室内空气污染控制

1、室内空气污染控制室内空气污染控制一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制1.室内空气甲醛的危害和来源危害： 当甲醛含量为0.1mg/L时就会有异味感和不适感； 当达到0.5mg/L时可刺激眼睛引起流泪； 0.6mg/L时会引起咽喉不适和疼痛； 随着甲醛浓度进一步升高还可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘等症状，严重的甚至导致死亡。 在我国有毒化学品名单上甲醛居于第二位，且被世界卫生组织确定为可疑致畸、致癌物质。来源： 用于室内装饰装修的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材中含有甲醛。 含有甲醛成分并可能向外界散发的其他各类装饰装修建筑材料。如预制板、贴面板、壁纸、化纤地毯

2、、泡沫塑料、油漆和涂料等； 生活用品，如液化石油气、消毒剂、清洗剂等也会成为室内甲醛的释放源。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.室内空气污染物甲醛控制及净化技术在控制室内空气污染物甲醛的方法有，选择绿色环保材料、保持通风、绿色植物净化选择绿色环保材料、保持通风、绿色植物净化等。目前，国内外采取多种方法治理室内甲醛污染，并已有产品问世治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有吸附技术、催化技术、化学反应技术、空气吸附技术、催化技术、化学反应技术、空气负离子负离子技术、臭氧技术、臭氧氧化氧化技术、常温技术、常温催催化氧化化氧化技术、生物技术、材料技术、生物技术、材料封闭封闭

3、技术技术等。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.2室内空气甲醛吸附技术吸附法广泛应用于各种空气净化器，主要利用活性炭的强吸附性吸附甲醛等污染物。净化原理净化原理：由于固体的体相和表面的分子或原子所处的环境不同而在表面产生过剩的过剩的自由能自由能，这种自由能对碰到固体表面的气体分子产生吸引作用产生吸引作用，相对聚集于固体表面(气体分子与固体表面上的分子或原子通过范范德华力德华力或化学键化学键结合)。强化吸附技术强化吸附技术：c提高甲醛吸附性能c使用新型吸附材料c将吸附法与其他方法结合针对活性炭吸附饱和后甲醛容易脱附的问题，董春欣等通过碳酸钠与亚硫酸氢钠饱和溶液对普通活性炭进行

4、改性，可提高吸附甲醛性能。分子筛分子筛u 孙孙剑平剑平等考察了不同类型分子筛(ZSM5、13X和经Co改性的13X型分子筛)对甲醛的吸附性能，通过与活性炭对比发现，分子筛作为极性吸附剂对甲醛的吸附性能优于活性炭；离子改性的13X型分子筛(Co-X)对甲醛的吸附性能最好，原因在于分子筛对甲醛分子的吸附是其晶体结构和骨架中阳离子共同作用的结果。二氧化硅二氧化硅材料材料u Srisuda.SSrisuda.S等研究了介孔二氧化硅材料对甲醛的吸附性能，结果发现，胺功能化硅胶对甲醛的吸附容量可达1208mg/g，是活性炭的3倍以上其原因可归结为吸附过程中胺基与甲醛发生反应，而硅胶本身的高比表面积和较大孔

5、径也对吸附性能有重要影响。以活性炭纤维作为载体的负载型TiO2光催化剂固定于活性炭滤网上的TiO2催化剂及黏土(锂蒙脱石)-TiO2纳米材料等，可以利用吸附剂的吸附性能促进光催化反应的进行。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.2室内空气甲醛化学反应技术化学反应法是根据甲醛的化学性能，选用合适的化学物质与甲醛发生化学反应以达到去除甲醛的目的。常见的甲醛去除剂可分为:无机无机去除去除剂剂:r 包括氧化剂(如KMnO4、O3等)无机铵盐亚硫酸(氢)盐(如Na2SO4溶液)有机有机去除去除剂：剂：r 主要为含氮有机化合物，包括脲及其衍生物、肼、蜜胺、双氰胺、饱和环状仲胺、联接羰基的

6、伯胺或仲胺、苯胺及其衍生物和含有氨基的聚合物等。优点：优点：r 反应不可逆、吸收牢固和去除效率高。缺点：缺点：r 化学试剂在使用中会逐渐消耗、必须更换r 某些化学试剂可能会对墙体或家具表面造成不良影响，还可能带来二次污染。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.3室内空气甲醛负离子净化技术概念产生原理局限空气负离子是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称，主要包括O2、H-、H3O2-和O2-(H2O)n等负离子主要通过高压静电场、高频电场、紫外线、放射线和水的撞击等方法使空气电离而产生。空气负离子与超氧化物自由基结构相似，因而具有相似的强氧化性能，可与甲醛等挥发性有机物发生反

7、应，起净化空气的作用。但空气负离子的存在时间短，一般只有( 12min) ，而需要持续生成负离子才可实际发挥去除甲醛的作用，通常使用的负离子发生器往往伴有臭氧和氮氧化物等副产物的产生，在一定程度上限制了该技术的推广应用。 热催化氧化法p 是在高温下，催化剂存在作用，以空气中的氧作为氧化剂将甲醛转化为无害物质。l 以 为TiO2载体的贵金属催化剂l 以其他载体负载的贵金属催化剂l 非贵金属基催化剂 常温催化氧化法p 目前比较热门的研究之一，国内已自主开了发一种高度分散在多孔性无机氧化物载体上的贵金属Pt系列催化剂，室温条件下能活化空气中的氧，催化甲醛转化为水和二氧化碳。一、室内空气污染物甲醛控制

8、一、室内空气污染物甲醛控制2.4室内空气甲醛催化技术 光催化氧化p 主要以TiO2作为光催化剂，在紫外光照射下，催化剂表面产生具有强氧化性的和，可将甲醛首先氧化为甲酸，并最终分解为无害的二氧化碳和水。p 尽管光催化技术是很有前景的室内甲醛污染控制技术，也是环境催化领域的研究热点；但目前大多数光催化技术仍需采用紫外光源，对可见光的利用效率低，运行成本较高，且催化剂容易失活。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.5常温催化氧化法 Cu/Al2O3室温催化氧化甲醛p 催化剂在室温条件下就可将甲醛氧化为中间物种甲酸盐并吸附储存在催化剂上，在含氧气氛下的升温过程中，吸附的甲酸盐被原位催

9、化氧化为CO2 和 H2 O同时Cu/Al2O3还可以获得再生。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.5常温催化氧化法 Pt/TiO2室温催化氧化甲醛张长斌张长斌等人研究发现Pt/TiO2催化氧化甲醛的反应过程在常温、常压下进行，不需要任何外加能量（如光、热等），就能将100ppm甲醛100%催化分解为H2O和CO2，无副产物产生，且具有良好的耐久性。与传统甲醛氧化催化剂和甲醛氧化剂相比，该Pt/TiO2催化剂在国际上首次实现了甲醛气体的室温催化氧化p 由于Pt族贵金属催化剂如Pt、Pd、Rh等是优异的低温分解甲酸（HCOOH）的催化剂，可在低温条件下通过脱氢（HCOOH H

10、2CO2）或脱水（HCOOH H2OCO）途径将甲酸分解。p 在该反应过程中甲酸在催化剂表面上的主要吸附物种（中间体）也是甲酸盐，说明Pt 族贵金属具有优异的低温催化分解甲酸盐的性能。一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.6室内空气甲醛常温催化氧化净化技术典型案例在我国863课题（项目编号2007AA061402、2010AA064905、2012AA062702）支持下，我国自主开发了“常温催化氧化甲醛技术及空气净化器”，已通过专家鉴定，并于2011年度获国家技术发明奖二等奖。 基本原理p 本技术涉及一种高度分散在多孔性无机氧化物载体上的贵金属Pt系列催化剂。这种负载型高分

11、散Pt催化剂在载体表面和空气接触，室温条件下能活化空气中的氧，催化甲醛转化为水和二氧化碳。p 与现有甲醛氧化催化剂和甲醛氧化剂相比，这种催化剂在真正意义上实现了甲醛室温催化氧化（即甲醛氧化反应中催化剂不作为氧化剂被消耗。）一、室内空气污染物甲醛控制一、室内空气污染物甲醛控制2.6室内空气甲醛常温催化氧化净化技术典型案例 关键技术p 负载型高分散Pt基催化剂制备技术p 催化剂原位活化技术 生产及使用情况p 该技术已转让，并已建成3条常温催化净化甲醛材料生产线，开发了6款新型空气净化 器，净化器年生产能力达到约 10万台。 经济和社会效益p 新型室内空气净化设备，实现了高效、安全、经济的室内空气净

12、化。并成功应用于北京2008年奥运会部分室内空气质量保障。二二、室内空气苯系物控制、室内空气苯系物控制1.室内空气苯系物的危害和来源危害： 短时间内吸收大量的苯蒸汽,，会出现眼及呼吸道粘膜的刺激, 随后伴有头痛、头晕、恶心、呕吐等现象。 长期接触苯能导致再生障碍性贫血， 严重时可使骨髓造血机能发生障碍，导致再生障碍性贫血, 继而可导致贫血、感染、皮下出血等。若造血功能完全被破坏，可发生致命的颗粒性白细胞消失症， 并可引起白血病来源： 室内空气中的苯系物主要来自建筑装修中使用的化工原材料， 经装修后挥发到室内。如油漆、涂料、胶黏剂、防水材料等。 生活用品如：液化石油气消毒剂清洗剂等也是室内苯系物

13、的释放源。 燃烧后会散发苯系物的某些材料，比如香烟及一些有机材料。二二、室内空气、室内空气苯系物苯系物控制控制2.室内空气苯系物控制及净化技术目前，室内空气污染物氨的控制技术和其他室内空气污染物类似，在源头上使用环保型建筑材料、使用环保型建筑材料、加强通风加强通风、绿色植物、绿色植物净化净化等方法。净化技术主要有吸附技术、光催化技术、臭氧氧化技术、低温等离子技术、化学反应技术吸附技术、光催化技术、臭氧氧化技术、低温等离子技术、化学反应技术、低温低温吸附吸附 原位升温催化净化原位升温催化净化等。二二、室内空气、室内空气苯系物苯系物控制控制2.1低温等离子技术机理: 放电反应产生的高能电子与苯和甲

14、苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子, 使其裂解、激化。 被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。梁文俊梁文俊等人所做有关低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能的实验表明苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大, 随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下, 有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多, 苯最高去除率可达92.6%, 甲苯可达到96.8%。这种方法减小快、无污染, 可定期采用治理室内空气问题。二二、室内空气、室内空气苯系物苯系物控制控制2.2臭氧氧化技术 利用臭氧的强氧化性,高效分解装修材料散发的苯

15、系物等有毒有害气体, 净化室内空气, 改善室内环境质量。刘刘洪亮洪亮等人对市售的某型抽样空气净化器的两种机型(双片型和小片型) 进行了模拟现场试验。试验结果表明: 小片型开机0.5h、1h、2h对模拟现场内苯的有效净化率分别为9.24%、44.42%、55.99%; 双片型开机0.5h、1h、2h对苯的有效净化率分别为58.81%、62.74%、72.00%，由此可见, 臭氧对室内空气中的苯具有一定的净化效果二二、室内空气、室内空气苯系物苯系物控制控制2.3光催化技术陈陈旬旬等人对福建漳州万利达光催化公司生产的家用光催化空气净化器对室内的几个主要化学污染气体的净化性能进行了模拟检测。气样采用H

16、P5890气相色谱仪分析, 分别选用甲醛、苯苯、乙烯和三氯乙烯为模型污染物进行了实验, 结果表明: 经过2h的运行, 三氯乙烯、苯苯和乙烯被完全消除。说明此净化器可达到预期的净化效果, 同时也表明光催化技术用于室内苯系物的去除是完全可行的。刘阳刘阳生生等用活性炭纤维负载纳米MnO2进行了室内空气净化实验研究。实验以KMnO4和NH3-H2O为原料合成纳米MnO2，通过浸渍、高温焙烧处理将纳米MnO2颗粒负载于聚丙烯腈基( PAN) 活性炭纤维表面, 获ACF2MnO2材料, 结果表明该材料对甲苯具有良好的净化效果二二、室内空气、室内空气苯系物苯系物控制控制2.4低温吸附 原位升温催化净化技术

17、这种常温吸附 高温原位催化氧化协同去除苯系物的方法将传统去除低浓度VOCs的方法“吸附 脱附 氧化”简化为“吸附 原位氧化”过程。 催化剂在室温条件下对低浓度的二甲苯进行富集，然后通过快速升温将吸附的苯系物催化氧化为CO2和H2O。张长斌张长斌等采用研制的1%Pt/Ac催化剂，室温吸附饱和苯系物后，在不高于170的温度操作下，可将约99%吸附的苯系物催化分解无害的CO2和H2O。三三、室内空气氨控制、室内空气氨控制1.室内空气氨的危害和来源危害： 对所接触的皮肤组织都有腐蚀和刺激作用，可以吸收皮肤组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构。 浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过

18、三叉神经末梢的反向作用而引起心脏停搏和呼吸。 短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难，可伴有头晕、呕吐、乏力等症状，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症，同时可能发生呼吸道刺激症状。来源： 氨气污染主要来自建筑施工中使用的混凝土外加剂，主要有混凝土防冻剂、高碱混凝土膨胀剂和早强剂。 室内装饰材料中的添加剂和增白剂 装修中选用的木制板材含有主要由甲醛和尿素加工聚合而成的黏合剂，它们在室温下易释放出气态的氨，造成室内空气中氨的污染。三三、室内空气氨控制、室内空气氨控制2.室内空气氨控制及净化技术目前，室内空气污染物氨的控制技术和其他室内空气污染物类似，在源头上使用环保型建

19、筑材料、使用环保型建筑材料、加强通风加强通风、绿色植物、绿色植物净化净化等方法。净化技术主要有吸附技术、催化技术、化学反应技术吸附技术、催化技术、化学反应技术等。三三、室内空气氨控制、室内空气氨控制2.1源头控制从两方面考虑：p 一是开发装修材料应使用天然实木材料，尽量减少使用含各种有害物质的材料；对加工工艺进行改造，在生产过程中添加有害物质捕捉剂。p 二是居住者应该了解房间的结构，合理安排房屋用途。2.2室内空气氨净化我国针对氨气的室内净化目前还很不足，目前主要采用的技术还仅限于吸附和络合技术吸附和络合技术。光催化技术能彻底出去氨，但室内室内氨光催化净化氨光催化净化的研究还处于尝试阶段，尚存

20、在一些问题如：p 现有催化剂的光的利用效率不高，特别是具有可见光催化氨气性能的研究结果尚未见报道；p 同时光催化反应速率及活性还需要提高；p 光催化氧化氨气的活性物种、反应机制也尚不明确等。三三、室内空气氨控制、室内空气氨控制2.3加强通风控制刘磊刘磊（包头市环境科学研究院）在测试一栋氨超标四倍的办公大楼时，通风1小时后，办公楼房间氨浓度由1.092mg/L降低到0.209mg/L，降幅达80%，接近标准上限（0.2mg/L，GB/T 18883-2002室内空气质量标准）。四、室内空气四、室内空气VOCs控制控制1.室内空气VOCs的危害和来源危害： 大多数VOCs 有毒、有恶臭，当其达到一定浓度后，对人的眼、鼻、呼吸道有刺激作用，对心、肺、肝等内脏及造成记忆力减退神经系统产生有害影响，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突变。 VOCs 可破坏大气臭氧层，产生光化学烟雾及导致大气酸性化。来源： 室内装修装饰材料、家居用品以及其他日常用品。 人类自身以及日常生活活动所带来的污染源，比如：吸烟、烹饪、打印机的使用、涂改液、杀虫液等。 室外污染源，如工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等的扩散。四、室内空气四、室内空气VOCs控制控制2.室内空气VOCs控制及净化技术目前，室内空气污染物VOCs的控制技术和其他室内空气污染物类似，在源头上使用环保