第七章-室內(nèi)空氣污染控制方法

第七章

室內(nèi)空氣污染控制方法

1.室內(nèi)空氣污染控制方法概述污染源控制

通風(fēng)和氣流組織

空氣凈化污染檢測技術(shù)污染對人的影響目標(biāo)：Ci<Ci,標(biāo)準(zhǔn)堵源、節(jié)流、稀釋使用綠色環(huán)保建筑材料和裝飾材料——標(biāo)準(zhǔn)引用改進(jìn)和完善廚房的通風(fēng)設(shè)施——用好廚房排氣扇良好的室內(nèi)活動和化工產(chǎn)品慎用——避免污染源正確選擇建筑物基地…………1.1室內(nèi)污染源的控制建筑材料和家具的選購：天然石板綠色建筑與家具1、首先是對人體健康影響的放射性指標(biāo)，一般紅色，深紅色的天然石材含有較高的放射性元素2、花崗巖的放射性要大大強(qiáng)于大理石；3、天然石材的反光率也是一個重要的指標(biāo)。（以玻璃鏡子的反光率為100%，反光率達(dá)到70%以上的天然石材是上等天然石材。）材料類別材料名稱可能釋放的有害、有毒物質(zhì)板材及木線大芯板、三合板、寶麗板、刨花板、木線甲醛、苯、VOC、TDI粘結(jié)劑快粘膠、萬能膠、903膠、108膠、白乳膠、膩?zhàn)臃奂兹?、苯、VOC、TDI、氯仿、四氯化碳、酚、硝基苯石膏制品石膏線、石膏板、保溫板甲醛、苯、氯氣地板復(fù)合地板甲醛、苯、VOC、TDI石材大理石、花崗巖氡裝飾磚釉面磚、?；u可溶出鉛、汞、銘、氡墻、地裝飾材料化纖地毯、壁紙、壁布乙酸乙酯、甲醛、苯、VOC油漆涂料硝基清漆、硝基白瓷漆、稀料醇酸清漆、聚氨酯漆甲醛、苯、VOC、TDI氯仿、四氯化碳、酚、硝基苯化學(xué)和生物控制方法1.2空氣凈化方法噴灑某種化學(xué)消除劑——但要注意副作用植物控制方法 甲醛：金邊虎尾蘭、蘆薈、常青藤、垂掛蘭等 但須注意負(fù)效應(yīng)：消耗氧氣？釋放廢氣？空氣凈化活性炭吸附氣體污染物光催化納米材料

TiO2

空氣過濾去除懸浮顆粒物空氣離子化

…………常用于空調(diào)系統(tǒng)增加空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量；提高空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)管理意識，隨時更換系統(tǒng)設(shè)備；加強(qiáng)室內(nèi)氣流組織的合理布局，使優(yōu)質(zhì)空氣及時到達(dá)居住域；工程處理：自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)減少室外污染 污染源控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計改善措施：稀釋稀釋堵源節(jié)流節(jié)流堵源節(jié)流1.3空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制方法清除過濾凈化主要措施2.空氣凈化方法和原理

通風(fēng)換氣或空氣調(diào)節(jié)（稀釋方法）空氣過濾吸附方法紫外燈殺菌納米材料光催化臭氧消毒滅菌利用植物凈化空氣2.1通風(fēng)換氣或空氣調(diào)節(jié)（稀釋法）解決途徑通風(fēng)空調(diào)自然通風(fēng)：依靠自然風(fēng)壓、熱壓作用進(jìn)行通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)：利用風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)傳統(tǒng)方式：調(diào)節(jié)溫濕度、流速、潔凈度新方式：空氣成分、氣味自然通風(fēng)基本原理：只要建筑開口兩側(cè)存在壓力差

P，就會有空氣流過開口。流過的風(fēng)速為：3－12自然通風(fēng)通風(fēng)工程混合通風(fēng)機(jī)械通風(fēng)風(fēng)壓通風(fēng)熱壓通風(fēng)通風(fēng)形式風(fēng)壓作用下的自然通風(fēng)熱壓：溫差引起的空氣密度差導(dǎo)致建筑開口內(nèi)外的壓差。風(fēng)壓：室外氣流繞流引起建筑周圍壓力分布的不同形成開口處的壓差。自然通風(fēng)原理3－15目的：1.帶入新風(fēng) （保持室內(nèi)空氣品質(zhì)）

2.帶走熱濕量 （保持室內(nèi)熱舒適性）自然通風(fēng)：利用自然的手段（風(fēng)壓、熱壓等）將室外空氣不經(jīng)過空調(diào)處理就引入室內(nèi)以達(dá)到維持室內(nèi)空氣舒適性的方法優(yōu)點(diǎn)：1.無能耗 （建筑能耗占總能耗的30%）

2.空氣品質(zhì)好 （機(jī)械通風(fēng)空調(diào)：“病態(tài)建筑”）缺點(diǎn)：1.不易控制 （解決手段：進(jìn)一步進(jìn)行研究）

2.有時風(fēng)量不足 （解決方法：自然與機(jī)械通風(fēng)結(jié)合）應(yīng)用場合： 1.工業(yè)廠房 （應(yīng)用廣泛）

2.無空調(diào)民用建筑 （歷史悠久）

3.空調(diào)建筑的過渡季節(jié) （越來越重視）

4.節(jié)能建筑 （發(fā)展前景廣闊）2.2空氣過濾去除懸浮顆粒物空氣過濾：去除懸浮顆粒物過濾器主要功能：處理空氣中的顆粒污染常見誤解：過濾器像篩子一樣，只有當(dāng)懸浮在空氣中的顆粒粒徑比濾網(wǎng)的孔徑大時才能被過濾掉。其實(shí)，過濾器和篩子的工作原理大相徑庭。過濾器過濾的放大截留效應(yīng)慣性效應(yīng)擴(kuò)散效應(yīng)重力作用靜電效應(yīng)空氣過濾的機(jī)理

不同捕集機(jī)理的捕集效率對不同粒徑的塵粒是不同的。空氣過濾的機(jī)理總結(jié)截留效應(yīng)：粒徑小的粒子慣性小，粒子不脫離流線。在沿流線運(yùn)動時，可能接觸到纖維表面而被截留。慣性效應(yīng)：粒子在慣性作用下，脫離流線而碰到纖維表面。擴(kuò)散效應(yīng)：隨主氣流掠過纖維表面的小粒子，可能在類似布朗運(yùn)動的位移時與纖維表面接觸。重力作用：塵粒在重力作用下，產(chǎn)生脫離流線的位移而沉降到纖維表面上。靜電效應(yīng)：由于氣體摩擦和其它原因，可能使纖維帶電。說明了什么問題？

纖維型濾料過濾空氣——去除懸浮顆粒物幾種常見過濾器的示意圖初效過濾器中效過濾器高效過濾器高效袋式過濾器過濾效率單級過濾器的效率為：

其中n1、n2分別為過濾器前后的粒子濃度,p＝n2/n1稱為穿透率。過濾器主要性能指標(biāo)2.3活性炭吸附氣體污染物

吸附是由于吸附質(zhì)和吸附劑之間的范德華力而使吸附質(zhì)聚集到吸附劑表面的一種現(xiàn)象。

吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類。

物理吸附屬于一種表面現(xiàn)象，其主要特征為：

①吸附質(zhì)和吸附劑之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；②對所吸附的氣體選擇性不強(qiáng)；③吸附過程快，參與吸附的各相之間瞬間達(dá)到平衡；④吸附劑與吸附質(zhì)間吸附力不強(qiáng)，在條件改變時可脫附吸附對于室內(nèi)VOCs和其他污染物是一種比較有效而又簡單的消除技術(shù)。目前比較常用的吸附劑是活性炭。活性炭竹炭的吸附包材料：硬質(zhì)的植物和果核原理：經(jīng)過活化加工后，碳的內(nèi)部形成了極小的空隙，表面積很大，1g的活性炭的有效表面積可以達(dá)到1000m2，具有極強(qiáng)的化學(xué)吸附力，但對細(xì)菌、病毒無效。性能：吸附量一般是其自身重量的1/6—1/5，到了飽和狀態(tài)就會失效，需要更換，否則會造成二次污染

活性炭吸附物質(zhì)名稱飽和吸附量(%) SO2 10 Cl2 15 CS2 15 C6H6(苯) 24 烹調(diào)臭味 30廁所臭味 30纖性碳過濾網(wǎng)

活性炭吸附活性炭過濾材料：孔隙率高、比表面積大，吸附性能好吸附氣體的種類多特點(diǎn)：m2/g平均孔徑:～6.8nm

普通活性炭對分子量小的化合物(如氨、硫化氫和甲醛)吸附效果較差，對這類化合物，一般采用浸漬高錳酸鉀的氧化鋁作為吸附劑，空氣中的污染物在吸附劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，這類吸附稱為化學(xué)吸附，吸附劑稱為化學(xué)吸附劑。下表比較了浸漬高錳酸鉀的氧化鋁和活性炭吸附效果。浸漬高錳酸鉀的氧化鋁和活性炭對一些空氣污染物吸附效果比較表吸附量(%)NO2NOSO2甲醛H2S甲苯浸漬高錳酸鉀的氧化鋁1.562.858.074.1211.11.27活性炭9.150.715.351.552.5920.962.4紫外燈殺菌(Ultravioletgermicidal

irradiation,UVGI)紫外輻照殺菌是常用的空氣中殺菌方法，在醫(yī)院已被廣泛使用。紫外光譜分為UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(200-280nm)，波長短的UVC殺菌能力較強(qiáng)。185nm以下的輻射會產(chǎn)生臭氧。紫外線殺菌燈波長200－280nm的紫外線（UVC）具有很強(qiáng)的殺菌作用。它可以有效地破壞DNA分子結(jié)構(gòu)，抑制細(xì)菌等微生物的再生。UVC紫外殺菌技術(shù)具有迅速、環(huán)保、無二次污染、成本低，廣泛應(yīng)用在空氣的殺菌，空氣凈化消毒器(循環(huán)風(fēng)紫外線)紫外線殺菌60m2的房間開機(jī)1小時即可一般紫外燈安置在房間上部，不直接照射人，空氣受熱源加熱向上運(yùn)動緩慢進(jìn)入紫外輻照區(qū)，受輻照后的空氣再下降到房間的人員活動區(qū)，在這一過程中，細(xì)菌和病毒會不斷被降低活性，直至滅殺。紫外燈殺菌需要一定的作用時間，一般細(xì)菌在受到紫外燈發(fā)出的輻射數(shù)分鐘后才死亡。

2.5光催化降解VOCs光催化材料：

TiO2

是一種N型半導(dǎo)體，有很強(qiáng)的氧化性和還原性。在光化學(xué)反應(yīng)中，以TiO2

作催化劑，在太陽光尤其是紫外線的照射下，使得TiO2固體表面生成空穴(h＋)和電子(e－)。治理原理：紫外光照射下，TiO2固體表面生成空穴(h＋)和電子(e－)。帶負(fù)電的電子與水中的氧原子結(jié)合產(chǎn)生負(fù)氧離子，帶正電的空穴與水結(jié)合產(chǎn)生氫氧自由基，當(dāng)有機(jī)物和部分無機(jī)物通過空氣對流接觸到光觸媒表面時，便會分別被負(fù)氧離子及氫氧自由基吸附和分解，最終分解為二氧化碳和水，利用這種反應(yīng)，可有效分解室內(nèi)空氣中的細(xì)菌、病毒、甲醛、苯、氨、TVOC等有害物，從而達(dá)到凈化空氣的效果，同時也增加空氣中的負(fù)氧離子，提高了空氣的品質(zhì)。FujishimaA.,etal.,Nature,1972,238(5338):38-45.導(dǎo)帶價帶治理原理示意圖光催化材料UV燈（關(guān)）微生物VOCsUV燈（開）氧化反應(yīng)還原反應(yīng)降解甲醛反應(yīng)過程：REPLAY光催化降解VOCs及微生物原理圖光源要求一般在紫外光照射下VOCs才會發(fā)生光催化降解光催化反應(yīng)器中采用的光源多為中壓或低壓汞燈。紫外光譜分為：

UVC(100-280nm)UVB(280-320nm)UVA(320-400nm)

殺菌紫外燈波長一般在UVC波段，特別在254nm附近。不同方法空氣凈化效果比較0.07次/h2.6臭氧殺菌消毒臭氧，一種刺激性氣體，是已知的最強(qiáng)的氧化劑之一，其強(qiáng)氧化性、高效的消毒作用使其在室內(nèi)空氣凈化方面有著積極的貢獻(xiàn)。

臭氧的主要應(yīng)用在于滅菌消毒，它可即刻氧化細(xì)胞壁，直至穿透細(xì)胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而殺死細(xì)菌，這種強(qiáng)的滅菌能力來源于其高的還原電位。名稱分子式標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V名稱分子式標(biāo)準(zhǔn)電極電位/V臭氧O32.07二氧化氯ClO21.50雙氧水H2O21.78氯氣Cl21.36高錳酸離子MnO21.67常見的滅菌消毒物質(zhì)的還原電位表

臭氧對眼睛、粘膜和肺組織都具有刺激作用，能破壞肺的表面活性物質(zhì)，并能引起肺水腫、哮喘等。因此，臭氧殺菌使用方式應(yīng)特別注意。

室內(nèi)的電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、激光印刷機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器等在使用過程中會產(chǎn)生臭氧。2.7利用植物凈化空氣

綠色植物除了能夠美化室內(nèi)環(huán)境外，還能改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，是普通家庭都能用的起的空氣凈化器。

在室內(nèi)栽種一些花草，可有效降低有害氣體濃度。比如吸收甲醛的植物有仙人掌、吊蘭、扶郎花（又名非洲菊）、金綠籮、無花觀賞樺、蘆薈、耳蕨、常春藤、鐵樹、菊花等。有些植物還可以作為室內(nèi)空氣污染物的指示物，例如：貼梗海棠：在0.5ppm的臭氧中暴露半小時就會有受害反應(yīng)；香石竹、番茄：在濃度為0.05～0.1ppm的乙烯下幾個小時，花萼就會發(fā)生異?，F(xiàn)象。利用植物對某些環(huán)境污染物進(jìn)行檢測是簡單而靈敏的。在室內(nèi)放一些植物有利室內(nèi)環(huán)境的凈化一盆吊蘭在8至10平方米的房間內(nèi)就相當(dāng)于一個空氣凈化器，它可在24小時內(nèi)，殺死房間里80％的有害物質(zhì)，吸收86％的甲醛；能將火爐、電器、塑料制品散發(fā)的一氧化碳、過氧化氮吸收殆盡。吊蘭

蘆薈

花諺說：“吊蘭蘆薈是強(qiáng)手，甲醛嚇得躲著走。在24小時照明的條件下，可以消滅1立方米空氣中所含的90％的甲醛。在室內(nèi)放一些植物有利室內(nèi)環(huán)境的凈化在室內(nèi)放一些植物有利室內(nèi)環(huán)境的凈化常春藤：一盆常春藤能消滅8至10平方米的房間內(nèi)90％的苯，能對付從室外帶回來的細(xì)菌和其他有害物質(zhì)，甚至可以吸納連吸塵器都難以吸到的灰塵。

在室內(nèi)放一些植物有利室內(nèi)環(huán)境的凈化龍舌蘭：在10平方米左右的房間內(nèi)，可消滅70％的苯、50％的甲醛和24％的三氯乙烯。（1）室內(nèi)不同地點(diǎn)的裝飾門前裝飾

在較透光的門前兩邊，可以放表示喜迎賓客之意的植物。如：仙客來。在較寬敞的門前可放置一兩盆觀音竹、西洋杜鵑等，使賓客一進(jìn)門就有耳目一新的感覺；

仙客來觀音竹沙發(fā)旁裝飾

沙發(fā)兩旁擺上彩葉芋、棕竹、印度橡膠樹、蘇鐵、蒲葵、芭蕉等。人坐在沙發(fā)上猶如置身于大自然的懷抱之中。

窗前裝飾

窗前光線充足，可選用不同色彩和形態(tài)中性或陽性的觀葉植物，如南洋杉、朱蕉、圓葉烏柏、鳳梨、天竺葵、非洲紫羅蘭等，以形成色彩和大小的對比。

防盜窗上垂掛的鴨趾草客廳茶幾上的小型盆栽衛(wèi)生間等陰濕狹小處應(yīng)選擇耐陰喜濕的小型盆栽，以無土栽培為宜（2）室內(nèi)綠化裝飾好植物平安樹——“肉桂”平安樹和樟樹等大型植物，它們自身能釋放出一種清新的氣體，讓人精神愉悅。

若想盡快驅(qū)除新居的刺鼻味道，可以用燈光照射植物。

肉桂蘆薈—空氣污染的報警器蘆薈有很好的藥用、養(yǎng)生、美容的功能，蘆薈還可以為您的室內(nèi)空氣質(zhì)量提供報警服務(wù)——蘆薈本身具有很強(qiáng)的吸收甲醛、一氧化碳、二氧化硫的功能，而當(dāng)所在空間的污染空氣濃度超過它的吸收能力時，它的葉子就會出現(xiàn)黑褐色的斑點(diǎn)，所以，蘆薈是一種可以為空氣污染報警的植物。

蘆薈

白鶴芋——廢氣過濾器白鶴芋是種又可賞葉，又可賞花的植物，而且它還是可以過濾室內(nèi)廢氣的能手，對付氨氣，丙酮，苯和甲醛都有一定功效。

白鶴芋喜歡溫暖的環(huán)境，20℃以上會長得很好，它不需要太多陽光，半陰的環(huán)境比較適合，一定不能把它放在很干燥的環(huán)境中，白鶴芋會出現(xiàn)干葉，枯黃的現(xiàn)象。

室內(nèi)加濕器——箭葉芋

箭葉芋，也叫合果芋，喜歡高溫高濕的半陰環(huán)境，怕暴曬。它葉子寬大，豐盛，可以提高室內(nèi)空氣濕度，并吸收大量的甲醛和氨氣。

箭葉芋喜歡22—30℃的溫度，從春到秋都要及時澆水，也可以經(jīng)常向它的葉面噴水，箭葉芋的葉子越多，其加濕和凈化空氣的能力也就越強(qiáng)，它在明亮的環(huán)境中葉子的顏色會較淺，葉片較大，而在陰暗的環(huán)境中生長，則會葉子較小，葉色較深。

箭葉芋—合果芋異味吸收器——綠蘿

我們生活中常會用到家用清潔洗滌劑，也免不了在油煙的包圍下準(zhǔn)備飯菜，而這些洗滌劑的氣味和油煙對人體也是有害的。對付這些趕不走的有害氣體。綠蘿能有效的吸收有害氣體。綠蘿常春藤—漂漂亮亮的氧氣機(jī)常見的常春藤是碧綠的，而冰雪常春藤則是長著白色的花邊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，白綠相間，有如冰雪覆蓋下的綠葉，所以得了個這么個漂亮的名字。冰雪常春藤是吸收二氧化碳，制造新鮮空氣的能手，可以很好地提高我們空內(nèi)的空氣質(zhì)量。常春藤綠色凈化器——吊蘭

吊蘭有極強(qiáng)的空氣凈化功能，有綠色凈化器的美名。吊蘭能在新陳代謝中將甲醛轉(zhuǎn)化成糖或氨基酸等物質(zhì)，也可以分解由復(fù)印機(jī)，打印機(jī)排放出的笨，并且還可以吸收尼古丁，所以，無論是在居室，還是在辦公室，都是一大凈化空氣的好手。吊蘭——不耐水濕，家庭養(yǎng)護(hù)少澆水為宜。負(fù)離子制造機(jī)——金邊虎皮蘭

金邊虎皮蘭是一種能凈化室內(nèi)環(huán)境的觀葉植物。美國宇航局的科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，金邊虎皮蘭在吸收二氧化碳的同時能釋放出氧氣，使室內(nèi)空氣中的負(fù)離子濃度增加。當(dāng)室內(nèi)有電視機(jī)或電腦啟動的時候，對人體非常有益的負(fù)離子會迅速減少，而金邊虎皮蘭的肉質(zhì)莖上的氣孔白天關(guān)閉，晚上打開，釋放負(fù)離子。在15m2的室內(nèi)，擺放2-3盆金邊虎皮蘭，能吸收室內(nèi)80%以上的有害氣體。金邊虎皮蘭其他對有害氣體吸收能力強(qiáng)的植物玫瑰、桂花、紫羅蘭、茉莉、檸檬、薔薇、石竹、鈴蘭、紫薇等芳香花卉產(chǎn)生的揮發(fā)性油類具有顯著的殺菌作用。鐵樹、菊花、金橘、石榴、紫茉莉、半支蓮、月季、山茶、米蘭、雛菊、臘梅、萬壽菊，可吸收家中電器、塑料制品等散發(fā)的有害氣體。

技術(shù)方法介紹光催化技術(shù)利用光和催化劑TiO2引發(fā)促進(jìn)光催化氧化反應(yīng)，使得有機(jī)污染物得以降解成簡單分子。經(jīng)濟(jì)成本較高，普及性不高。非平衡低溫等離子技術(shù)非平衡等離子體技術(shù)利用氣體放電產(chǎn)生的具有高度反應(yīng)活性的電子、原子、分子和自由基與各種有機(jī)、無機(jī)污染物分子反應(yīng)，從而使污染物分子分解成為小分子化合物。經(jīng)濟(jì)成本較高，耗能，普及性不高。吸附技術(shù)利用活性炭、竹炭及其經(jīng)過改性的吸附物質(zhì)對污染物進(jìn)行無選擇性吸附。存在處理不徹底現(xiàn)象，但成本低，使用方便，易于普及。植物修復(fù)植物修復(fù)的研究未有定論，變數(shù)大，受環(huán)境影響大，存在生物副作用。3