探究室内空气污染及空气净化技术论文_严国雄

探究室内空气污染及空气净化技术论文_严国雄

摘要:室内空气质量对现代人体健康的影响极为密切,如果长期处于污染环境内,会对人体产生不良影响,甚至引发各种疾病。各国政府与环境保护组织都在对室内空气污染与健康问题进行着大量研究工作,室内空气净化技术也随之成为重要迫切的研究内容。

关键词:室内空气污染;空气净化技术

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密闭设计和管理,导致室内空气质量下降问题已成为全球人类极为关注的话题。

一、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,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。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。

二、室内空气主要污染物

2.1物理污染物

物理污染物通常是指各类放射性物质,如噪音、电磁辐射及空调所产生的颗粒物等。

2.2化学污染物

通常来讲,室内空气中的化学物质种类最多,不易分辨。如各类可燃烧物产生的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、甲醛、吸烟产生的有害物质等;烹调油烟中所含的多环芳烃、丙烯醛等;生活型污染,如杀虫剂、洗涤用品、化妆品、防虫剂等;装饰型污染物有甲醛、重金属、苯系物、氯乙烯等。

2.3生物污染物

由于室内环境过于密闭、潮湿等原因,往往会滋生一些诸如尘螨等微小生物,还有一些细菌、真菌、霉菌等。也会因动物皮屑及微小粪便颗粒等生物变态反应原,也会给室内造成生物因素的污染,对人体造成不同程度的过敏反应等问题。

三、室内空气污染对人体健康的危害

世界卫生组织现已将室内空气污染列为对人体健康危害重要因素的第八位,也充分看出室内空气污染对人体健康的危害程度。

(1)甲醛的危害。可诱发白血病等癌症;如室内空气甲醛超标时,则会引发神经衰弱、机体免疫功能下降、慢性呼吸道疾病等。

(2)苯的危害。苯对中枢神经系统有较为强烈的刺激、伤害作用,急性中毒时可引发神志模糊、知觉丧失等。慢性中毒时,则会引发白血病、破坏造血功能;并可导致胎儿出现先天性缺陷等。

(3)甲苯、二甲苯的危害。可对中枢神经系统产生麻痹作用;可造成女性月经异常;引发神经衰弱综合征以及肝肿大等。

(4)氨的危害。氨主要对呼吸系统产生较大的伤害,如咽痛、咳嗽、呼吸窘迫等。如长期吸入可以引发较严重的呼吸系统疾病。

(5)氡的危害。氡可对人体的神经系统、消化系统、生理系统及造血器官造成损伤;也是各种癌症的诱因。

(6)可吸入颗粒物的危害。较粗大的颗粒可逐渐沉积于人体的支气管内;而较细微的颗粒则可沉积于人体的肺叶中,甚至也进入血液循环中,造成心肺功能障碍等。由于颗粒物上还多富集其他污染物或微生物,而引发不同类型的相关疾病。

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(7)微生物的危害。病原性微生物可导致人体出现呼吸道传染疾病,对人体呼吸道免疫功能产生负面影响,还可以造成头痛、胸疼、腹泻等症状。

四、室内空气污染净化技术分析

4.1低温等离子体净化技术

该技术是融合化学及物理学的新技术。其原理在于,等离子体体系内部具有大量的活性基团,且富有较高的能量,该能量可以促使空气中大部分气态有机物中化学键发生断裂,生成一些新的单原子或是分子,从而达到将有害物质转化为无害物质,充分起到降解的作用。但由于低温等离子体净化过程中,会产生较高浓度的臭氧,而臭氧的浓度过高时,也会对人体健康产生一定的负面影响,该项技术仍需做进一步深入研究。

4.2吸附过滤技术

该方法属物理方法,主要是通过机械设备、HEPA超微过滤技术、离子除尘及静电除尘技术等实现对室内空气中微小颗粒物进行吸附过滤,有效降低空气中的颗粒物质。但这几种吸附过滤技术存在一个共同的问题,就是无法对空气中有害气体进行有效控制。而活性炭吸附法,虽然具有较强的吸附能力,稳定性强,可对甲醛、二氧化硫、氨气、氮氧化物等进行有效净化,但由于其对无机气体的吸附能力相对则较差,且对湿度敏感性较强,酯、酮、醛类污染物还会不同程度地阻塞活性炭的气孔,从而吸附功率降低。活性炭内也是细菌等生物污染源易滋生的场所,如果用之不当,反而会影响、降低空气品质。而HEPA虽然为国际公认的高效过滤材料,但由于其成本过高,一直未被广泛推广。

4.3光催化技术

该技术是通过催化氧化技术而研发,通过紫外线照射激发相应的催化剂而产生高能电荷-电子-空穴,将相应的催化剂表面吸附的水分解后,产生氢氧自由基,并将空气中的氧还原为活性离子氧,从而达到将催化剂表面所吸附的污染物进行氧化或是还原成为无害物质。但尽管光催化技术是目前极具发展前景的净化技术之一,且对甲醛、氨气等空气中的污染物降低、去除效率极高,但由于其成本偏高,在现阶段却无法与常规净化技术相竞争。

五、纳米光催化技术应用展望

随着现代科技的飞速发展,TiO2技术的成功研发,这也为室内空气净化技术带来一次质的飞跃。由于纳米TiO2材料本身具有无毒、防腐、抗菌功能,因此可以广泛应用于室内的空气净化中去。

5.1制作成室内装饰用涂料

纳米TiO2材料本身具有极强的氧化还原能力,对空气具有净化除臭等作用,可将其大量应用于室内装饰材料中去。如可纳米TiO2技术的高效杀菌功能,通过氯化法将其融入水性乳胶漆中,则可以制成具有高效抗菌、防霉、无污染的环保、功能型装饰材料。还可以利用其对空气的高强净化作用,大大降低对室内空气净化的投入成本。

5.2制成防污、净化空气的装饰材料

可将纳米TiO2技术用于室内装饰材料的表面涂层中,通过在装饰材料的表面进行纳米TiO2镀层处理,不但其表面不易被污物所附着,还会在阳光中的紫外线的作用下,维持纳米TiO2薄膜表面的亲水特性,使其充分发挥出净化空气、防污、除臭、杀菌的功率,极大提高室内空气质量。

结束语:由于室内空气中的污染物种类多样、特性各异,对净化方法的要求不同,因此,依据室内空气的污染物特性加强不同净化方法的研究是室内净化研究的重要途径。优化组合不同的净化方法以发挥不同方法的优势作用是室内净化研究的重要方向。

参考文献

[1]周纯良,饶俊,李原浩,王珏.室内空气净化产品甲醛净化效果对比研究[J].实用预防医学.2010(08)

[2]唐冬芬,邓高峰,王宏恩,谭小霞,王智超.以活性炭为主的吸附类空气净化技术发展综述[J].洁净与空调技术.2010(03)

[3]王韶呈.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2015.

[4]尹雪云.纳米光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].北京工业大学,2015.

论文作者:严国雄

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第35期

论文发表时间:2018/5/8

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