室内空气中化学污染物的控制措施探讨 |
1引言
随着人们生活水平的提高，居室和办公环境的装饰装修为人类提供了舒适的环境，同时所使用的大量人造建材散发的化学污染物也对人体健康造成了不良影响。为了消除其健康危害，市场上出现了各种净化空气的设备，这些净化措施的净化效果差别很大，但绝大多数使用者对空气污染治理方法了解甚少，很难科学选用合适的方法进行治理和预防空气污染。本文就室内空气中化学污染物的净化技术和治理措施等方面的问题进行了探讨。
2室内空气污染问题的来源和对健康的影响(influence)
建筑装修材料和家具中使用的板材、油漆、辅料和涂料中含有多种化学物，可在长时间内不断释放出有毒有害气体，建筑施工中为改变混凝土性能而加入的化学物质，这些建筑和装修材料散发出的多种有害物质混合空气中，会对人体健康产生不良影响。这些化学污染物主要包括甲醛(Formaldehyde)、苯系物和氨等。
（1）甲醛是室内装修过程中带来的最多、危害最大的物质，其主要来源有：以甲醛作为原料的黏合剂，以甲醛作为稀料填料等，使用了含甲醛的黏合剂的各种人造板。甲醛主要是通过呼吸、食入、皮肤吸收进入人体而引起不适症状，对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性。甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸物质[1]。
（2）苯（化学式：C6H6） 系物。无锡空气检测是指对空气的组成成分的检测。狭义的空气检测，主要是从应用的角度，重点研究的是室内空气检测。它是指室内指装饰材料、家具等含有的对人体有害的物质，释放到家居、办公环境中造成的装修污染，来检测空气质量。包括(bāo kuò)苯、甲苯、乙苯、二甲苯等。苯系物是目前装修工程中无法避免的污染来源，家装所使用的油漆、涂料及其稀料中都含有苯系物，这是目前技术上无法取代的，因而其危害更应予以重视。苯系物对人体的影响轻度表现为对眼、鼻、咽喉部位的刺激，重度可致中毒。苯系物已被确认为严重致癌物质[2]。
（3）氨气。氨气主要来源于建筑施工中使用的混凝土外加剂。随着墙体温、湿度等环境因素的变化，其中所含有的铵成分会被还原成氨气，并从墙体中缓慢释放出来。氨气对人体的上呼吸道有刺激和腐蚀作用，并通过肺泡进入血液，与血红蛋白结合，破坏运氧功能；短期内吸人大量氨气后可出现咽痛、咳嗽、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、呕吐、乏力等，严重者可发生肺水肿[3]。
3建筑室内空气中化学污染的控制原则
室内空气中化学污染的控制主要可以通过(tōng guò)3种途径实现，即污染源控制、通风和室内空气净化。污染源控制是污染控制的根本，是从源头上避免和减少污染物的产生，是污染主动预防措施，但由于污染物质具有多样性，同时造成污染的原因也纷繁复杂，要全部依靠控制污染源来改善室内空气质量，无论从技术上还是经济上都还不可能完全做到，通风和净化是在室内污染较重的状况下采取的被动措施；通风则是利用自然通风和机械通风方法将室内已有的空气污染物排至室外或空气净化系统，再将室外新风或经净化后的空气送入室内。室内空气净化则是指采用特殊有效的净化装置对室内存在的污染物吸附或分解达到消除或降低室内污染物的浓度。根据污染产生的特性，污染控制措施应贯穿于建筑物(building)设计装修和使用的全过程。
3.1建筑设计
建筑设计时应考虑（consider)建筑物内部各房间的污染物流向问题，防止污染物的交叉污染，特别是采用机械通风系统(system)的建筑环境，部分受污染房间所产生的污染物可通过通风系统进入其他没有污染源的房间，从而影响更大的室内人群。污染源比较集中的地域或房间，应采用局部排风或过滤吸附的方法，防止污染源的扩散。
3.2材料(Material)选择
建筑和装修选材时应尽量选用无毒、少毒、无污染、少污染的建筑装修装饰材料(Material)，当不可避免使用污染材料时，应根据材料易产生污染物的特点，合理搭配装饰材料，充分考虑室内空间的承载量，防止过度装修，并在施工过程中对可能产生的污染采取相应的措施。
3.3施工过程监督
施工过程对于室内污染控制相当重要，首先要按设计和选材的要求对进场的材料(Material)进行必要的检测，如对于部分必须使用的含污染物的材料，在使用前或裁割后，最好采用适合板材使用的污染物清除剂，涂刷处理后使用。其次应对施工工艺进行监督，防止施工人员不按标准操作程序施工，特别是有些工人为了便于施工操作，使用装修中禁用的稀释剂（如苯、二甲苯），或使用劣质胶或衬垫劣质材，产生人为导致的污染源。
3.4室内家具选购与配制
室内家具是目前家庭和办公室污染最重要的污染源，且其中污染源可存在多达数，因此在家具选择(xuanze)，一是要考虑所用的材料，应尽可能购买实木材料制成的；另一是要看家具的制造工艺，家具的隐匿部分采用较厚油漆，接头部分密封严密等工艺的使用，可以减少木材的裸露部分，家具内的污染物散发相对要慢，室内污染物浓度也较低。
3.5空气净化
尽管在建筑环境设计、选材、施工采取一些污染控制（control)措施，由于目前我国技术和经济条件的限制，一些天然建筑材料和人造材料的质量还不能在一夜之间变成绿色环保，使用中还会存在一定程度的污染散发。当室内持续存在污染时，通过采用通风方式不能解决的，业主不会拆除已有的装修和室内家具，转而寻求一些具有污染清除功能的净化材料和设备(shèbèi)来进行后期治理。
4室内空气化学物净化技术应用
4.1空气清新剂
有空气消毒净化的清新剂中会含有些具有杀菌和净化功能的化学活性成分，能分解甲醛(Formaldehyde)等感染物，从而达到净化空气的目的。无锡环境检测中心是通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染治理等工作提供基础和保证。简单地说，了解环境水平，进行环境监测，是开展一切环境工作的前提。但由于空气清新剂中不可避免的含有一定量的有机溶剂，使用空气清新剂会使室内空气造成不同程度的污染，起到相反的效果[4]。
4.2吸附净化
包括物理吸附和化学吸附。无锡甲醛检测是指通过特定的方法或仪器，对空气、水、食品、衣物等含有的甲醛做定量检测。物理吸附是利用多孔性固体吸附剂处理室内污染气体混合物，使这些污染物吸附于固体表面上，达到分离目的，一般常用的吸附剂有活性炭、活性氧(Oxygen)化铝、分子筛和硅胶等。物理吸附是可逆过程，只能暂时阻挡污染而不能消除污染。而化学吸附是不可逆的过程，是挥发性物质的分子与吸附剂起化学反应而生成非挥发性的物质，这种机理可使得低沸点的物质如甲醛(aldehyde)被反应掉[5]。 4.3化学物去除剂
目前市场上有一些化学物去除剂如甲醛清除剂、TVOC清除剂，主要用于清除装修投入投放的室内家具、地毯等产生的污染，可对板材内的污染物有强力吸附、捕捉、渗透作用，可直达材质内部，与其内的污染物进行中和化学作用，快速生成稳定的、无色无毒的聚合物[6]。
4.4室内植物净化
室内配置一定数量和品种的绿色植物，在起到了美化环境的同时，也可以清除不同的化学污染物。例如芦荟和吊兰可以清除室内的甲醛(Formaldehyde)，长春藤和铁树可以清除室内的苯。研究表明，化学污染物可以经由叶底的细微孔道吸入花卉体内，而花卉根部共生的微生物能够分解污染物，而后再经根部吸收。植物净化的优点是绿色环保，缺点是作用效果慢、处理量较小，只可作为室内空气净化的补充[7]。
4.5空气净化器技术
随着净化技术的发展，国内外企业将各种空气净化技术进行产品(Product)定型研制成空气净化器，这些净化器所采用的净化技术主要有以下几个方面。
4.5.1纳米光催化
光触媒是一种以二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，利用特定波长光源的能量来产生触媒的作用，使周围氧气及水分子激发成极具活性的OH及O2-自由基，因而具有很强的光氧化功能，能把有机物分解成水H2O和CO2，而自身不起变化，成为空气污染治理技术研究（research)和开发的热点光催化剂。选择和制备适合室内空气净化的光催化剂的载体，对纳米光催化技术的实际应用非常关键[8]。
4.5.2非平衡等离子体净化
等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的导电性流体，它们和有害分子频繁碰撞，气体分子的化学键破裂生成单原子和固体颗粒，同时产生的O
H、HO2、O等自由基和O3与有害气体分子反应生成无害产物。根据这个原理研制的空气净化装置，不但可以分解气态污染物如VO
C、苯、甲基苯(methylbenzene)、SO2和NOX等，还可以从气流中分离出微粒[9]。
4.5.3负离子（作用：空气优化、疗养保健）净化
空气负离子能降低室内空气污染物浓度，其原理是借助凝结和吸附作用，使污染附着于固相或液相微粒上，从而形成大离子并沉降下来，但这种净化方法也有很大的局限性，因为沉降下的大离子会附着于室内地面、家具等物品上，可随着人们的活动再次飞扬到空气中，并不能清除空气污染物或将其排至室外[10]。
4.5.4臭氧（O3）
臭氧是一般强氧化剂中氧化能力最强的一种。臭氧与极性有机化合物反应，导致不饱和的有机分子破裂，使臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物，从而达到分解有机物分子的目的[11]。应注意到臭氧本身具有一定的毒性，如果发生量控制不好，臭氧会成为室内空气的污染物之一。
4.5.5分子络合剂
将甲醛(Formaldehyde)捕捉剂（络合剂）装入净化容器中，净化器主动吸入室内有毒气体至络合剂中，空气中的甲醛通过分子络合作用后溶于水而被吸收，净化后的空气再回送到室内，达到净化空气的目的。
美国EPA网站室内空气净化专栏，详细介绍了不同净化设备的工作原理、适用范围及其应用的局限性，提醒消费者，单独使用空气净化器并不能彻底解决室内污染问题。各种净化措施对室内空气中有机污染物都有一定程度的净化能力，但实际使用时，受室内环境条件的影响，净化效果会有很大的差异。当需要选择室内空气净化时，应分析室内有机物污染的来源和污染程度，采取合适的专项或综合治理措施，且要考虑近期和长效治理相结合的措施。
5室内空气污染净化尚需解决的问题
无论是单一污染净化技术，还是各种净化技术联合使用，就产品(Product)而言，真正投入生产并得到市场认可的却并不多，空气净化材料(Material)和设备(shèbèi)还停留在高端和小众的地位，要走进平常百姓的生活，还需在以下几个方面进行研究和推广。
（1）安全性评估。净化材料和设备的安全性问题，一直是消费者担心的问题之一，有些净化材料本身也是一种有机物，对人体是否有害，与污染物作用时其中间产物是什么，会不会产生比原来污染物毒性更强的二次污染物，材料和设备研制部门应进行专项毒理学安全性评估程序和试验，证明其净化的健康安全性。
（2）法规控制和政策引导。由于净化产品市场需求的推动下很快会成为室内空气污染治理是一个新兴行业，我国相继出台了空气净化器质量、净化材料净化效果评价标准，对于标准净化市场起了一定的积极作用。但是对净化材料和设备的净化效果、长期寿命等还缺乏必要的数据支撑，应用中还存在局限性，消费者对净化产品的信任（trust)度和使用率却不高。
（3）净化产品功能整合。由于目前净化器存在着功能单一性，体积较大等不足，消费者在购买净化器后随着室内污染物浓度的降低，净化器逐渐成为摆设，且消费者不太接受室内同时放置空调柜机和净化器，因此研发具有净化功能的空调可增加净化设备的可接受程度，另外空气净化器的小型化、实用化、廉价化也是从科研走向实际应用的关键。
（4）市场运作提高市场认可度。净化材料和设备的公司可采用租用空气净化器的市场运作方式，用户室内存在严重污染时可租用有针对性的净化设备，在污染得到控制后净化公司收回净化设备，避免了净化设备的闲置浪费，这样的治理服务模式(pattern)充分体现了健康环保和节约的理念。
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