能高效微粒滤芯,这种滤芯滤除颗粒物的效率相当高。对室内空气中的污染物,如苯系物、卤代烷烃、醛、酸、酮等的降解,采用光催化降解法非常有效。例如利用太阳光、卤钨灯、汞灯等作为紫外光源,使用锐态矿型纳米TiO2作为催化剂。2.合理布局及分配室内外的污染源为了减少室外大气污染对室内空气质量的影响,对城区内各污染源进行合理布局是很有必要的。居民生活区等人口密集的地方应安置在远离污染源的地区,同时应将污染源安置在远离居民区的下风口方向,避免居民住宅与工厂混杂的问题。卫生和环保部门应加强对居民生活区和人口密集的地方进行跟踪检测和评价,以提供室内空气质量对人体健康的影响程度。3.加强室内通风换气的次数对于甲醛、室内放射性氡物质等,应加强通风换气次数,尤其是对甲醛的污染治理,其方法有三种:一是使用活性炭或某些绿色植物;二是通风透气;三是使用化学药剂。室内放射性氡的浓度,在通风时其浓度会下降;而一旦不通风,浓度又继续回升,它不会因通风次数频繁而降低氡子体的浓度,惟一的方法是去除放射源。对室内空气质量的要求不仅仅局限于家居,而是所有的室内场所都存在,如宾馆、酒店的房间、餐厅、娱乐场所和商场、影剧院、展览馆等,还有政府部门的办公室、会客室、学校以及其他办公场所。除重视科研与监测、加强队伍建设、制定行业标准、加强立法与宣传外,同时还要加大经费的投入,采用高新技术,研制新的高效率室内污染净化装置,消除室内空气污染,保障人们身体健康,这是十分近切而必要的。随着“以人为本”观念的逐步深入,人们对生存空间的质量越来越关注,对室内环境污染治理也日益重视。我们相信不久的将来,室内环境污染治理的状况一定会有一个较大的改观。
摘要: 目的 了解装修材料销售场所室内空气中有害物质污染状况,为制订防治对策提供依据。方法 检测30家装修材料销售店,分别对其室内空气中甲醛、挥发性有机物(VOCs)进检测。结果 各类装修材料销售店室内空气中甲醛、VOCs浓度均高于室外对照(P<005);甲醛最高值约为室外对照的70倍,VOCs最高值为室外对照的20倍。通风状态甲醛、挥发性有机物低于不通风状态(P<005),尤其是甲醛相差悬殊。面积50m2以下的销售店甲醛、挥发性有机物的超标率高于面积50m2以上的销售店(P<005)。结论 装修材料销售场所室内空气中甲醛、挥发性有机物污染严重,其污染的程度与销售装修材料的类型、店面大小、通风状况等有关。关键词: 装修材料;甲醛;挥发性有机物Investigation on indoor air pollution of ornamental materials marketsYU Zhilin,LI Chunying,DENG Shufang,et of Hygiene,School of Public Health,Nanhua University(Henyang 421001,China)Abstract: Objective To understand the indoor air pollution condition in decorating materials markets,and to offer the corresponding preventive To survey 30 sale stores and detect the concentration of formaldehyde and volatility organic compounds (VOCs) in their indoor In sales stores with different decorating material,the concentration of formaldehyde and VOCs were higher than that of outdoor air (P<),and the tallest values were 70 times and 20 times more than the value of outdoor air, rates above standard of formaldehyde and VOCs in unventilated condition were higher than in ventilated condition (P<),especially formalcehyde differ rate above standard of the area below 50m2 was higher than above 50m2 (P<).Conclusion The indoor air of the ornamental materials markets are badly polluted by formaldehyde and VOCs,and the degree of pollution is correlated to the ornamental material category,the area and ventilation of sale words: decorative material;formaldehyde;volatility organic compounds (VOCs)室内装修材料释放的甲醛、挥发性有机物(VOCs)已成为室内空气不可忽视的污染源〔1,2〕。为了解销售场所的空气污染状况,本文对30家装修材料销售店室内空气质量进行检测。结果报告如下。1 对象与方法11 检测对象 采用单纯随机抽样的方法随机抽取装修材料销售店30家,对30家销售店室内空气质量进行检测,检测项目为甲醛、VOCs(苯、甲苯、二甲苯等)。其中检测人造板材店20家,油漆涂料店6家,其他店包括地毯、避纸、塑料贴面、地板砖店各1家,选择建材店外空气作为对照。12 检测方法 按照公共场所监测规范进行交叉布点和斜线布点的原则,根据销售店面积(x)决定采样点数,x<25m2时采2个点,25m2≤x<50m2时采3个点,x≥50m2时采5个点,采样高度为12~15m。检测时同时记录当日气温、湿度、气流、气压、销售面积,以国家最新颁布的“室内空气质量标准GB/T18883-2002”为参照标准。13 仪器 PPM400甲醛测量仪(英国PPM400-Technology公司)、美国MultiRAE Plus(PGM50)五合一(含VOC)气体监测仪、干湿球温度计、QDF-3型热球式风速仪、氯压计等。14 健康问卷调查 对销售从业人员进行健康问卷调查。问卷调查主要包括从业人员主观感觉,如刺鼻气味、刺眼、流泪等;从业人员呼吸道症状发生率,如咽喉不适,呼吸道发干等。2 结果21 不同类型装修材料销售店室内空气质量状况(表1) 在不同种类装修材料销售店室内空气中甲醛、VOCs均不同程度地高于室外对照(P<005),甲醛最高均值约为室外对照的70倍,VOCs最高值为室外对照的20倍。不同销售店之间甲醛和VOCs差异有统计学意义(P<005),人造板材店甲醛的超标率高于其他2类销售店,油漆涂料店VOCs的超标率高于其他2类销售店。表1 不同种类装修材料销售店室内空气污染状况(略)注:与室外比较,a P<005,b P<00122 通风对板材销售店室内空气质量的影响(表2) 门窗敞开2h后测定为通风,关闭2h后测定为不通风。板材销售店室内空气中甲醛严重超标,最大值超标69倍;通风状态下2项检测指标的平均值和超标率均低于不通风状态(P<005),尤其是甲醛相差悬殊。表2 不同通风条件下板材销售店内空气质量状况(略)注:与不通风状态下比较,P<00523 店面大小对板材销售店空气质量的影响 按面积大小将板材销售店分为3类,面积<25m2的销售店室内空气中质量甲醛和VOCs的超标率分别为692%和484%,面积25~49m2的销售店其2项指标的超标率分别为619%和386%,2类店间2项指标差异均无统计学意义;而面积>50m2的销售店中甲醛和VOCs的超标率为343%和113%,均低于面积50m2以下店(P<005)。24 销售人员健康调查状况 调查板材销售店销售员67人,大多出现咳嗽、打喷嚏、感觉咽喉疼、呼吸道发干、头痛乏力等呼吸道症状,发生率为9403%;记忆迟钝、精力难以集中、头晕、头痛、疲劳等综合征的发生率为4328%。3 讨论各种装修人造板材、新式家具、墙面、地面的装修辅助设备中均使用以甲醛为主要成分的脲醛树脂作为粘合剂,可不断地向环境中释放甲醛〔3,4〕。VOCs主要来自于油漆、含水涂料和各种粘合剂、稀释剂、人造板、壁纸、地毯等〔4〕。本次调查显示,人造板材店甲醛的超标率高于油漆涂料店和其他店,油漆涂料店VOCs的超标率高于人造板材店和其他店,均高于室外对照,甲醛最高值为室外对照的70倍,VOCs最高值为室外对照的20倍;销售场所室内均可闻到刺鼻、刺眼的刺激性异味,其从业人员大多出现咳嗽、打喷嚏、感觉咽喉疼、呼吸道发干等症状,部分人员出现记忆迟钝、精力难以集中、头晕、头痛、疲劳等症状,说明装修材料销售场所室内空气中甲醛、挥发性有机物污染严重,并对劳动者健康产生不同程度的影响。因此,加强建材销售场所室内空气质量监测,对保护劳动者健康和改善居室空气质量具有重要意义。为了彻底改善建材销售场所室内空气的质量和保证居室空气少受装修材料的污染,有关部门应加强对生产厂家的监督与监测,定期公布检测结果,对经营劣质装饰材料的生产商、销售商严厉查处。加大对绿色建材的研究开发〔5,6〕,强制执行装饰材料的环保标准。另外,应加强职业健康教育,提高销售人员的健康销售意识和自我保护意识,自觉采购符合卫生要求的产品,并加强店面开窗通风换气,尽量降低摆材密度,防止有害物质高浓度聚集。本次调查结果显示,通风状态下甲醛、挥发性有机物低于不通风状态,面积50m2以下的销售店甲醛、挥发性有机物的超标率高于50m2以上的销售店,说明加强店面通风,增加销售店的面积、降低摆材密度改善销售场所的空气质量。参考文献〔1〕 Maria P,Baya,Evangelos B,et organic compounds in the air of 25 Greek homes〔J〕.Indoor Built Environ,2004,13:53-61.〔2〕 童智敏,赵进顺,叶明宪,等.居室空气中挥发性化学物的遗传毒性研究〔J〕.中国公共卫生,2004,20(5):575-576.〔3〕 李延红,薄萍,朱颖俐,等.装饰材料对居室空气污染的调查〔J〕.中国公共卫生,1999,9(8):751-752.〔4〕 杨旭,曾庆详,包克光,等.建筑及装修材料卫生学评价系列综述之二:建筑材料释放的室内有机污染物〔J〕.中国卫生工程学杂志,1996,5(1):4-13.〔5〕 程海丽,姜德民,高振林.开发绿色建材-改善室内空气质量〔J〕.建筑技术开发,2002,9(5):51-53.〔6〕 杨静.建筑材料与人居环境〔M〕.北京:清华大学出版社,2001:85-86.
室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.
甲醛是室内空气主要污染物之一。是一种无色的刺激性气体,沸点为 ℃,易于挥发,常温下易溶于水。主要来源于各种人造板材,贴墙布、涂料等各种装饰材料以及吸烟等产生的烟雾等。甲醛对人体健康的危害极大,室内空气甲醛含量大于 mg/m3就会对呼吸系统产生危害,高浓度甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏都有危害,在我国有毒化学品名单上甲醛居第二位,且被世界卫生组织(WHO)确定为可疑致畸、致癌物质[1]。《居室空气中甲醛卫生标准》(GB/T16127—1995)规定居室内甲醛量要小于 mg/m3,但一般住宅装修后甲醛浓度平均为 mg/m3,最高可达 mg/m3,严重超出标准[2]。目前采用多种技术方法降低建材中的游离甲醛,虽取得一定成效,但由于技术与经济的限制,室内甲醛污染仍然十分严重。因此,对室内甲醛污染的控制与治理非常重要。1. 合理控制室内环境由于甲醛的释放是一个长期的过程,日本横滨国立大学研究表明,室内甲醛的释放期一般为3~15年,且其与室内的温度、相对湿度、室内换气数、室内建材等有关,合理控制室内环境可降低甲醛浓度。 室内通风室内通风是清除甲醛行之有效的办法,可选用空气换气装置或自然通风,这样有利于室内材料中甲醛的散发和排放。Zhang等[3]研究发现,MV(Mixing Ventilation)比DV(Displacement Ventilation)可以更好的保持室内空气质量。室内通风要注意根据季节、天气的差异和室内人数的多少来确定换气频度,通常在春、夏、秋季都应留适当的通风口,冬季每天至少开窗换气30 min以上,但其只用于污染较轻的场合。 控制室内温度、湿度经研究发现,甲醛的释放随着湿度的增大而增加,随温度升高而增大[4]。温度由30℃降到25 ℃可降低甲醛50%,相对湿度由70%降到30%时甲醛量降低40%,温度和湿度效应降低室内甲醛量主要是靠降低污染源的扩散[5]。要使室内材料中的甲醛尽快释放,就应增加其温湿度,因此一般在刚刚装修的房中采取烘烤的方法或在室内摆放一盆清水可使甲醛加快释放。要控制室内甲醛浓度就要降低其温湿度。 植物净化美国国家空间技术实验室(National Spacetechnology Laboratory)的有关实验[6]证明,银苞芋、吊兰、芦荟、仙人球、虎尾花、扶郎花等室内观赏叶植物对甲醛有较好的吸收效果。因此,在室内放置上述植物既美化环境又起到净化空气的作用。仅仅调节室内环境虽能降低室内甲醛浓度,但还不能达到理想结果,尤其在甲醛释放初期,需要采用空气净化技术。2. 室内甲醛污染治理技术目前,国内外采取多种方法治理室内甲醛污染,且现在已有一些产品问世。治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有:物理吸附技术、催化技术、化学中和技术、空气负离子技术、臭氧氧化技术、常温催化氧化技术、生物技术、材料封闭技术等。 物理吸附技术物理吸附主要利用某些有吸附能力的物质吸附有害物质而达到去除有害污染的目的。主要是各种空气净化器。常用的吸附剂为颗粒活性炭,活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、硅胶等。Sonia Aguado等[7]研究发现,沸石膜对室内甲醛、苯等污染物有较好去除效果。活性炭纤维是吸附剂中最引人注目的碳质吸附剂。蔡健等[8]研究发现,适当条件下用H2O2对ACF改性可提高对甲醛的吸附性能。荣海琴[9]等对经改性处理的聚丙烯腈(PAN)基活性炭纤维(ACF)对甲醛吸附性能进行初步研究发现,PAN-ACFs浸渍处理及后续热处理后的样品对甲醛的吸附量明显高于未处理样品对甲醛的吸附量。对物理吸附技术改进主要是寻找比表面积大且具有更快的吸脱附速率的吸附剂,还有与其他技术相结合使用等。Sawada等[10]在装有活性炭的花盆中栽培具有甲醛净化性能的植物,其对甲醛去除效果比单纯的活性炭吸附要好。物理吸附还可用于建材,Kazunori等[11]研发的一种可生物降解的木炭板,在2 h内可把20×10-6的甲醛全部吸收,且木炭板废弃后可被生物降解。物理吸附富集能力强,且不会产生二次污染物,简单易推广,对低浓度有害气体较有效。但物理吸附的吸附速率慢,对新装修几个月的室内的甲醛的去除不明显,且会对环境产生二次污染,还有吸附剂需要定时更换。 催化技术催化技术以催化为主,结合超微过滤,从而保证在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质,由单纯的物理吸附转变为化学吸附,不产生二次污染。目前市场上的有害气体吸附器和家具吸附宝都属于这类产品。纳米光催化技术是近几年发展起来的一项空气净化技术,它主要是利用二氧化钛的光催化性能氧化甲醛,生成二氧化碳和水。该技术在紫外光照射下用于治理空气污染越来越受到重视,成为空气污染治理技术的研究热点。为提高其对甲醛的降解速率,展开了一系列对其反应影响因素的研究。对二氧化钛光催化降解甲醛反应动力学的研究说明,甲醛光催化降解反应遵循一级反应动力学规律,反应速率由反应物浓度控制,光催化反应由表面化学反应控制[12]。甲醛浓度在10 mg/m3以下时,可被TiO2在紫外光条件下光催化完全降解为CO2和H2O,在较高浓度时被氧化成甲酸[13]。Stevens等[4]实验表明,在紫外光条件下,纳米TiO2光催化反应器对低浓度甲醛去除率为100%,但用太阳光照射时,净化效率仅为35%。钱昱等[14]对纳米二氧化钛光催化降解空气中甲醛的研究发现:TiO2 负载在无纺布和镍网上时比负载在玻纤布上效果好;加入适量活性炭能明显提高甲醛光催化降解速率;水玻璃作为粘结剂时能有效提高甲醛光催化降解速率。此外,许多学者不断研发新方法,在硼硅酸盐玻璃表面涂上一层Sol-Gel TiO2薄膜对室内甲醛有良好的去除效果,在 mW/cm2的UVA照射下最大反映速率常数为 min-1[15]。刘凡新等[16]通过Sol-Gel工艺在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得均匀透明的掺铈纳米TiO2薄膜,发现其在近紫外光处的吸光度有明显提高,对甲醛有极高的光催化降解速率。杨阳等[17]利用纳米TiO2制备出一种完全不含有机物的水性涂料,涂敷在内墙上可长时间有效分解有害气体。在实际应用中可见光比紫外光易得,将具有可见光活性的Fe-TiO2光催化剂与耐光催化氧化的硅酸钾基料进行复配,可得到能够有效而持久地在普通日光灯环境下降解甲醛的复合建筑涂料[18]。催化技术可以与物理吸附技术或其他技术结合运用,效果更佳。催化技术与物理吸附技术相结合,可利用物理吸附技术为催化技术提供高浓度反应环境,催化技术降解甲醛使吸附剂得到再生。纳米TiO2光催化剂与一些气体吸附剂(沸石、活性炭、SiO2等)相结合在弱紫外光激发下就可以有效降解低浓度有害气体。侯一宁等[19]对二氧化钛-活性炭纤维混合材料对室内甲醛污染的净化进行的研究发现,TiO2-ACF混合材料比单纯使用TiO2或ACF效果要好,且TiO2与ACF质量比为1:时混合材料去除甲醛效果最好。Fumihide等[20]把光催化技术与使用活性炭进行连续吸附、脱附的技术相结合,发明一种改进的光催化反应器,可在10 min内使10 m3密闭室内小于1 mg/m3的低浓度甲醛降解到WHO标准( mg/m3)以下,在90 min内可使甲醛浓度降为零。稀土激活空气净化材料综合了化学吸附、物理吸附、光催化等多元催化技术,对甲醛达到持久净化[21]。张增风等[22]对低温等离子体—催化脱除室内甲醛的研究发现,在室温、常压、介质阻挡放电情况下,电压增高,等离子体技术的甲醛脱除率增加,填充较大比表面积介质小球能有利于甲醛脱除,二氧化钛在等离子体气氛下可以产生催化活性。催化技术与其他技术结合运用可互补缺点,达到更好的净化效果。催化技术具有反应条件温和、能耗低、二次污染少、可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点,一般室内甲醛的浓度较低,在居室、玻璃、陶瓷等建材表面涂敷TiO2薄膜或安放TiO2空气净化设备可有效降解甲醛。但其需要纳米TiO2和紫外光照射,存在经济和技术的局限性,还未进入大面积使用推广阶段。 化学中和技术化学中和技术一般采用络合技术,破坏甲醛、苯等有害气体的分子结构,中和空气中的有害气体,进而逐步消除。目前,专家研制出了各种除味剂和甲醛捕捉剂,属于该技术类产品。该技术最好结合装修工程使用,可以有效降低人造板中的游离甲醛。 空气负离子技术其主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料,加入到墙体材料中,在与空气接触中,电离空气及空气中的水分,产生负离子;可发生极化,并向外放电,起到净化室内空气的作用。市场中销售的“绿诺空气离子宝”属于这种产品。金宗哲等[23]研究表明,稀土激活电气石可净化甲醛95%以上,其把负离子技术和物理吸附、化学吸附技术集于一身。负离子技术也可应用到建材上,如负离子涂料,其能够持续释放的负离子与室内污染源持续释放的有害气体(正离子)不断中和、降解,可长期起到去除甲醛的作用。冯艳文等[24]应用天然矿物的改性活化技术和纳米稀土激活技术研制的健康环保型建筑内墙涂料,不仅具有较为优越的常规性能,还集无污染、抗菌、防霉、辐射远红外线、释放负离子等对人体健康有益的功能于一身。该涂料只需在可见光激发下便可产生大量的负离子,使室内负离子数增加200~400 个/cm3。[1][2][3][4][5]推荐阅读不可思议!9平米豪宅带卫生间和书房!这个小房子叫梦之家,坐落在 Se..精致的移动流水小品精绝神妙的中国古代建筑 网友30多平米浪漫小复式 什么样的房子最抗震,房屋结构与抗.. 世界十大不可思议景观 灾区重建,你有什么好建议? 世界上最绿色最环保的车 臭氧氧化法臭氧与极性有机化合物如甲醛反应,导致不饱和的有机分子破裂,使臭氧分子结合在有机分子的双键上,生成臭氧化物,从而达到分解甲醛分子的目的。汪耀珠等[25]通过测量低浓度臭氧对甲醛气体的净化率(有紫外灯照射)发现,臭氧浓度~ mg/m3,甲醛浓度~ mg/m3,5 min后检测,臭氧对甲醛净化效率为。臭氧发生装置具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力,但臭氧法净化甲醛效率低,同时臭氧易分解,不稳定,可能会产生二次污染物,同时臭氧本身也是一种空气污染物,国家也有相应的限量标准,如果发生量控制不好,会适得其反。 常温催化氧化法又称为冷触媒法,主要是利用一些贵金属特殊的催化氧化性能,使室内污染物变成为CO2和H2O。一般载体为ZrO2、CeO、SiO、活性炭、分子筛等,经常采用的贵金属有Pd、Pt、Rh、Ru和Ir。日本近年来对低温催化剂进行了深入的研究,并有一系列的专利问世。Yushika等[26,27]研发的含有锰氧化物组分(MnO2为77 %)的空气净化器,对刚刚装修的住宅中甲醛去除效果良好,在7个多月时间内使新建住宅室内甲醛由×10-6降到×10-6,且没有发现有害的副产品(HCOOH、CO),其还可以加速材料中甲醛释放。 生物技术生物法净化有机废气是微生物以有机物为其生长的碳源和能源而将其氧化、降解为无毒、无害的无机物的方法。李小梅等[28]实验表明,通过筛选、培育的适宜微生物菌种接种挂膜制作的生物膜填料塔对入口浓度小于20 mg/m3的甲醛废气具有较好的净化效果,净化效率达到90%以上,净化操作时,液体喷淋量维持在20 L/h有利于净化。Masaki等[29]研究表明,生物酶对甲醛降解有潜在能力,此方法操作简单、运行成本低,无二次污染而被欧洲广泛使用并已工业化。生物活性温度一般为10~40 ℃,因此室内温度必须维持在特定微生物的活性温度范围内,使其应用受到限制。 材料封闭技术对于各种人造板中的甲醛,专家们研制出了一种封闭材料,称作甲醛封闭剂,用于家具和人造板材内的甲醛气体封闭。目前出现在我国市场上的美嘉保护盾,具有封闭甲醛的作用,可涂刷于未经油漆处理的家具内壁板和人造板,以减少各种人造板中的甲醛释放量。但其治标不治本。3. 结 语随着国家环保法规的日益严格,环境意识的深入人心,室内甲醛污染的控制与治理越来越受到重视。国内外对甲醛污染的空气净化技术已经有较多应用于实际,同时各种新方法新技术也在不断得到研究,其中纳米光催化技术是空气净化技术研究的发展趋势,同时由于每种方法都有自己的优缺点,针对实际情况选用适当的技术,尤其是多种技术相结合利用可对室内甲醛污染进行有效的控制与治理。
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