室内空气净化技术概论

室内空气净化技术概论

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摘要

现代人平均有90%的时间生活和工作在室内。随着经济发展和人民生活水平的提高，室内装饰装修日益普及，伴随而来的则是室内环境污染问题越来越突出。世界卫生组织的调查表明：全世界每年因为室内空气污染而死于哮喘病的人数大约有10 万人，其中35%是儿童；在国内，每年因室内空气污染引起死亡的人数已达11.1 万人，每天大约死亡304 人——平均每五分钟死一个人。室

内环境污染已经成为继煤烟污染和光化学污染之后全球第三大空气污染。

随着房屋装修业的发展，室内污染控制问题越来越受到人们的关注，本简述国内目前室内环境污染的主要类型、主要室内污染物的来源、危害，污染特点的基础上；对目前出现的主要室内污染治理技术进行了详细的比较分析，着重说明其各自的特点与利弊。

关键词：室内环境污染、挥发性有机化合物、PM2.5、催化氧化、光催化、低温等离子体1.室内环境污染的类型、污染物来源、危害及污染特点

室内环境污染一般可分为物理污染、化学污染、生物污染、放射性污染、颗粒物污染等五种类型。

物理污染主要指室外交通工具产生的噪音、室内灯光照明不足或过亮、温湿度过高或过低等情况所引起的相关问题；化学污染主要指从装饰、装修材料、化妆用品中释放或排放出的无机和有机污染物；生物污染主要指由于室内不清洁及在湿度较大和通风较差的情况下，产生一些真菌等微生物，此外由于室内一些花卉而导致的花粉过敏也属于生物污染；放射性污染主要来自混凝土中释放出来的氡气及其衰变子体，还有由石材制成品如大理石台面、洁具、地板等释放的γ射线；颗粒物污染是指由室外进入或厨房烹饪过程中产生的颗粒物。

目前，国内最突出的室内污染还是由装饰装修造成的化学污染，其中主要化学污染物有甲醛、苯系物、氨等挥发性有机化合物（VOCs）。

甲醛污染主要来自家庭装修用的刨花板、纤维板、大芯板、胶合板、沙发用海绵、海绵床垫及墙壁、地面的装饰铺设用的粘合剂等。此外，一些化纤地毯、家具、塑料地板、油漆和用脲醛泡沫树脂作为隔热材料的预制板都会释放出甲醛。甲醛还可以来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张等物质。室外空气中也含有甲醛，但很少。甲醛是世界上公认的潜在致癌物，其毒性危害主要表现为神经系统及呼吸系统症状，它刺激眼睛和呼吸道黏膜，最终造成免疫功能异常、肺损伤及神经中枢系统受到影响，如头疼、头晕、咽干、咳嗽等，而且还导致胎儿畸形。

苯系物（苯、甲苯、二甲苯）为无色具有特殊芳香味的液体，是室内常见的挥发性有机物。苯系物来源于装修中使用的胶、漆、涂料和建筑材料的有机溶剂。高浓度苯蒸气可引起急性苯中毒。轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等，并可有轻度黏膜刺激症状。重度中毒可出现视物模糊、震颤、呼吸浅而快、心律不齐、抽搐和昏迷。严重者可出现呼吸和循环衰竭，心室颤动。

氨是一种无色而具有强烈刺激性的气体。室内氨主要来自混凝土的墙体。冬季施工过程中，在混凝土墙体中常使用以尿素和氨水作为主要原料的混凝土防冻剂，房子建成后氨气就从墙体中缓慢释放出来，造成室内氨污染。氨可麻痹呼吸道纤毛和损害黏膜上皮组织，减弱人体对疾病的抵抗力。吸入的氨容易通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏其运氧功能。氨气刺激人的眼睛和气管，造成流泪、咽喉肿痛、呼吸困难等症状。

室内空气颗粒物一般指悬浮在室内空气中的固体或液体微粒，包括来自室外的颗粒物、室内

污染源释放的颗粒物以及室内外共有的颗粒物。按粒径大小可分为TSP(总悬浮颗粒物，即空气动力学直径小于或等于100μm的颗粒)、PMl0(可吸人颗粒物，即空气动力学直径小于或等于10μm的颗粒)和PM2.5(细粒子，即空气动力学直径小于或等于2.5μm的颗粒)，其中PM2.5可直接进人肺泡并沉积，导致与心和肺的功能障碍有关的疾病(如心血管病)，对人体健康构成较大危害。

一般说来，颗粒物的粒径越小，就越易滞留在人体内;滞留的时间越长，所需的清除时间也就越长，越易使毒性物质转移到身体的其他部位，加剧对人体健康的危害即月。目前已知的PM2.5的化学成分包括可溶性成分(无机离子，如N03-、SO42-)、有机成分如多环芳烃(PAHs)等]、微量元素等。对颗粒物的化学组成研究表明，由较细小的颗粒组成的复杂结构集合体比由较大颗粒组成的简单结构集合体比表面积大，所以更容易吸附一些对人体健康有害的重金属和有机物，同时也使这些有毒物质在肺中更容易溶解，其毒性更大。

室内微生物污染主要指有害微生物和致病微生物，其主要来源是人们在室内的活动,使微生物随飞沫与悬浮颗粒物飞扬于空气中。附着于悬浮颗粒物和飞沫上的许多致病微生物在通风不良、光照不足、空气湿度大的环境中，可保持较长的生存时间，很容易引起各种传染性疾病。另外，居民在室内饲养的猫、狗等宠物也会使微生物大量繁殖，很容易滋生真菌和细菌，,容易导致鼻炎、哮喘、湿热、齿槽炎、遗传性过敏皮炎等疾病。

2.室内污染的主要特点

（1）影响范围广。室内环境不同于特定的工矿企业环境，它包括居室环境、办公室环境、交通工具内环境、娱乐场所环境和医院疗养院环境等，故受危害的人群数量大，几乎包括了整个年龄组。

（2）接触时间长。人一生中至少有一半的时间是在室内度过的，一些调查表明，既使浓度很低的污染物，长期作用于人体后，也会影响人体健康。

（3）污染物浓度高。特别是刚刚装修完毕的房屋，从各种装修材料中释放出的污染物浓度均很高，并且在通风换气不充分的条件下污染物不易排放到室外，使得室内污染物浓度很高，严重时室内污染物浓度可超过室外的几十倍之多。

（4）污染物释放周期长。对于从装修材料中释放出来的污染物，有研究表明：尽管在通风充足的条件下甲醛释放的时间也可达十几年之久，而对于放射性污染其发生危害作用的时间可能更长。

3.室内环境污染的主要治理方法及优缺点比较

如前所述，目前室内环境污染的主要特点在于由室内装饰装修材料所造成的化学污染比较严重，因此，目前国内市场上出现的室内污染治理技术主要针对治理化学污染。下面将常见的室内污染治理方法加以介绍，并分析其利弊。

（1）炭吸附法

对于低浓度的VOCs、CO2、SOx和NOx，吸附技术是一种比较有效且简便易行的方法。商业化的吸附剂有粒状活性炭和活性炭纤维两种，它们的吸附原理和工艺流程完全相同。其他的吸附剂，如沸石、分子筛等，也已在工业上得到应用，但因费用较高没有被广泛使用。吸附法：吸附剂所具有的较大的比表面积对废气中所含的VOC 起到吸附作用，此吸附多为物理吸附，过程可逆；吸附达饱和后，用水蒸气脱附，再生的活性炭可循环使用。活性炭吸附法最适合处理浓度为300·10-6～5 000·10-6的VCI 有机废气，此法主要用于吸附回收脂肪和芳香族碳氢化合物、大部分含氯溶剂、常用醇类、部分酮类和酯类等，但能与活性炭发生反应的VOC、会发生聚合反应的VOC 和大分子高沸点的有机物，不宜用该法回收。其优点在于物理去除，安全无害，可去除大多基态污染物；缺点是为了和空气充分接触，需要动力（电源），因此，只能对释放到空气中的气态污染物有效，另外，填料会饱和，需要定期替换。