时间:2023-11-30 11:11:29
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇室内空气污染研究范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1674-9944(2012)11-0113-03
1引言
随着人们生活水平的不断提高,人们对居室、办公室等室内环境的要求越来越高,大量新型装饰材料和时尚豪华的现代家具及生活用品不断进入室内;同时出于节能减排的需要,许多城市建筑物加强了密闭设计和管理,由此导致的室内空气质量下降问题已成为全球人类极为关注的话题。目前大量的研究表明:人们出现头痛、嗓子痛、困倦等多种不良症状,严重者甚至产生的多种疾病,与长期受室内空气污染有着必然的联系。因此,正视室内环境空气污染现状,改善和提高室内环境空气质量,刻不容缓。
2室内空气污染的定义及特征
室内空气污染是指由于室内引起能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳而导致室内空气中毒物质无论是从数量还是从种类上不断增加,由此引起人类的一系列不适症状的现象.[1]。室内空气由于所处的环境独特,具有累积性、多样性、长期性、污染物浓度低毒性大、受气候和社会条件的影响等特征。
3室内空气污染物的来源及其危害
在我国《室内空气质量标准》中将室内空气污染物质按其性质区分为化学性、物理性、生物性和放射性四大类。化学性污染是指因化学物质,如甲醛、苯系物、氨气、TVOC(总挥发性有机物)、氡及其子体和悬浮颗粒物等引起的污染。生物性污染是指因生物污染因子,包括细菌、真菌、花粉、病毒和生物体等引起的污染。物理性污染是指因物理因素,如电磁辐射、噪声、振动以及不适合温度、湿度、风度和照射等引起的污染。
3.1甲醛
甲醛主要来源于胶合板、大芯板、中密度纤维板、刨花板等室内装修材料及家具中的黏合剂。防腐剂的涂料、壁纸、化纤地毯、油漆、化妆品等均不同程度地含有甲醛或可水解为甲醛的化学物质。
[中图分类号]X51[文献标识码]A
目前,国内外的室内空气净化技术大致上可以分为三类[1]:第一类是物理吸附,如活性炭、过滤网、茶叶梗等;第二类是生物法,如利用吸毒草等植物对室内空气的净化作用,这类方法的净化效果不能说没有,因为很多植物本身对室内空气确实有净化作用,但有限的几棵植物对室内空气污染的净化效果不见有明显的作用;第三类是光催化氧化法[2],如光触媒,这类方法也可以称为化学法,即利用化学反应让室内空气中污染物(苯、甲醛、TVOC等)在催化剂表面反应,最终转化为二氧化碳和水,以达到净化室内空气的目的[3]。这类方法在室温条件下就能进行,不需要其他化学辅助剂,反应条件温和,二次污染小,运行成本低,是目前最具发展前景的室内空气净化技术。
1紫外光净化室内空气技术
1.1紫外线波长划分
可见光的短波长方向400 nm以下为紫外光(Ultraviolet radiation简称UV)区域,波长范围10 nm~400 nm。根据国际照明委员会(CIE)和国际电工委员会(IEC)规定,紫外光区域又可分为以下波段:
真空紫外线(Vacuum UV):10 nm~200 nm
短波紫外线(UV-C):200 nm~280 nm
中波紫外线(UV-B):280 nm~315 nm
长波紫外线(UV-A):315 nm~400 nm
1.2紫外线净化机理
根据光子能E=h/λ(h常数,λ光波长)[4],波长越短光子能越高。能量较低的UV-A具有光化学作用,所以也称化学线;UV-A用于有机物的合成、涂料或胶粘剂的UV固化等领域。UV-B对生物的作用效果大,能引起红斑作用及色素沉淀等,所以也称生物线。UV-C是远紫外波段;因为该波段波长短、能量大,其能量足以断开分子中大部分化学键,使分子解析为游离的自由基,甚至原子自由基,同时具有杀菌作用。对固体表面和水中污染物的光处理来说,只有UV-C具有强的作用效果。
1.3紫外光源及其光子能量
高压水银放电管发出的特征紫外线是365 nm,光子能量328 KJ/mol;而低压水银放电管发出的具有代表性的紫外线是253.7 nm及184.9 nm,光子能量分别为472 KJ/mol和647 KJ/mol。利用化学方法净化室内空气中化学污染就是要破坏苯、甲醛、TVOC等分子的结构,形成碳或氢的游离基(C4+、H+),在游离氧(02-)的作用下,最终形成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。下表列出了大多数有机物分子内原子结合方式(化学键)及其结合能(键能)。
依上所述,低压水银放电管发出的184.9 nm的紫外光光子能量647 KJ/mol,除了不能使CC、CN、C=O断裂外,上表中其他的化学键都会断开;而低压水银放电管发出的253.7 nm的紫外光光子能量472 KJ/ mol,除了不能使CC、CN、C=O、O=O、C= C断裂外,基本上其他的化学键都会断裂。
1.4紫外线方式臭氧、活性氧的产生
波长在200 nm以下的紫外光照射,能使O2分解成两个自由的单分子氧,单分子氧与氧气碰撞生成臭氧。
UV(185 nm)+O2O*+O*
O*+O2O3(臭氧)
UV(254 nm)+O3O*+O2
由此可知,只有低压水银放电管发出的184.9nm的紫外光既能断开分子中大部分化学键,使分子解析为游离的自由基,甚至原子自由基,使室内空气中化学污染物分子降解、与氧自由基重组,最终生成CO2和H2O,同时具有杀菌作用。对室内空气、固体表面和水中污染物来说,只有UV-C具有强的作用效果。
1.5光催化剂
所谓光催化剂(也称光触媒)[5],是在光的照射下能改变其他物质的化学反应速率、促进反应进行、且其本身质量和化学性质在反应前后都没有发生改变的物质。
半导体光催化剂大多是n型半导体材料(当前以为TiO2使用最广泛)都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构[7],即在价带(ValenceBand,VB)和导带(Conduc? tion Band,CB)之间存在一个禁带(Forbid? den Band,Band Gap)。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=1 240/Eg(eV)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。
2实验部分
2.2.2实验条件
为使测试评价结果最大限度的模拟未来室内空气污染净化的实际,选用未经任何特殊装饰的自然通风的房间为试验用样板间。分别对室内空气中的甲醛、苯及TVOC进行紫外光催化氧化净化实验。样板房内温度、湿度、污染物本底浓度、实验仪器与设备。
2.2.3实验过程及方法
在该房间内释放一定量的污染物(甲醛、苯及TVOC),封闭门窗后,定时检测房间内空气中污染物的浓度,绘制污染物浓度随时间变化的曲线,以测定该房间在自然状态下污染物被吸附或渗漏情况;试验完毕后,打开门窗,用风扇将房间吹扫干净,备用。
利用统计方法比较使用净化设备前后两条曲线的变化情况,评价利用净化设备治理室内空气中污染的效果。
2.2.4数据分析
在上述测试条件下,10小时内,该净化设备对室内空气中甲醛的最大净化效率为81.6%,平均净化效率为71.4%;对室内空气中苯的最大净化效率为99.18%,平均净化效率为82.83%;对室内空气中TVOC的最大净化效率为98.12%,平均净化效率为91.44%。
2.3利用紫外光净化原理设计制造的室内空气净化器使用条件
实践表明,利用紫外光催化氧化原理设计制造的室内空气净化器对于治理室内空污染具有明显的效果。但是,由于设备功率较大,单位时间内产生臭氧量较大,噪声较大,仅适用于新装修的房间,主要目标是净化由于装饰装修产生的静态污染;对于日常活动产生的动态污染只能经过专业培训的人员操作、采取集中治理,不能随时开启、即时净化。
3结论
3.1在室内使用光触媒(当前以为TiO2使用最广泛),由于缺乏紫外光的照射,不可能起到净化室内空气中污染物的作用。
3.2普通意义上的紫外光,即高压水银放电管发出的紫外光(特征波长365 nm,光子能量328 KJ/mol)不可能起到净化室内空气中污染物的作用。
3.3单纯使用臭氧,基本不能起到净化室内空气中污染物的作用。因为虽然臭氧具有强氧化性,但在空气中污染物分子被破坏前,O3和空气中污染物分子都可以相安无事。
3.4只有将低压水银放电管发出的184.9 nm的紫外光、臭氧、光催化剂三者科学地结合起来,利用184.9 nm的紫外光使室内空气中污染物分子在催化剂存在下迅速分解并与氧自由基重组为水和二氧化碳,才能真正实现净化室内空气的目标。
参考文献
[1]龚圣,黄肖容,隋贤栋.室内空气净化技术[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(4):55-57
[2]梁斌.光催化净化室内空气中甲醛的研究[D].南京理工大学,2004.
[3]王元元,张立志.室内空气净化技术研究与进展[J].暖通空调,2006,36(12):24-28.
[4]苏克曼,潘,张玉兰.波谱解析法[M].华东理工大学出版社,2002,61-67.
Abstract: the indoor air pollutant concentration of high and low and there are important relationship between natural ventilation, and based on this, this paper when natural ventilation of indoor air pollutants concentration change and indoor pollutant concentration of ventilation, and the relationship between the research to make.
Keywords: natural ventilation, air pollutants concentration research
中图分类号: TU993.2文献标识码:A文章编号:
我国的环保部门对空气浓度的质量浓度用单位每立方米的毫克数来表示,使用的方法有质量浓度表示与体积浓度表示法。前者方法可以讲空气污染物浓度的真正数量进行计算,但又与检测空气的温度、压力环境等有着相关性,数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同,实际测量时就需要同时测定气体的温度和大气压力。而在实验中,大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度(ppm),因此需要对单位进行转换,浓度单位ppm与毫克/立方米的换算可以按下式计算:
M——为气体分子量,M=30(甲醛)M=56(异丁烯);ppm——测定的气体体积浓度值;T——温度;Ba——大气压力。注:TVOC气体检测仪检测的气体主要成分为异丁烯。
正是基于以上方法与换算,以下对自然通风时室内空气污染物的浓度变化和室内污染物浓度与通风量之间的关系做出研究。
一,自然通风时室内污染物的浓度变化
通过考察建筑室外风场,在实验期间,实验房的外窗始终为风的进口。因此,在室内简单装修后的第二天进行开门开窗的自然通风实验,通过窗口进风,门口排风,带走室内空气污染物,降低室内污染物浓度,从而了解该种工况下室内污染浓度随通风时间的变化情况,时间是上午9点至11点,大气压力是99.40hpa×10,空气环境条件读数中,室外甲醛浓度:0.06ppm(0.070毫克/每立方米),室外TVOC浓度:192ppb(434.7微克/每立方米)。自然通风时,室内污染物浓度变化实验结果如下:
从上可知,在自然通风时室内通风量是变化的,有时比较大,有时比较小,在测试的这段时间里,最大通风量是0.796,最小是0.092,在通风量较小或室外温度较大时,室内甲醛、TVOC的散发力度会加大,造成室内污染物浓度的上升。
二,室内污染物浓度与通风量的研究
自然通风时,室内通风时间与TVOC的变化如下图所示:
通过对同一地点不同时间的通风量与室内污染物浓度的研究可知:在基本控制住室内通风量的情况下,理论上来说,室内甲醛浓度应该稳步下降,但从实验结果来看,它的浓度变化仍然存在波动,而此时它的波动主要受到室内外温湿度的影响,随着通风量的增大,甲醛浓度的改变量也增大,试验中的多种测试时间在通风120分钟以后都没有达到标准值,这是受当时天气状况的影响及新建建筑室内湿度过大引起的。此外,在基本控制住室内通风量的情况下,随着室内通风量的增大,TVOC浓度改变量增大。
此次实验受天气影响比较大,由于出现几次多云天气,室内外湿度都较大,因此室内污染物散发较大。另外,由于是新建建筑,室外环境比较恶劣,室外的污染物浓度水平偏高,使实验结果整体偏高。但通过分析实验结果,可以看出,通风条件下,室内空气质量受室外空气质量的影响显著,室内温湿度、气流速度及室内污染物浓度都与室外空气质量有着很大的关系。一般说来,通风量越大,影响室内空气质量的各参数值就越接近室外,而通风量越小,影响越不明显,对于室内污染物而言,通风量过小还会引起室内污染源散发力度加大,造成室内污染物浓度在通风条件下会增大的假象,其实通过调节机械通风风量几个工况下的实验可以看出,在保证通风量的情况下,通风能有效排除室内空气污染,降低室内污染浓度,改善室内空气质量。
中图分类号:TU834文献标识码:A文章编号:
Abstract: Indoor formaldehyde pollution caused by the interior decoration has become the key issue of indoor air pollution over the years in China. More and more efforts have been made to control the indoor formaldehyde pollution. The source and harm of indoor formaldehyde and its pollution situation were briefly introduced; the recent development of indoor formaldehyde pollution control technology, especially the formaldehyde purification technology, was reviewed. Among the popular purification technologies, the room temperature catalytic oxidation and non-thermal plasma catalysis have attracted most interest and regarded as the most promising technologies.
Keywords: indoor formaldehyde; indoor air pollution; air purification; room temperature catalytic oxidation; non-thermal plasma catalysis
近些年来,随着人们生活水平的提高,室内装饰装修渐成风尚,但由此造成的室内空气污染也日益严重。甲醛作为一种最常见、最主要的室内空气污染物,日益引起人们的重视。室内甲醛主要来源于各类建材、家具的释放,包括人造板材、绝缘材料、涂料、建筑装饰材料等,其释放期可达3C15年[1,2]。
甲醛对人体具有严重危害,主要表现在[3]:(1)造成呼吸道刺激、眼睛刺激、皮肤过敏和变应性哮喘等;(2)损害造血功能;(3)损害女性生殖系统;(4)具有基因毒性,可造成外周血细胞和淋巴细胞DNA和染色体畸变的概率增加;(5)具有致癌性,国际癌症研究机构(IARC)已将甲醛归类为可造成鼻咽癌的人类致癌物,长期暴露还可能导致白血病,对儿童和孕妇等敏感人群而言尤其如此。
1 我国室内甲醛污染现状
在我国,作为室内甲醛最主要来源的装修装饰材料、家具产品质量参差不齐,导致装修引起的室内甲醛污染状况相当严重。徐江岑等[4]对安徽某市9套不同类型居民住宅的室内甲醛检测结果表明,甲醛浓度最高超标6.5倍,样本合格率仅30.8%。陈凤娜等[5]对深圳74套精装修住宅的室内空气质量进行了现场测试和长期监测,结果发现甲醛超标率高于60%,且以儿童房和卧室的甲醛超标情况最为严重。李惠敏等[6]对洛阳城区77户居民住宅的室内甲醛浓度进行了检测,结果发现甲醛污染情况更加严重:装修后2个月内的新房,甲醛超标率高达93.75%;甚至装修后一年,仍有36.05%的住宅甲醛浓度超标。
2 室内甲醛污染控制技术
由于室内甲醛主要来自室内装饰装修材料,释放期漫长,因此为了将甲醛的危害降至最低,需要对其进行全过程控制。
2.1 污染源控制
确定合理、环保的装修方案,避免过度装修;选用高质量的环保型装修装饰材料,避免使用过多的人造板材家具;装修过程中严格按照规范的施工流程进行作业。
2.2 房间充分通风换气
装修完毕的住房应加强自然通风或强制通风,可辅以升温、加湿的方法加快甲醛释放,在通风换气一段时间后再行入住。
2.3 采用甲醛净化技术
消除污染源是最根本的控制手段,但受限于市售装修装饰材料的质量以及技术条件,目前还不能实现从根源上完全消除甲醛污染。室内通风换气简单、经济,然而在现代生活方式下,通风量有限;且由于室外大气污染(如灰霾、氮氧化物等)形势严峻,采用通风换气对降低室内污染的积极意义有限。因此就需要采用后期甲醛净化技术,本文所述控制技术即主要针对于此。
目前在国内外得到广泛研究的室内甲醛净化技术主要包括吸附法、植物净化法、化学反应法、空气负离子净化技术、光催化技术、室温催化氧化技术以及低温等离子体协同催化技术等。
2.3.1 吸附法
物理吸附法是最常见的空气净化技术之一,广泛应用于各型市售空气净化器。常见的吸附剂包括活性炭、分子筛、竹炭、膨润土、活性氧化铝和硅胶等[2]。吸附法脱除效率高、成本低、易于推广应用;但吸附剂容易脱附,造成甲醛二次释放,且吸附剂达到饱和后需要进行再生或更换。
2.3.2 植物净化法
植物主要通过茎叶吸收、植物代谢与转化以及根际、叶际微生物降解作用净化甲醛,已发现去除甲醛效果较好的植物包括五加科、唇形科、菊科、秋海棠科和蕨类等[7]。植物净化法成本低、无二次污染,且净化空气的同时能够美化室内环境,是一种绿色环保的净化途径[7]。但植物净化法见效慢,受限于植物本身的生长状态,高浓度甲醛还可能导致植物中毒甚至死亡。因此,单一的植物净化法往往难以实现净化甲醛的目的,但它很方便与其他方法联用,不失为一种有效的辅助手段。
2.3.3 化学反应法
化学反应法是根据甲醛的化学性质,选用合适的化学物质(称为甲醛消除剂或消醛剂)与甲醛发生氧化反应、加成反应或络合反应使甲醛分解为CO2和H2O[2]。常见的甲醛消除剂包括氧化剂型、氨基衍生物型和含α-氢化合物型三类[8]。该方法具有吸收牢固、去除效率高等优点,但市场上现有的甲醛清除剂持久性差,需要经常更换,且容易造成二次污染。
2.3.4 空气负离子净化技术
空气负离子是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称,包括O2−、H−、H3O2−、O2−(H2O)n等,利用其强氧化性可以使甲醛发生氧化分解,从而起到净化空气的作用。但空气负离子存在时间较短,需持续生成负离子才可真正发挥其净化作用;而当前市售的负离子发生器普遍作用范围较小,且容易产生臭氧和氮氧化物等副产物,需附加净化处理,由此导致该技术实际操作不便,其推广应用受到很大限制。
2.3.5 光催化技术
光催化氧化分解甲醛技术是以TiO2等n型半导体氧化物为光催化剂,在一定光照条件下,使甲醛在催化剂表面发生氧化反应,最终生成CO2和H2O。但由于TiO2禁带宽为3.2 eV,只能吸收波长小于387.15 nm的紫外光,量子效率较低。为了充分利用太阳光,就需要降低光催化剂的带隙能,使其能够吸收可见光[8]。通常采用的方法包括掺杂金属离子和非金属阴离子、制备复合氧化物光催化剂、利用光敏化作用等[9]。但目前光催化技术大多仍需使用紫外光源,对可见光的利用效率低,运行成本较高,而且还存在催化剂容易失活的问题,由此导致该技术的实际应用尚需一个比较漫长的过程。
2.5.6 室温催化氧化技术
室温催化氧化是利用合适的催化剂,使甲醛在室温下即被完全氧化分解为CO2和H2O。该方法具有脱除效率高、处理完全、相对成本较低等优点,被认为是最有应用前景的净化甲醛的方法之一[8,10]。对于高效稳定的催化剂的研究开发是该项技术的核心,当前见诸报道的以负载型贵金属催化剂为主。中科院贺泓研究组[10]开发出具有室温催化氧化甲醛性能的Pt/TiO2催化剂,以该催化材料为核心的空气净化器现已上市销售,成功得到应用。最近,研究者发现以尿素为沉淀剂,采用沉积-沉淀法制得的Au/CeO2[11]也表现出优异的室温催化氧化性能。
但由于贵金属基催化剂成本较高,且存在容易失活、制备条件苛刻等问题,在一定程度上限制了它的大规模应用。如何在保持催化剂高活性的同时,改进催化剂组成,优化制备工艺,减少贵金属的使用或开发非贵金属催化剂,从而降低催化剂成本,是室温催化氧化技术普及应用的关键。
2.3.7 低温等离子体协同催化技术
低温等离子体协同催化技术是在低温等离子体反应体系中引入适当催化剂,在相对温和的条件下利用低温等离子体和催化剂的协同作用提高甲醛等挥发性有机物(VOC)的降解率、增加CO2选择性,并能大大降低能耗,是一种新兴的VOC脱除技术[12]。Ding等[13]采用介质阻挡放电产生低温等离子体,并将其与Ag/CeO2催化剂相结合用于催化氧化空气中的甲醛,发现甲醛脱除率获得了显著提高。Wan等[14]考察了直流电晕放电等离子体与MnOx/Al2O3催化剂协同脱除空气中低浓度甲醛的过程,发现MnOx/Al2O3催化剂的引入能够显著提高HCHO转化率并减少O3和甲酸等副产物的排放。
低温等离子体协同催化技术能够克服单独低温等离子体技术能耗高、副产物多等缺点,同时又拓宽了催化氧化技术常温净化污染物的适用范围,因此在室内空气净化领域具有良好的应用前景。但该技术尚不成熟,在今后的研究中须结合对反应机理的研究优化反应器设计,开发协同效果更好、寿命更长的催化剂,并需要对该项技术室内应用的安全性进行全面考察。
3 结语
随着人们对居室环境舒适度的要求日益提高,室内空气质量越来越受到人们的重视。甲醛作为主要的室内空气污染物,对其控制需要从源头入手,采用环保型装修方式,加强室内通风换气,并采取适当技术对室内甲醛进行净化处理。在各种室内甲醛净化技术中,尤以室温催化氧化技术和新兴的低温等离子体协同催化技术最引人关注,前者具有脱除效率高、处理完全、简便易用、相对成本较低等优点;后者则具有更宽的适用范围,除脱除甲醛外,还可用于去除乙醛、苯系物等比甲醛更难降解的挥发性有机污染物。对于高效稳定、廉价易得的催化剂的开发是室温催化氧化技术推广应用的关键,而低温等离子体协同催化技术则需要在反应机理研究、反应器优化设计、高效催化剂的开发等方面继续开展工作。
作者简介
张圆圆(1984C),女,河南灵宝人,硕士,讲师,主要从事建筑环境与设备工程教学与科研工作;陕西省西安市子午大道中段39号西安科技大学高新学院建工学院(710109)
参考文献
[1] Salthammer T, Mentese S, Marutzky R. Formaldehyde in the indoor environment [J]. Chemical Reviews, 2010, 110(4): 2536-2572.
[2] 封娜. 室内甲醛污染的危害和防治[J]. 化工技术与开发, 2010, 39(12): 37-40.
[3] Tang X J, Bai Y, Duong A, et al. Formaldehyde in China: Production, consumption, exposure levels, and health effects [J]. Environment International, 2009, 35(8): 1210-1224.
[4] 徐江岑, 王丽萍. 某市室内空气中甲醛污染调查与分析[J]. 环境科学与管理, 2011, 36(1): 43-46.
[5] 陈凤娜, 王圣. 深圳市新装修住宅室内空气质量调研分析[J]. 建筑科学, 2011, 27(10): 36-39.
[6] 李惠敏, 白世选. 装修所致室内空气甲醛污染情况调查[J]. 医学动物防制, 2011, 27(10): 934-935.
[7] 张淑娟, 黄耀棠. 利用植物净化室内甲醛污染的研究进展[J]. 生态环境学报, 2010, 19(12): 3006-3013.
[8] 何运兵,纪红兵,王乐夫. 室内甲醛催化氧化脱除的研究进展[J]. 化工进展, 2007, 26(8): 1104-1109.
[9] Wang S, Ang H M , Tade M O. Volatile organic compounds in indoor environment and photocatalytic oxidation: State of the art [J]. Environment International, 2007, 33(5): 694-705.
[10] 张长斌, 贺泓, 王莲, 等. 负载型贵金属催化剂用于室温催化氧化甲醛和室内空气净化[J]. 科学通报, 2009, 54(3): 278-286.
[11] Chen B B, Shi C, Crocker M, et al. Catalytic removal of formaldehyde at room temperature over supported gold catalysts [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2013, 132-133: 245-255.
中图分类号:X831文献标识码:A文章编号:1674-9944(2013)10-0200-02
1引言
实验室内空气质量是关系实验人员身体健康的重要问题之一,由于汞是一种有毒的重金属元素,能以零价态存在于大气、土壤和天然水体中,且易挥发,能通过呼吸系统、消化系统和皮肤进入人体,汞蒸气经呼吸道进入肺泡后可完全被吸收。由于人类无法通过自身的代谢将其排出体外,通过食物和其他途径累积的微量汞进入血液送至全身后,可通过血脑屏障造成脑损害。微量汞积累还将直接引起心脏、甲状腺、肝、肾等发生病变,甚至导致神经系统紊乱及慢性汞中毒。汞中毒的病象为口腔炎、齿龈炎、神经过敏、头疼、发抖、腹泻、作呕和贫血等。一般来说,靠近汞污染源和汞矿地区的大气中汞的含量较高,因此从局部环境污染意义上讲,人为汞污染具有相当的危害性。特别是汞污染的持久性、生物积累性和生物扩大性,使得汞对环境和人体健康具有很大影响。因此,了解和认识汞在实验室室内空气中的含量,提出防治实验室内汞污染的措施具有重要意义。2空气中汞污染的现状
据美国城市大气环境分析报告,2001年8月在离纽约距离为150km的Kastkillsky山脉Montisello小镇进行的空气中背景汞浓度值监测结果表明,其汞含量的水平小于1ng/m3。纽约布鲁克林、曼哈顿市区大气中汞含量大部分测量结果在1~3ng/m3,局部地区高达4~6ng/m3。进行区域监测时通过定位局部汞区域,这些区域分布于生活垃圾存放地(汞含量为12~14ng/m3),工业垃圾场(汞含量10~30ng/m3)。用于存放建筑废物和金属垃圾的容器(汞含量为80~100ng/m3),路面排水沟(汞含量为200ng/m3),地铁站台(汞含量为6~10ng/m3),地铁车厢内(汞含量为8~30ng/m3),居民小区内(汞含量为10~35ng/m3)。
公共场所内空气汞含量检测情况如下:超市和小食品商店为3~12ng/m3,工业商品商店为4~30ng/m3(最高可达80ng/m3)药店为20~40ng/m3(最高可达140ng/m3),宗教仪式专用店为80~800ng/m3(最高可达1650ng/m3),办公室为4~16ng/m3,医院为8~30ng/m3(最高可达1000ng/m3),牙医中心为150~400ng/m3(最高可达16000ng/m3)。
通常公寓内空气中汞含量低于10ng/m3,有时高达15~20ng/m3。铺地毯的房间内空气中汞含量高达15~35ng/m3,房间进屋的门边地毯上、鞋柜、自行车和婴儿车上高达100~400ng/m3,有时高达800ng/m3。旧房子中的汞含量通常更高。尤其前厅、地窖、底下的空间、旧物堆垛等地方的汞污染更为严重,其平均汞含量为100ng/m3,有时高达3000ng/m3,在这种房间内,尤其是铺了地毯的情况下,空气中汞含量为100~400ng/m3,有时达1000ng/m3。
3环境监测实验室内空气中汞污染的来源
环境监测实验室内空气中汞污染主要来源于采集的样品、含汞试剂的使用和实验产生废液的污染。
3.1样品带来的污染
环境监测实验室涉及的监测领域包括大气、水体、土壤、生物、固体废物等各种环境要素的质量监测,样品在实验室内分析监测过程中不可避免的会对实验室内环境造成污染,特别是样品中污染物含量较大时,影响更为严重。
3.2含汞试剂的使用带来的污染
环境监测实验室由于其涉及的检测领域较多,所用的化学试剂种类较多,据统计,一般情况下,可能在实验过程中使用到以下含汞试剂,常用含汞试剂清单见表1。
3.3实验产生废液带来的污染
上述检测项目产生的废液若存放、处置不当都会带来相当程度的实验室内空气汞污染。
4某实验室室内空气中汞污染的检测结果与讨论
4.1监测结果
为了解实验室内空气中汞污染状况和寻找切实有效的防治对策,采用俄罗斯LUMEX公司生产的RA-915+型汞分析仪,对某实验室内不同监测项目所在的实验房间空气中汞污染状况进行监测,监测结果见表2。
4.2结果讨论
(1)不涉及含汞试剂的实验室内空气中汞含量为30~450ng/m3,而长期使用含汞试剂的实验室内空气中汞含量明显高,汞含量为40~2100ng/m3特别是化学需氧量检测实验室内空气汞含量高达600~2100ng/m3。表明含汞试剂的使用会对实验室内空气造成很大程度的污染。
(2)通过对室内通风前后检测数据的比较,明显看出通风情况直接影响室内空气中汞含量的高低。
(3)从表2中第6、7、8和9组数据中可以看出,检测样品和含汞废液都会对室内空气带来一定程度的污染。
5防治措施
(1)通风换气是排出实验室内空气汇总汞污染的最有效的措施,做实验时,应经常开窗和打开换气扇或开动通风橱换气。
(2)改进检测方法,减少含汞试剂的使用。
(3)加强含汞样品和废液的管理,建议做到尽量保持密封、每天清理,并存贮在通风状况良好的专用房间内。
(4)加大宣传教育力度,提高实验人员的环保意识,通过自身的日常行为减少对环境和人身健康的影响。
参考文献:
1、引言
随着人们对家居生活品味的不断提升,室内空气污染已经成为热门话题,据统计,室内环境污染已经引起35.7%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。我国每年由室内空气污染引起的超额死亡数11.1万人,超额急诊数430万人次,经济损失107亿美元。
2、国、内外室内空气质量标准
2.1 国内室内空气质量相关标准
1996年7月1日我国颁布实施了GB/16146-1995《住房中氡浓度控制标准》和GB/16127-1995《居室空气中甲醛的卫生标准》国家环境保护总局和卫生部制定的GB/18883-2002《室内空气质量标准》于2002年12月18日,2003年3月1日正式实施,为解决室内空气污染提供了法律依据。
2.2 国外室内空气质量相关标准
1960年美国国会通过了《联邦有害物品法》,规定所有家用有害产品都必须带有“警告标签”,美国EPA建立了室内空气污染物的质量标准,规定建筑内总挥发性有机物TVOC应低于200μg/m3,甲醛应低于20μg/m3,苯甲环已烷应低于3μg/m3,总悬浮颗粒物应低于20μg/m3,这些标准都严于美国环境空气质量标准,比任何生产车间空气污染物标准的5%还要低。加拿大、瑞典、西德、英国等国家也制定了相应法律。
3、室内空气质量的研究及进展
装修过程中使用的各种涂料、胶黏剂、防水材料的溶剂和稀释剂、水泥防冻剂、人造板材和石材等材料中含有甲醛、苯各种挥发性有机物、氨、氡等有毒有害物质。人们约有80%时间在室内度过,大气污染经历煤烟型污染、光化学烟雾型污染、室内装修造成室内空气污染危害,已经引起社会各界人士关注及污染环境控制研究工作。
3.1 国内外对室内空气质量的研究
中国从上世纪80年代就开展了有关室内空气质量问题的研究,主要问题因家庭装修引起的室内空气污染研究。消费日报2005年5月24日报道,北京儿童医院调查显示,90%白血病儿童的家庭在半年内装修过。我国每年新增白血病人4万至5万人,发病年龄均在35岁以下,50%是儿童。
3.2 调查研究结果
通过近几年调查研究和检测,室内空气污染来源于大气污染、燃料燃烧、烟草烟雾和烹调油烟等。主要有物理、化学、放射、生物方面污染。专家学者对室内环境污染、室内空气净化技术开展调查研究工作。目前空气净化有6种技术,分别是等离子、静电吸尘、臭氧、紫外线、纳米以及负离子净化空气,针对吸附、膜分离、光催化氧化等离子净化技术进行研究。
4、室内空气污染的防治
装修前要认真咨询室内空气环保专业机构,了解室内空气污染物的来源,装修时要找正规装修队,要认真签订装修合同书。购买材料时,要买正规厂家的有绿色产品质量证的材料。尽量在污染源头控制,避免不了的,要采取污染防治和治理措施。装修后要做室内环境检测报告。室内环境检测不合格的,一定要找室内治理单位进行治理,直到全面治理合格后方可进住。
4.1 合理确定装修方案
同种装修材料中污染物的累加效应很强,特别是房间的地面最好不要大面积的使用同一种材料。要尽量减少房间里大芯板的使用量,尽量采用低甲醛和无甲醛的室内装饰和装修材料,购买复合地板、大芯板时要把甲醛释放量作为主要选择条件之一。
4.2 科学选择施工工艺
除了特殊要求外,一般不要再符合地板下面铺装大芯板。用大芯板制作的柜子和暖气罩,里面一定要用甲醛封闭剂进行封闭,最好不要有的地方。油漆最好选用泊膜较厚、封闭性好的,要让表面装饰的油漆涂料充分固化,形成抑制甲醛散发的稳定层。
4.3 选择环保家具
装修完毕后,要科学地进行家具的选购,应购买环保板材制作的家具。
4.4 选择入住时机
装修完成后,不要急于入住,特别是家中有老人、儿童和过敏体质成员的家庭,一定要根据具体情况选择合适的入住时间。有条件的应该尽量让室内通风一段时间再入住,使室内空气中的污染物尽量释放。
中图分类号:X51
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2010)08-0127-03
1 引言
空气是人类赖以生存的基本要素之一。人类在室内长时间的停留使得室内空气与人的接触量占据了人的一生与空气总接触量的绝大部分。国外资料调查显示,人的一生中有80%~90%的时间在室内度过,这里所指的室内不仅包括我们平时所认为的居室、办公室、教室等室内环境,还包括类似餐厅、宾馆、影剧院等公共场所,以及各种小汽车、公交车、地铁等交通工具。所以室内空气质量的好坏直接影响着人类的健康,室内空气污染问题应该受到绝对的重视。室内空气污染早在20世纪60年代就已经被发现,世界上一些环境保护专家已经把“室内空气污染”列为继“煤烟型污染”和“石油型污染”之后的第三代污染问题,如何改善室内空气质量则成为公众最为关心的问题。
2 改善室内空气质量的途径
室内空气污染物多种多样,主要分为4大类,具体情况见表1。如此种类复杂的污染物不可能通过一种途径进行消除,各种试验和研究数据表明,改善室内空气质量的主要途径有3条:去源、通风和转化。
2.1 去源
现代建筑物多半采用密闭式空调系统,其显著特征为空气交换率低,如果室内存在空气污染源,便会造成空气污染的累积,使得室内空气品质日益恶化,而对人体健康造成不利的影响。改善室内空气质量,去除污染源头是最为根本的治理方法。室内空气污染物除了部分是由室外所扩散进入外,其余大多是由室内污染所产生的,而室内污染源随室内的环境特性有所差异,大体分成下列4种。
2.1.1 室内燃烧行为
室内燃烧行为包括烹饪、取暖、抽烟及烧香拜佛,这些行为产生的室内空气污染有CO、CO2、NO、NO2、悬浮颗粒物和挥发性有机物等。烹调产生的污染物主要有油烟和燃烧烟气两类。在烹调过程中,由于热分解作用产生大量有害物质,目前已经测定出的物质包括醛、酮、烃、芳香族化合物等共计220多种。燃料在燃烧过程中会产生CO、CO2、氮氧化物、SO2、丙烯醛和未完全燃烧的烃类,以及悬浮颗粒物,这些都对人体健康都存在着危害,是癌症的诱发因素。
在室内吸烟,会造成严重的室内空气污染,香烟烟雾的成分极其复杂,目前已经检测出3800多种物质,烟雾在空气中以气态、气溶胶态形式存在,气溶胶态物质的主要成分是焦油及烟碱(尼古丁,每支香烟约产生0.6~3.6mg尼古丁)。焦油中含有大量的致癌物质,相对于吸烟者来说,对被动吸烟者肺功能的伤害更加严重。
2.1.2 室内建材及装潢材料
室内建材如石材可能会释出氡气,而一些木制家具可能会产生甲醛及挥发性有机物。建筑材料自身释放的有害物质主要是氨和氡。氨产生于建筑施工中使用的混凝土外加剂,主要是冬季施工过程中在混凝土中加入的混凝土防冻剂,以及为提高混凝土凝固速度而使用的高碱混凝土膨胀剂和早强剂,其中所含的氨类物质会随着温度、湿度等环境因素的变化而还原成氨气,并从墙体中缓慢释放出来,造成室内空气中氨的浓度超标。研究人员开展的长期接触低浓度氨对人体健康的调查说明室内低浓度氨对长期暴露人群存在健康风险。
释放氡的建筑材料主要包括建筑石材、砖、土壤、泥沙等,同时室外空气、供水、天然气等也是室内氡的主要来源。近年来国内外流行病学研究调查结果表明居室内水平氡浓度暴露与肺癌危险度的关系密切。
室内装修的主要材料是胶合板、刨花板等人造板材,生产这些板材所用的胶黏剂中含有甲醛,其中残留的甲醛会逐渐释放出来,成为室内空气的主要污染物。同时在装修过程中使用的油漆、涂料及其添加剂和稀释剂、胶黏剂、防水剂、溶剂等,都含有苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机物。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,可经呼吸道吸收,是室内空气污染的主要污染物之一,已被世界卫生组织确定为可疑治癌和致畸形物质。它对人体健康的影响很大,包括对眼及呼吸道粘膜的刺激,对免疫系统的影响,对肝脏的损害,对皮肤的影响,对内分泌系统的影响,对神经系统的影响以及致突变和致癌作用。
2.1.3 日常用品
日常用品包括尿素甲醛泡棉绝缘材料、石棉绝缘材料、杀虫剂、喷雾发胶、复印机及空气滤净机等产品的使用,均会产生室内空气污染物,如甲醛、石棉、挥发性有机物及臭氧等 。
曾被广泛用做隔热材料的石棉制品,使用后会产生有害的石棉纤维,其吸入人体呼吸器官中,易沉淀在肺部深处,导致肺癌,故近年已被国家明令禁止使用。杀虫剂是一种化学产品,使用后其中含有致癌物质的挥发性有机物进入到空气中,对人体伤害的影响也不可忽略。计算机、复印机、打印机等现代化的办公设施也会释放污染物质,相信CRT显示器的辐射问题是液晶电脑受欢迎的主要原因之一。国外的实验显示,复印机和静电空气滤净机中的高电压装置,是室内臭氧的主要来源,而臭氧对皮肤的具有一定的危害。
2.1.4 其他因素
其他的因素包括病人呼吸产生的病菌、室内盆栽、植物产生的花粉,宠物产生的毛发及人类新陈代谢活动所产生的CO2等均会影响室内空气品质。室内空气生物性污染因子的来源具有多样性,主要来源于患有呼吸道疾病的病人、动物等。此外,环境生物污染源也包括床褥、地毯中孳生的尘螨,宠物产生的毛发,厨房的餐具以及卫生间的浴缸、面盆和便具等都是细菌和真菌的孳生地。
人体自身会通过呼吸道、皮肤、汗腺、大小便向外界排出大量空气污染物。此外,人体感染的各种致病微生物,如流感病毒、SARS病毒、结核杆菌、链环菌等也会通过咳嗽、打喷嚏等进入室内空气中,进而危害人体健康。
2.2 通风
通风是解决室内空气污染最为经济可行的办法,这种方法简便易行,没有成本,且效果显著。室内空气品质与空气交换率有密切的关系,当通风情况良好时,室内空气污染物会因室外空气的进入而稀释其浓度,但当通风不良时,室内空气污染物会在室内累积而增加其浓度。自能源危机以来,世界各国采用节约能源政策,新盖的高楼大厦多为密闭式建筑,空气交换率低,使得室内空气品质恶化,于是产生了SBS(Sick Building Symptom)问题,对人体的健康造成了不利的影响。
近年来,随着社会经济的高速发展,人民生活水平的提高,人们对办公和居室环境越来越崇尚舒适化和高档化,中央空调的使用是集中表现之一。但中央空调换气率较低,如果居室内有一个人带有病菌,病菌因为密闭性强不但不能排出室外,反而会将随着中央空调系统扩散到整个楼群,造成所有人群的不适。以国内常发生CO中毒为例,由于冬天门窗紧闭,瓦斯漏气或煤的不完全燃烧而释放出CO,造成人们吸入过量CO而缺氧死亡。
2.3 转化
所谓转化就是将污染物通过各种途径,包括化学、物理、生物的方法转化为对人体无害或低害的物质。
2.3.1 过滤、吸附
过滤就是通过所选过滤材料将部分颗粒物、烟雾、灰尘、细菌等污染物截流下来,减少对人体健康的危害程度。其中,滤材的选择是关键,选取那些过滤面积较大,不易老化的材料应用于空气净化领域中使其成为一项更加成熟可靠的技术。吸附法是利用某些有吸附能力的物质吸附空气中有害成分从而达到消除有害污染物的目的。活性炭作为吸附材料已有悠久的历史,硅胶和分子筛吸附技术虽然应用时间不长,也被广泛应用于空气净化,是目前去除室内挥发性有机物最常用的控制技术。但吸附技术只是污染物状态的转化,不能从根本上消除这些污染物。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
2.3.2 催化净化、臭氧净化
2010年8月 绿 色 科 技
第8期
纳米级的二氧化钛,在吸收阳光中的紫外线后,形成活性氧类的超氧化物,破坏病毒所寄居细胞的细胞膜,并捕捉、消除空气中的浮游细菌。此外,纳米级二氧化钛光催化净化还可以去除空气中的氨和甲醛。臭氧净化的原理是以普通空气通过高压电厂,使空气中的氧电离,并迅速合成臭氧。但是,臭氧本身也是一种室内空气的污染物,虽然克服了紫外线及一些常用化学消毒剂的不足之处,但是容易产生二次污染。
2.3.3 负离子净化
空气负离子之所以被人们称之为“长寿素”或“空气维生素”,是因为对人体的健康及生态的作用已经被国内外医学实践所证明,且随着技术水平的提高,空气负离子的作用已被认识得越来越清楚。经现代医学研究证明,空气负离子对人体各系统均有不同程度的修复作用。
(1)中枢神经系统。空气负离子可改善大脑皮质功能,使脑力活动效率提高,改善睡眠。
(2)植物神经系统。空气负离子可影响植物神经系统的应激功能,调整植物神经功能失调。
(3)呼吸系统。空气负离子能促进排痰,畅通呼吸道,改善肺的通气和换气功能。
(4)心血管系统。空气负离子具有降压、减慢心率,改善心肌营养状况的功能。
(5)血液造血系统。空气负离子能减慢红血球沉降速率,延长凝血时间,使周围红血球、白血球数量增加。
(6)免疫系统。空气负离子能活跃网状内皮系统功能,使得血液中丙种球蛋白含量增高,从而提高肌体的免疫力。
(7)其他系统。空气负离子对人身体中的其他系统也有一定的效用,如促进胃液分泌,提高食欲,促进新陈代谢,抑制细菌等作用。
由此可见负离子与人体的各系统即人体的健康密切相连,所以努力创造一个富含负离子的环境,将会对人体健康产生明显的促进作用。
2.3.4 生物净化法、植物净化法
生物法处理大气污染物是一项新兴技术,过滤器中的多孔填料表面覆盖有生物膜,并与膜内的微生物相接触而发生生化反应,从而使空气中的污染物完全绛解为CO2和水。目前生物技术在室内空气净化中大量应用。植物净化空气,阻滞灰土,减弱噪音,给人们带来愉悦感,用植物治理污染已引起世界各国科学家的高度重视。尤其是吊兰,芦荟等绿色植物因为可以吸附甲醛,因而越来越为人们所喜爱。
3 结语
美国环境保护总局指出室内空气污染已经成为诱发肺癌的第二个主要因素,对于不吸烟者则是第一诱因。人体患病超过40%是由于室内空气污染所致。癌症这个名词似乎离我们越来越近,而矛头直指环境污染问题,重中之重则是室内空气品质的下降。因此人们在日常生活中应加以注意,主要有以下4个方面。
(1)用无污染或低污染的材料取代高污染材料。采取集中供热,电取暖和做饭,配备性能可靠的通风系统,可避免燃烧烟气进入室内空气环境。尽量不要在室内吸烟,减少被动吸烟。正确选址或使用透气性差的建筑材料等都是减少室内污染源行之有效的办法。
(2)对于已经存在的室内空气污染源,应采用撤出室内、封闭或隔离等措施,防止散发的污染物进入室内环境。
(3)根据居室、厨房、卫生间的不同污染物选用具有不同功能的空气净化装置,如空气净化器、排油烟机、臭氧消毒器等。
(4)推广使用对人体和周边环境无害的健康型、环保型、安全型绿色建筑材料,积极营造绿色建筑是逐步实现提供舒适又安全的室内环境的原则。
室内空气污染的防治方法已经越来越多,主要的研究方向应该朝向多种净化技术的融合发展,以便取长补短,同时充分利用纳米、生物、等离子等新技术,并且,随着法律法规的健全、人类有关知识的增多及环保意识的增强,我们将拥有一个更为健康、绿色的生活空间。
参考文献:
[1]白志鹏,韩 ,袭著革.室内空气污染与防治[M].天津:南开大学出版社,2005.
[2] 王军玲.国内外室内空气污染研究进展[C].2001室内空气质量国际研讨会论文集,2001.
引言
室内环境包括空气环境、热环境、湿环境、光环境、声环境等多个环境要素,提供健康、舒适的室内环境是现代住宅建设的根本宗旨。从发展趋向来看,室内空气污染引起的健康问题呈日益严重之势,越来越为公众所关注。室内空气质量的研究已成为当前环境科学与工程领域的一个热点。20世纪80年代中期,世界卫生组织(WHO)提出了健康住宅的新概念,这是人们生活质量提高之后对住宅建设的必然要求。在我国住宅建设快速发展、室内装修蓬勃兴起的今天,建筑材料和装修工程对室内空气质量的影响已成为人们关注的焦点问题。
1、室内气体主要污染物状况分析
1.1 甲醛污染因子分析
甲醛(CHCO),是一种无色易溶的刺激性气体,其水溶液“福尔马林”可经消化道吸收,对人体健康有极大危害。当室内空气中含量为0.1mg/m3以上时,就有异味和不适感;0.3 mg/m3以上时可刺激眼睛引起流泪;0.6mg/m3以上时可引起咽喉不适或疼痛,浓度再高时可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸膜、气喘;当浓度高于6.5mg/m3时,甚至可造成肺炎、肺气肿等伤害,有致癌和致畸性。通过调查发现,国内生产的装饰板材中大多使用尿醛树脂做粘合剂,这类胶粘剂的粘结强度较差,但当加入甲醛混合后其粘结强度就大大增强了。在家装时,人造板材中未完全反应掉的甲醛会缓慢的向周围环境中释放,从而造成室内环境长期超标。由于甲醛是强粘结剂和硬度剂,所以被广泛的应用到海绵填充料、涂料、油漆和胶类中,而这类产品又是家装中必不可少的。另外,房间中摆设的家具质量不合格也是导致甲醛超标的主要因素。
1.2 苯污染因子分析
苯(C6H6),为无色至浅黄色透明状液体,具有强烈芳香气味,是室内挥发性有机物的一种。苯于1993年被世间卫生组织(WHO)确定为致癌物。苯的健康效应表现在血液毒性、遗传毒性和致癌性三个方面。流行病学调查表明,当空气中苯含量为1ug/m3时,人体一生患白血病的单位额外危险估计值为6×10-6;相应的,人体一生患白血病的单位额外值为100×10-6、10×10-6和1×10-6所对应的空气中苯含量分别为17 ug/m3、1.7 ug/m3和0.17 ug/m3(WHO)。苯大量存在于各种建筑材料的有机溶剂中,如各种油漆的添加剂和稀释剂,一些防水材料的添加剂中。在日常生活中,苯可用作装饰材料、人造板家具、粘合剂、空气消毒剂和杀虫剂的溶剂。
1.3 甲苯、二甲苯污染因子分析
甲苯(C6H6CH3),为无色透明液体,与苯的气味类似,有毒,有麻醉性,对皮肤有刺激性。二甲苯[C6H4(CH3)2]为无色易挥发透明的液体,有芳香气味,有毒。不同研究表明,可引起眼睛、鼻腔及咽喉刺激的二甲苯含量很高,至少要达到423~2 000ug/m3。空气中二甲苯的最低可感含量范围在0.6~0.16mg/m3,气味域值含量范围在0.87~8.7mg/m3。甲苯、二甲苯因常被作为建筑材料,装饰材料及人造板家具的溶剂和粘合剂,从而造成室内环境污染,新装修的房间中能测出高含量的甲苯和二甲苯。
1.4 TVOC污染因子分析
TVOC对人体健康的主要影响表现在观感效应和超敏感效应,当室内TVOC含量在200~3 000ug/m3时,如果有其他类型的曝露相互作用,则人体可能感到刺激和不适感;当室内TVOC的含量在3 000~25 000ug/m3时,人体感到不舒适;当室内TVOC的含量大于25 000ug/m3时,对人体产生毒性效应。建筑材料、室内装饰材料和生活办公用品以及家用燃料和烟草的不完全燃烧、人体排泄物;室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等是其主要来源。
1.5 氨污染因子分析
氨(NH3)是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体,高温时会分解成氢和氮,有还原作用。在居住环境接触氨,可造成皮肤和呼吸道、眼睛的刺激,有胸膜、咽干、咽痛、味觉、及嗅觉减退、头痛、头昏、厌食、疲劳等感觉。反复低剂量接触,可引起支气管炎,可致皮炎。目前调查发现,室内氨污染主要集中在结构施工中用到含氨的防冻剂的建筑中,测试结果最高值可达0.5mg/m3以上。
2、建材对室内空气污染概述
2.1 室内空气污染物质的来源
根据室内空气污染物质的形成原因和进入室内渠道的不同,室内空气污染来源于两个方面:一是室内本身污染造成的;二是受室外污染的影响。
2.2.1室内污染源
(1)建筑材料:包括砖瓦、水泥、混凝土、石材等建筑材料,人造板材、涂料、油漆、粘合剂等装饰装修材料。
(2)家具和化学品:家具以及清洁剂、除臭剂、杀虫剂、化妆品等家用化学品。
(3)办公用品:复印机、空调、家电等产生的臭氧、电磁辐射等污染。
2.2.2 室外来源
包括工业废气、汽车尾气、光化学作用、植物、环境微生物、房基地以及人为地带入室内的污染物等。室内空气污染物的来源非常广泛,而且一种污染物也可能有多种来源,同一种污染源也可能产生多种污染物质。所以,系统地分析室内空气污染物质的种类和来源,对于准确掌握各种污染物质及其形成原因、更有效地控制室内空气污染是十分必要的。
2.2 室内空气污染的特点
(1)受人为环境影响。室内空气污染是在人为环境中产生的,不是自然现象,受气候和社会条件的影响。社会条件包括社会文明程度、技术经济发展水平、民族风俗习惯等多方面的因素。
(2)影响范围大。室内空气污染不同于特定的工矿企业的环境污染,涉及的人群数量很大,几乎包括了整个年龄组。
(3)接触时间长。人们每天在室内的时间超过全天的80%,长期持续地生活在室内空气污染的环境中,污染物对人体的作用时间很长。
(4)污染物种类多。成百上千种空气污染物同时作用于人体,从固体悬浮粒子到分子状态的污染物,从放射性元素到微生物污染,它们可能发生复杂的抗拮作用或协同作用。
3、结语
室内空气污染的原因很多,但绝大多数是建筑材料和装饰装修材料所产生的.随着生活条件的提高,人们对生活质t的要求也越来越高,对居住条件的要求也越来越高,作为建筑材料及装饰装修材料的生产厂家应抓住这个机会,大力发展绿色建筑材料及装饰装修材料,适应人们的要求。
参考文献:
[1]刘金彩. 室内环境空气质量与建筑装饰材料[J]. 福建建材. 2009(01)
[2]刘守琼. 浅谈室内空气质量污染物的检测与控制[J]. 科技创新导报. 2009(07)
お
1 引言
随着我国经济社会的发展,近年来居室装修亦得到迅速的发展,人们的家居装修越来越追求豪华和美观。大量易挥发出甲醛、苯及其同系物的各种家具、建筑装饰材料进入室内,室内污染物的种类和浓度比以往明显增加,严重影响室内居民的身体健康。
由于青岛地处东部沿海,空气湿度大,势必会加剧家具装修材料内有机污染物的扩散。本研究拟通过青岛市新装修住宅室内空气的检测、分析与评价,揭示青岛市新装修住宅室内空气质量状况,研究结果有助于深入理解室内空气污染物的来源、分布及原因,为防治青岛市室内空气污染,建设“健康”的“人居环境”提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 样点的选择与分布
选择青岛市不同区市具有代表性的新装修住宅05户作为检测对象,其中市南区46户,市北区48户,四方区45户,李沧区户,崂山区51户,城阳区1户,黄岛区18户,即墨市17户,胶州市16户。按住户居室的不同功能分别在卧室、儿童卧室、客厅布点检测。各检测点设在居室的中间位置,避开窗户和门的空气对流位置,离墙壁距离大于0.5m,采样高度为0.8~1.2m。
2.2 监测内容与方法
检测前关闭所有门窗12h,检测的主要目标污染物是甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVO。检测过程中室内无人吸烟且没有炉灶燃料的燃烧。采用GB/T18204.26-2000《公共场所卫生标准检验方法》规定的酚试剂分光光度法测定甲醛浓度;采用气相色谱法测定苯、甲苯和二甲苯的浓度;采用ISO 16017-1规定的热解吸/毛细管气相色谱法测定TVO的浓度。
2. 评价标准和方法
评价标准选择GB/T 1888-2002《室内空气质量标准》规定的污染物的浓度标准。评价方法采用上海医科大学姚志麟教授推行的兼顾最高分指数和平均分指数的指数方法。该方法避免了由于某项指数大大高于平均分指数时而导致评价结果不可靠的可能性,对室内外空气质量的评价都适用┆。该方法的数学表达式为:
式中,I为空气质量指数,i为第i种污染物浓度,Si为第i种污染物的评价标准值,n为污染物个数。室内空气质量等级按综合质量指数可分为5级,由此可判断出室内空气质量的等级,见表1。
表1 室内空气质量等级划分表
综合指数Ⅰ室内空气质量等级等级评语
≤0.49Ⅰ清洁
0.50~0.99Ⅱ未污染
1.00~1.49Ⅲ轻污染
1.50~1.99Ⅳ中污染
≥2.00Ⅴ重污染
青岛市室内空气污染状况分析
为了客观准确的反映出青岛室内空气质量好坏,论文从地域性、季节性和不同功能房个层面对青岛市室内主要污染因子数据进行处理分析,初步得出影响青岛市室内空气质量的主要污染物及分布状况。
.1 不同区、市室内空气污染状况
通过对青岛市不同地区的室内空气监测数据进行统计,得出青岛市不同地区甲醛、苯、TVO的超标率情况,见图1。
图1 青岛市不同地区污染物超标率おお
从图1可以看出,青岛市黄岛、即墨、胶州这些县级市区中种污染物总体超标率要低于青岛市内4区(包括市南区、市北区、四方区和李沧区);而市南区的超标率又低于市北区、四方区、李沧区。这主要是因为即墨、黄岛等县级市区经济相对不发达,住宅装修装饰较简单,所以超标率低于市内4区。市内4区中,市南区经济最发达,人民生活水平高,对于装修的认知水平也比高,能更多的选用符合国家标准的建筑、装修材料,故污染物超标率比其它个市区低。所以,室内空气污染最严重的主要集中在经济相对较发达,室外空气质量较差,环境意识相对较低的一些老城区。除了经济发达情况和人的环境意识以外,室外空气也会影响室内空气质量状况。
.2 不同季节室内空气污染状况
通过对5种污染物的分季节统计,得出青岛市不同季节5种污染物的超标率情况,见表2。
表2 不同季节5种污染物的超标率
时间样本甲醛苯甲苯二甲苯TVO
春样本数/个6760606060
(~5月)超标数/个12254
超标率/%18.0.5.08.56.7
夏样本数/个9982828287
(6~8月)超标数/个664111068
超标率/%66.74.81.412.278.2
秋样本数/个7255555559
(9~11月)超标数/个214027
超标率/%1.91.87.045.8
冬样本数/个6758585860
(12~2月)超标数/个91027
超标率/%1.41.705.245.0
如表2所示,青岛市室内空气污染以甲醛、TVO为主,污染物有明显的季节性特征。例如,夏秋季节甲醛、TVO的超标率均达到55%以上,约高出冬春季的2~5倍。夏季甲醛超标率高达到66.7%,约为冬季甲醛超标率的5倍。而TVO的超标率情况,夏季明显偏大,春秋冬相差不大。甲醛是水溶性的物质,其超标率随四季空气湿度不同而变化明显,同时温度对甲醛的扩散也有重要影响,所以夏季高温高湿时室内空气甲醛污染明显加重┆。TVO则是受温度影响比较大,所以夏季超标率明显偏高。
. 不同功能房室内空气质量状况分析
通过对夏季卧室、客厅和儿童房中5种污染物的超标率进行统计,得到青岛市不同功能房污染物超标情况,见图2。
图2 青岛市夏季不同功能房污染物超标率おお
从图2中可以看出,不同功能房中仍然以甲醛和TVO的超标率最高,可以达到40%~60%。其中甲醛浓度又以儿童房超标最为严重,其次为客厅,最后是卧室。导致这一情况的原因可能有以下几点。
(1)儿童房间更注意保温,密封性更好、空气流动性更差。
(2)儿童房间为适合儿童特殊性更注意墙壁装饰,如使用彩色涂料、粘贴壁纸等污染物含量较高的装饰材料┆。
()儿童房间家具类、服饰类物品较多。
TVO的超标情况以客厅最为严重,像沙发、地毯、木质桌椅等家具主要集中于客厅,其表面油漆涂料、粘合剂等会散发出大量的TVO,导致其含量超标。另外,青岛地区住宅大都是厨房和客厅连在一起,而厨房内烹调等活动可以释放大量的有机物,使得客厅中TVO的浓度要高于其他2种功能房┆。
.4 青岛市与其他城市的比较
通过以上分析可知,青岛市室内空气污染物以甲醛和TVO的超标率最严重,两者的夏季超标率分别为667%和782%,这与沈阳┆、北京┆、上海┆、广州┆调查结果基本一致。与其他4城市相比,青岛市室内空气污染的特点主要体现在,TVO的超标率大于甲醛,其他各城市是甲醛的超标率较高。另外,青岛市甲醛和甲苯的平均浓度分别为0127mg/m和0064mg/m,比沈阳、北京、上海、广州4城市较低。其他四城市分别为:08mg/m和010mg/m,0199mg/m和0189mg/m等。总体而言,青岛市的室内空气质量状况与全国其他大城市并无太大差距,甚至还处于稍好的情况。
.5 青岛市室内空气质量综合评价
鉴于室内污染物的相互作用可能会对室内空气污染产生更强或更弱的作用,且单个因子不能全面的对室内污染状况作出评价,下面采用综合评价法对室内空气质量做简单分析。本研究计算了整个青岛市的5种污染物浓度的平均值,再分别除以各自的标准值得到了各自的无量纲值,计算得到了空气质量综合指数,见表。
表 青岛市室内空气质量综合指数
评价指标甲醛 苯 甲苯 二甲苯 TVO 室内空气质ち孔酆现甘
浓度/(mg/m)0.1270.0190.060.090.861.046
无量纲化1.2700.170.150.4501.48
从表中可以看出,青岛市室内空气质量综合指数为1.046,因此,青岛市新装修住宅室内空气质量总体上属于轻污染状况。另外,通过统计分析发现,在所监测的05户住宅中,夏季甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVO 5种污染物全都符合GB/T 1888-2002《室内空气质量标准》的为9.7%,即使在室内空气质量最好的冬季,5种污染物全都符合卫生标准的也仅占了46.2%。所以,青岛市室内空气质量状况不容忽视。
4 结语
青岛市新装修住宅室内空气质量总体上属于轻污染状况,空气污染以甲醛和总挥发性有机物(TVO)为主,与其他城市相比并无太大差距,甚至还处于稍好的情况。从主要污染物的分布来看,室内空气污染最严重的主要集中在一些老城区,夏秋季污染物的超标率高出冬春季2~5倍,儿童房甲醛污染严重,客厅则以TVO污染为主。鉴于青岛市的室内空气质量状况,提出以下几点建议。
(1)尽量选择夏季装修。青岛夏季高温高湿的气候利于污染物扩散。
(2)条件允许可以配备吸湿器。降低夏季室内空气湿度可以减少甲醛污染。
()儿童房内不宜做过多的墙面装饰和家具的摆放。装修时,最好将厨房和客厅隔开。另外,注意室内通风,尤其在夏季污染物超标率严重时每天应保证一定的通风时间。
お
参考文献:
季增宝,侯娟娟,郑晓靓.装修后居室内空气质量状况调查.环保科技,2009,15(1):46~48.
蔡春丽.装饰材料中危险化合物对室内空气污染的调查.大连:大连理工大学,2008.
陈秋玉.室内空气质量综合评价方法的比较研究.上海:复旦大学,2004.
田园春,孙亚兵,冯景伟,等.南京市居室内SO2、HHO、TVO污染的研究.环境科学学报,2007,27(2):190~191.
王 靖,陈 悫,张一婷.北京市住宅室内空气中TVO 污染现状分析.中国环境管理干部学院学报,2009,19():74~75.
郝俊红.中国四城市住宅室内空气品质调查及控制标准研究.长沙:湖南大学,2004.
苏志锋.室内空气质量及其参数相关研究――以广州市为例.广州:中山大学,2007.
中国室内装饰协会室内环境监测中心,中国标准出版社第二编辑室.室内环境质量及检测标准汇编.北京:中国标准出版社,200.
钟乐璇,张 晋.室内不同条件与甲醛TVO 污染关系分析.环境科学与技术,2007,0(6):42~44.
Monitoring and Assessment on Indoor Air Quality of Newly Decorated Apartments in Qingdao ity
Zhang Yansong,Ma Guofeng,Fu Hongjie,Zhang Yafu,Wang Jing,Lu Yanmei,Zhou Beibei
(ollege of hemistry and environmental engineering,Qingdao University,
摘要:分析了住宅的室内空气品质的现状,并通过对采用双向风机的引入新风,来稀释和减小室内空气污染物浓度的实验测试数据分析,找到了住宅室内空气品质与通风换气量的关系及规律。
关键词:室内空气品质 污染物浓度 双向换气系统 稀释通风
0 引言 居室空气污染据美国环保局的一项调查表明,室内污染物所含化学成份高达500余种,且不少成份具有致癌作用。近几年的研究还发现与室内空气质量有关的病症,如空调病(ACD)、病态建筑物综合症(SBS)、建筑楼综合症(BRI)等,如何改善室内空气品质已成为人们关注的热点问题。
1 住宅室内空气品质的改善措施 随着商品经济和住房私有化的发展,装饰居室已成为一种潮流。但装修、装饰材料已成为室内空气污染来源。有些污染物低浓度多成分,不易被感官觉察而长期接触,危害甚大。因此,这些材料要符合国家现行的控制标准GB 18580~18588-2001、GB 6566-2001和GB50325-2001 [1](见表1-1),以达到保护人体健康,预防和控制室内空气污染的目的。
表1-1 室内装饰装修材料有害物质限量标准 污染物材料