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去除室内空气污染物的几种方法比较
发表时间:2017-01-12 20:30:49 作者:本站编辑 来源: 本站原创

去除室内空气污染物的几种方法比较

 

邓高峰 谭小霞[1]  王智超

(中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院 北京 100013)

摘要:本文从室内空气污染物的来源以及污染物超标可能对人体造成的危害等方面,重点介绍几种去除室内空气污染物的方法,如空气净化器、表面覆盖剂、空气净化剂以及植物等。本文重点比较了这几种方法,介绍了各种去除方法的优缺点,并且通过对这几种去除方法的比较,结合实验数据,为如何合理选择去除室内空气污染物的净化产品提出一些意见和建议。

关键字:空气污染物    去除方法    比较

Comparison of several removal ways of indoor air pollutance

   Deng gaofeng   Tan xiaoxia   Wang zhichao

(Chinese Academy of Building Research Construction Environment and Energy Conservation Research Iinstitute,Beijing,100013,China)

Abstract: This article focus on introducing several removal ways of indoor air pollutance in the fields of the source of indoor air pollutance and the harm to human body due to high concentration and so on, such as air cleaner, covering agent, air cleaning agents and plants. In this article, these methods are compared. Every method has its own advantages and disadvantages. And by means of comparison of them, combined with experimental data, some comments and suggestions for how to choose air purification products reasonably are provided.

Keyword: Air pollutants  Removal method  Comparison

1.引言

现代人生活和工作在室内环境中的时间已达到全天的80%~90[1],因此室内空气质量的好坏直接影响人们的身体健康。有研究显示,室内并不是安全的场所,有时室内污染反而更加严重。随着建筑业的不断发展,以节能为目的的高隔热、高密封住宅的推广和人们对室内豪华装修的日益提高,大大增加了新型建筑、装饰材料的使用,而这些材料确是产生甲醛的主要室内污染源[2]

2.室内空气污染物危害及来源

甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面。氨气可麻痹呼吸道纤毛和损害粘膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力。慢性苯中毒主要是对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用。TVOC对人体的危害包括黏膜发炎、中枢神经系统的改变,头痛、异味、疲倦及怕冷怕热、吹风感,儿童的哮喘和支气管炎等。

根据对我国部分建筑物室内空气污染水平的检测数据,新装修后污染严重的房间,室内空气中甲醛的峰值浓度能达到0.81mg/m3,超过国家标准限值(0. 08mg/m3 ) 10 倍以上,个别甚至高达510mg/m3[3]。美国环保局的统计表明,室内空气污染程度往往是室外的25倍,有时甚至可在100倍以上[4]

    造成室内空气污染的主要原因包括室内装修、人员活动、厨房油烟、现代办公和室外空气污染等[5]。室内空气中主要化学污染物有甲醛、氨、苯和总挥发性有机气体(TVOC)等。

室内甲醛的释放主要来自装修材料如胶合板、细木工材、中密度纤维板和刨花板等木质人造板材,这些人造板材在加工生产中使用的脲醛树脂和酚醛树脂等胶黏剂中含有未参与反应的残留甲醛,其向周围环境释放造成室内空气污染。高碱混凝土膨胀剂和含尿素防冻剂的大量使用是居室内环境氨污染的污染源,氨还可用作混凝防冻剂,提高混凝土的抗冻能力和施工速度;室内空气中的氨也可来自室内装饰材料,如家具外表面的增白剂等,有些木制板材使用的粘合剂中的脲素本身也含有氨。总挥发性有机气体(TVOC)主要来自沸点(或熔点)小于或等于250℃的任何有机化合物,如快干漆、涂料、胶粘剂,地面、墙面装饰材料等。

3.污染物去除方法

3.1通风

通风分为自然通风和强制通风(季节通风),通过引进新风稀释室内污染物浓度的方式降低室内空气污染物浓度。

我们做过这样的现场测试,在一居民楼中,选择其中有新购家具的一间房间,在将其门窗关闭24小时后,测其甲醛浓度达到了0.5mg/m3,超过标准限定值5倍。开窗通风半小时后,再次测试其甲醛浓度,已经降至标准限定值以下,连续测试1个小时,该房间内的甲醛浓度始终低于标准限定值。

但是自然通风会带来一些其他污染,例如在大城市,自然通风时,随室外新风进入室内的颗粒物、飞虫或汽车尾气等,有时还会有噪声污染。强制通风可以有效的引入新风稀释污染物浓度,也不会带来新的污染,但是通风装置一般需要在建筑物设计的时候就考虑进去,并且初装费和运行费用也是一笔不小的开支,目前在我国并不广泛,但是在欧洲等国家已经成为建筑物验收时的标准配置。

3.2空气净化器

空气净化器是指从空气中分离和去除一种或多种污染物的设备,按净化技术可分为静电过滤、活性炭、等离子、负离子和光催化等几种,使用其中一种技术的净化器为单一式净化器,使用两种或两种以上技术的净化器为复合式净化器。

净化器净化效果如何,与净化器内部结构有很大关系,主要有四级净化:滤网为初级过滤,主要过滤粒径比较大的颗粒物;活性炭主要吸附异味,如甲醛、氨和TVOC;电场主要去除空气中的尘埃;负离子发生器可以释放负离子清新空气,去除异味。

在对大量的净化器对甲醛、氨和TVOC的去除效率实验中,我们发现净化器的去除效率差异很大,有的能达到90%以上,有的只有不到30%,使用单一技术的净化器也能达到90%以上,而使用复合技术的净化器有的不到50%。净化器种类繁多,结构大同小异,但其净化效率却相差很大,有的只起排风扇的作用,有的结构虽复杂但净化效果也不一定好,但总的来看净化器对室内空气的净化能起到一定的作用[6]

3.3表面覆盖剂与空气净化剂

    表面覆盖剂与空气净化剂的原理类似,都是通过向木材或者空气中喷涂某种可以消除各种污染物的物质,通过与其反应或将其密封而达到抑制污染物释放的目的。

空气净化材料以粉体、纤维状、薄膜、颗粒或块体等形式存在,可做成各类建筑材料,同时还可以做成具有净化功能的涂料,可净化或抑制各种有害气体,降低室内各种污染物的浓度,增加空气中负离子的浓度等。

1m3的小密封舱中,通过对喷涂过表面覆盖剂和未涂过表面覆盖剂的两块大芯板做比较,经过初次喷涂处理后,12小时内处理过的大芯板释放的甲醛浓度比对照组低了近50%,三个月后再次喷涂该大芯板,继续做同样的对比实验,其释放的甲醛浓度比对照组低了90%以上,说明通过这种手段可以起到一定的甲醛降解作用。

3.4植物

室内绿化可以在心理、生理上一定程度的缓解长期室内工作带来的疲劳[7],我们通常所说的室内植物是指观叶植物,它们一般比较耐荫或喜荫,因此可以适应室内的较弱的光照环境。植物通过其叶片上的气孔和枝条上的皮孔,将大气污染物吸入体内,在体内通过氧化还原过程进行中和而成而成无毒物质(即降解作用),或通过根系排出体外,或积累储存于某一器官内。植物对污染物的这种吸收、降解、积累和排出,实际上起到了对大气污染的净化作用[8]

有数据显示虎尾兰、君子兰、吊兰和橡皮树在低浓度甲醛的情况下,三天吸收甲醛分别为44.2%46.8%27.0%16.7%;七天吸收甲醛分别为64.6%70.1%49.9%20.9%。植物对甲醛的吸收规律与TVOC的情况基本一致[9],说明植物对各种污染物均有不同程度的去除作用,去除能力和污染物种类以及室内污染物的初始浓度有关。

4去除方法比较

上述几种去除室内污染物方法的比较中,我们可以看出,除了传统的通风解决办法以外,无论是净化器还是表面覆盖剂,都是通过物理或者化学的方法,来达到去除污染物的目的。实验证明这些方法都可以起到一定的去除效果,而植物是通过吸收气体污染物,将其转化为自身营养或者转变成无危害的物质释放出去,与前三种净化方法相比,更具有环保性。

现在市场上出现的净化类产品中也有把这几种方式都结合在一起的,就是植物与净化器相结合,看起来是盆栽,但是既有美化环境的功效,又能去除空气中的污染物。通过对这种盆栽做去除污染物实验,我们发现,在一天内其去除TVOC的效率能达到80%以上,连续十天的实验过程中,该盆栽的去除效率一直维持在80%左右,去除效率在十天内趋于稳定。

使用净化器来去除室内污染物时,短时间内就可以将高浓度的污染物净化至标准限定值以下,实验证明净化器对高浓度的污染物去除效果较好,然而不同类型的净化器之间、同一技术的净化器之间都存在着很大的差异,所以在去除室内污染物时,净化器的选型很重要。功能性材料,如涂料,净化剂等可以抑制污染物的释放,使室内污染物浓度下降,同样是较好的去除室内污染物的方法,缺点是大部分需要事先喷涂在原料板材上才能发挥作用,对于已经喷漆的家俱不能使用,有的净化剂在喷涂过程中还会产生二次污染。植物做为一种即可以去除污染物又可以缓解人们视觉疲劳的去除方法,有其本身的优越性,但当室内污染物浓度较高时,会损坏植物叶片,破坏植物的生理机能,导致其死亡,所以只能在较低浓度时采取植物来去除室内污染。

5讨论

改善室内空气的质量,第一是减少污染源;第二是加强通风;第三则是选择合适辅助设备来去除污染物[10]。建议装修房屋时可以事先喷涂表面覆盖剂来抑制有害物质的释放,同时如果经济能力允许,而且室内污染物的浓度又很高时,可以选择购买净化器来去除有害物质;如果室内污染物浓度较低时,可以选择在室内养殖几种去除有害物质能力较好的植物,既有观赏价值,又可以净化空气。

改善室内空气质量,主要控制家具等污染源的释放,寻找无污染的新产品,为人们创造一个较好的生活环境。

参考文献

[1]马良,邓九兰,张文俊等.室内氨气污染的净化试验研究.中国环境监测[J]. 2001, 17(4)63-64

[2]肖翔,戚秀云,章广德.室内甲醛污染和分析.环境科学与管理[J].2006,31 (6)166-167

[3]张前程,张凤宝,张国亮等.室内空气中有机污染物的光催化净化.环境科学与技术[J].2003,263):56-58

[4]龚圣,黄肖容,隋贤栋.室内空气净化技术.环境污染治理技术与设备[J].2004,5 (4)55-57

[5]尹维东,刘来红,乔惠贤等.室内空气污染物的净化.环境污染治理技术与设备[J].2002,32):53-55

[6]邓高峰,谭小霞,唐冬芬等.几种空气净化器的净化效果分析.暖通年会[C].2008

[7]秦俊,傅徽楠,杨林.室内绿化对建筑综合症的缓解作用.福建理学院学报[J].2002, 22(4)308-311

[8]鲁敏,李英杰.部分园林植物对大气污染物吸收净化能力的研究.山东建筑工程学院学报[J].2002, 17(2)46-49

[9]郭秀珠,黄品湖,王月英.几种观叶植物对室内污染物的净化效果研究.环境工程学报[J].2007,1(1):104-106

[10]黄振侬,叶能权,吴邦华等.某型空气净化器除毒效果检测.中国卫生工程学[J].2006, 5(2)76-78



[1] 通讯联系人:谭小霞,联系电话:01064517458Emailtan@ncsa.cn


通讯地址:北京市海淀区清华大学建筑技术科学系旧土木工程馆223室(100084)

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