室内空气净化关键技术研究

室内空气净化关键技术研究

发表时间：2017-11-21T15:46:52.040Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第17期作者：王建峰李玉玲

[导读] 目前室内空气污染物的控制仍存在较多的问题，所以研发新型健康高效的室内空气净化设备任务艰巨且刻不容缓。

河南核净洁净技术有限公司河南郑州 450001

摘要：空气污染物包括悬浮固体污染物和气体污染物。其中可吸入颗粒物对人体呼吸系统危害极大，可引起肺炎、肺癌等疾病。气体污染物主要包括有机气体污染物和无机气体污染物，可引起病态建筑综合症、化学物质过敏症等相关病症。对室内空气污染物进行分析，明确其来源、性质、危害，并采取控制空气污染的有效措施，对于保证人民群众健康具有重要意义。

关键词：室内；空气净化；关键技术

引言

空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附、催化技术、等离子体放电催化、负离子、臭氧、光触媒技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等，而目前市场上空气净化器种类繁多，不同类型产品各有特色。由于单一的净化技术对主要污染物的净化效果并不是很理想，现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术。市场上目前比较流行的空气净化器是由风机和滤芯组成的，插上直流电，风机将家里的空气吸入，通过滤芯吸附过滤各种污染物后，再把过滤后的空气排出。

1室内空气污染物的来源

1.1悬浮污染物的来源

空气中总悬浮颗粒物(TSP)(小于100微米粒径的颗粒物)，包括降尘(可自然沉降的颗粒物，粒径大于10微米小于100微米)、飘尘(也称可吸入颗粒物(PM10。)指粒径小于10微米的)。飘尘成分复杂、多孔、可吸附空气中多种物质，在空气中能长时间、大范围悬浮，损害人体呼吸道内壁造成感染、损伤人体肺功能，危害哮喘病人，可产生心血管系统病变。

PM10主要来源:自然地球化学源，包括菌类、藻类、动物毛屑、扬尘、火山灰、森林大火等，人为排放源，包括燃料燃烧、汽车尾气、道路扬尘等。PM10的重要来源是燃料燃烧。研究表明人们呼吸道系统的病变与燃料燃烧产生颗粒物关系密切，如用煤气做饭代替煤可降低70%肺癌相对危险性。吸烟，机动车、建筑工地和地面扬尘等地面活动，也是PM10的重要来源之一。

1.2无机气体污染物的来源

（1）氮氧化物

氮氧化物污染主要指一氧化氮和二氧化氮。该污染能导致人体肺部损害，尤其是儿童。室外环境中氮氧化物主要来自汽车尾气，室内主要来自于烹饪、吸烟。

（2）二氧化硫

二氧化硫气体和与水结合形成的亚硫酸酸雾影响人体健康。低浓度二氧化硫中可导致人体呼吸系统慢性疾病，高浓度二氧化硫可引起人体肺功能急性降低。

（3）臭氧

臭氧有特殊的腥味，是一种无色气体，有强氧化能力，但室温下分解，主要来源于复印机等电器。对眼睛结膜和整个呼吸道有刺激作用，长期接触可引起支气管炎甚至并发肺硬化。

（4）氨氨

主要来源是中国冬季施工中加入氨防冻剂的建筑水泥，无色易挥发，有刺激性恶臭味，刺激眼睛和皮肤，易使人头痛、厌食。

1.3甲醛

无色气体，易溶于水和乙醇，有特殊的刺激性。大量用于制造树脂等，广泛用于塑料和合成纤维工业，在产品板材、胶黏剂等多种产品存在。家具大量使用含甲醛的甲醛胶黏剂，释放期最长达15年。甲醛刺激人的眼睛和呼吸道粘膜，影响免疫能力、神经中枢系统，损伤肝、肺，还引起胎儿畸形，是潜在致癌物。

2室内空气净化关键技术

2.1空置自然通风法

这是最传统、最简便的方法。即家庭居室、学校、幼儿园、宾馆饭店、影剧院、KTV室、写字楼、商场等等场所在装修完成及家具配置完成后，暂时不居住、不使用，将门窗打开自然通风，空置3-6个月或更长时间。一般情况下，这种空置自然通风的方法可以将表层的涂料、油漆中的笨、甲苯、二甲苯等有机污染物挥发掉，也可以吹走释放出的甲醛气体，然而深入在家具、地板、地毯、墙布、木墙裙、窗帘等装饰材料中的甲醛等有机污染物尚不能清除掉，因为，甲醛的释放是在温度19.5C°及遇及适合的湿度等条件下才能缓慢地释放出来。笔者就曾经检测到已经入住7年居室及使用10年的家具其甲醛含量仍然高达0.38mg/m3及0.59mg/m3的记录。另外，空置半年以上的房屋也是一种浪费。

2.2植物法

美国航天局Wolverton在20世纪80年代研究出对CO2、甲醛净化效果最显著的十种植物。此后，国内外很多学者对植物净化空气进行了试验探索。植物净化的机制，以甲醛为例，主要包括茎叶吸收与吸附、植物体内运输及其代谢转化、根际微生物的降解作用以及土壤吸附等途径，如吊兰、芦荟、君子兰、铁树等。在SO2耐受能力研究上发现，臭椿、垂柳、白蜡、旱柳、沙枣、丝绵木、桧柏、白皮松、云杉、侧柏、蜀葵、金盏菊、野牛草、结缕草及羊胡子草等植物有显著的耐受能力。桂花、腊梅、八仙花可以有效地吸收汞蒸气，万寿菊、矮牵牛、菊花等可以吸收大量的氟化物。对于氯气的吸收，可以对山茶、石榴、夹竹桃、广玉兰大量的使用。龙血树、雏菊、万年青可以吸收三氯乙烯。但植物净化能力有限，单纯采用植物达到室内空气的净化效果并不尽如人意。

2.3化学去除剂净化技术

目前，90%的室内污染物超标是由室内装修产生的甲醛所引起。由此，甲醛清除剂应运而生。甲醛清除剂是指能在一定条件下与甲醛

发生化学反应的化合物试剂，按其活性成分可分为强氧化剂、亲核试剂、催化剂和生物甲醛捕捉剂等四类。学术界对甲醛清除剂的制备及性能进行了大量的研究。利用皮革废弃物中的胶原蛋白物质制备了甲醛清除剂，其甲醛去除率可达94.7%。将含有蛋白质的二次污泥和纸浆制成中密度纤维板甲醛清除剂，能减少68%的甲醛释放量，但其去除效率会受到高PH等因素的影响。利用二氧化锰制成的甲醛清除剂可有效将甲醛氧化分解。研究发现甲醛清除剂对室内甲醛的去除效果比活性炭要好。化学清除剂是靠化学反应来去除污染物，因此可能产生新的污染物，从而造成新的污染，并且这种高浓度清除剂在使用时也会对室内空气或人体产生影响。因此，研究中应注意化学清除剂安全性和环境相容性。

2.4复合式化学净化技术

由于室内污染物组成复杂，单一的净化技术难以满足同时去除多种污染物的要求，因此，人们将各种净化技术进行有效组合，并研究其净化效果。其中，光催化与低温等离子体技术结合，是目前研究成果最多的复合式净化技术。

2.5光催化净化技术

光催化净化法是一种主要去除室内气态污染物的方法。其净化机理是利用光催化剂在紫外线的照射下而具有的氧化还原能力来净化室内气体污染物，光催化反应的本质是在光电转换中进行氧化还原反应，气体污染物被氧化并最终被分解为无害的小分子气体。该方法与吸附法的区别在于：光催化化学反应发生在污染物与催化剂接触的过程中，反应物和产物无需与主气流分离，既避免了二次污染，又简化了操作过程。目前，光催化转化法净化气态污染物已成为控制气态污染物的一种重要方法，但其净化效率的提高是亟待解决的问题。

2.6吸附净化方法

吸附法是利用粒状活性炭和活性炭纤等多孔性固体吸附剂处理气体混合物，净化效率高，设备简单，操作方便，能有效地清除空气中浓度很低的二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物、氨、硫化氢等。吸附剂的比表面积和孔容积决定吸附剂吸附容量。结束语

认识室内空气污染物的来源、性质和影响，采取措施控制污染，改善室内空气质量对人们的健康具有重要作用，对于国民经济的发展也有一定的促进作用。目前室内空气污染物的控制仍存在较多的问题，所以研发新型健康高效的室内空气净化设备任务艰巨且刻不容缓。

参考文献

[1]伊冰.室内空气污染与健康[J].国外医学卫生学分册，2001，28(3).

[2]李晓黎.室内空气污染物的来源、危害与控制[J].内蒙古科学，2009，21(1).

[3]朱天乐.室内空气污染控制[M].北京：化学工业出版社，2011.