挥发性有机物及负氧离子对它的降解作用

挥发性有机物及负氧离子对它的降解作用

在产品的生产过程中，人类物质财富的积累总是以产生对环境有害的挥发性有机物作为代价的。挥发性有机污染物对环境十分不利。它对环境中的水、空气和土壤都有不同程度的污染，同时也严重威胁了人类和其他生物体的健康。其重要来源于各种各样的工业生产过程。

日本学者Hirota等研究了在电子束作用下氯苯、苯、二甲苯及四氯化碳等芳香族和脂肪族挥发性有机物的降解。研究发现，在电子束作用下产生的负氧离子是发生降解反应的关键性活性物质。

一、乙酸丁酯(C5H12O2)

乙酸丁酯有麻醉、刺激作用，对人体在7200～1OOOOg/L下对眼的刺激相当强烈，造成视力模糊，少量吸入后就有难以忍受的刺激。使猫吸入4000g /L的蒸气1h，就流涎，对眼睛有持续性刺激，1h后造成轻度的运动失调症。工作场所乙酸丁酯的最高容浓度为200g/L。

德国科学家早在1995年就模拟了大气中臭氧和光化学烟雾的环境，在空气中加入了乙酸丁酯和二甲苯，用电子束对此气体混舍物进行辐射裂解。发现在空气中乙酸丁酯降解成了乙酸(CH3COOH)、一氧化碳(C0)和二氧化碳(CO2)。其中，乙酸是最主要的降解产物，占裂解产物的85%,后经过科学家对此裂解的机理进行探讨发现，负氧离子是裂解过程中最主要的活性物质之一。

二、甲醛(CH20)

目前，甲醛被广泛应用于建筑用内、外墙涂料。成为环境中兴起的又一大污染源。正在威胁着人类的健康。其来源主要有：

①来自于用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。因为甲醛具有较强的黏合性，还具有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能，所以目前生产人造板使用的胶黏剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，从而导致室内空气中甲醛含量超标。

②来自于用人造板制造的家具。特别是一些家具生产厂家为了追求利润，使用不合格的板材;以及制造工艺不规范，使家具成了甲醛的排放站。北京市消费者协会进行过的一项比较试验结果显示：在北京抽取的60套中密度家具样板中，有29套甲醛超过了国家有关标准，不达标率高达48. 23%。

③来自于含有甲醛成分的其他各类装饰材料，比如白乳胶、泡沫塑料、油漆和涂料等。北京市工商局2004年8月发布了建筑装饰材料质量监督抽查结果，并把 56种不合格建材商品全部清出北京市场。水基型胶黏剂中的甲醛超标问题，查处的7种乳胶胶黏剂中的问题全部是游离甲醛超标，其中白乳胶有的胶黏剂标称不含甲醛，而实际甲醛含量超标近5倍。乳胶胶黏剂在装饰装修中广泛用于木器工程和墙面处理方面，特别是封闭在墙面的乳胶中的甲醛很难清除。

④来自于室内装饰纺织品、包括床上用品、墙布、墙纸，化纤地毯、窗帘和布艺家具。在纺织生产中，为了增加抗皱性能、防水性能、防火性能，常加入一些含有甲醛助剂，在使用时会释放出甲醛。2004年7月，国家质检总局抽查了149种床上用品，合格68种，抽样合格率只有45.6%，有的超标的产品中，实测甲醛含量竟是标准限量的近50倍。所以甲醛是一种常见的危害人体健康的有害气体。

甲醛是醛类中分子结构最简单的一种，纯甲醛是容易聚含的可燃性气体。大约在300℃左右就能自燃。一般常用于防腐的福尔马林溶液即是37%甲醛水溶液掺入 9%～13%甲醇后的混合溶液。甲醛能与蛋白质中的氨基结合生成所谓甲酰化蛋白。所以其溶液(福尔马林)广泛地用作杀菌剂。气态甲醛强烈地刺激黏膜。 2005年1月31日，美国健康和公共事业部及公共卫生局发布的致癌物质的报告中，将甲醛列入一类致癌物质。同样，国际癌症研究机构(IARC)已经于2004年将甲醛上升为第一类致癌物质。这个结论是来自10个国家的26位科学家对甲醛现有的致癌证据进行评价后得出的。他们认为，以前的结论——第2A类致癌物质(很可能对人致癌)是基于较少数量的研究，但新近对接触甲醛人员的研究资料已经增加了这方面的证据。专家组认为，有足够的证据可以证明甲醛引起人类的鼻咽癌、鼻腔癌和鼻窦癌，并有证据证明甲醛可引发白血病。甲醛是一种无色有害气体，现代科学研究表明，甲醛对人体健康有负面影响，长期接触可能引起鼻腔、口腔、咽喉、皮肤和消化道癌症。

危害主要表现为：①甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面。当室内空气中的甲醛含量达到 0.1～2.Omg，50%的正常人能闻到气味;达到2.0～5.Omg，眼睛、气管将受到强烈刺激，出现打喷嚏、咳嗽等症状;达到1Omg 以上，呼吸困难;达到50mg以上会引发肺炎等危重疾病，甚至导致死亡。②甲醛还可以引起女性月经紊乱、妊娠综合征，引起新生儿体质降低、染色体异常。甲醛对生殖系统等有危害。据湖北省妇幼保健院提供的资料，该院近2年产前诊断中心检测的胎儿畸形病例，三分之一的病因与室内装修环境污染有关。

科学家发现用电子束辐照甲醛的空气混合物，当电子束的辐射能量达到4kGy的时候，甲醛的浓度由105g/L降到了50g/L，如果把辐射能量加大到 13kGy，甲醛浓度几乎降到O。反应产物几乎都转化成了水(H20)和二氧化碳(C02)。是目前理论上有效消除甲醛的方法之一。其中，负氧离子是反应中的一种重要活性中间体。

人类不断认识世界和改造世界的过程是一个发现规律并应用规律的过程。人们发现大气电离层D层中存在大量的负氧离子，并发现这些负氧离子能够很容易地和在通常情况不能反应的一些物质发生了反应，于是，人们用电子束作为能量，创造了一个人为的辐射环境，得到了在常规条件下不容易得到的反应。实现了多种大气有毒污染物在电子束条件下的降解反应。在这一方面做的比较好的是日本和美国的科学家们，他们在电子束放电的环境下，以负氧离子作为其中一种重要的活性载体。实现了硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、含氯化合物等有毒物质的降解。并在此过程中把有毒的大气污染物变成了能重复利用的化学品及环境友好的可排放化合物。并就此方面的研究作了一些应用项目的开发，完成了有毒污染物向化学肥料等的电子束转化。

然而，人类似乎忘记了一点：在整个大气、水、土壤的有机复合体系中，有许多人们未知的，但是确实在起作用的规律存在着。许多环境有毒污染物被自然地分解、祛除。在河流旁边、茂密的森林中、海边、瀑布周围等存在着比城市浓度大得多的负氧离子。一定浓度的环境有毒污染物在这些地方得到了弱化。这足以说明环境本身对一定范围的小剂量的有毒污