室内空气治理技术进展概述
作者:林洁
来源:《科学与信息化》2019年第19
        室内空气污染是影响人健康的重要原因之一,已成为近些年来的研究热点。本文从室内空气污染现状出发,对比研究了污染物的来源、特点和治理技术,着重针对治理技术进展做了综述和展望。
        关键词 室内空气污染;治理技术;甲醛;挥发性有机污染物
        背景
        据统计报道,人们在室内度过80%-90%的时间,室内空气质量对工作效率和生活质量具有重要的影响。室内空气污染是指封闭空间内的空气中存在一些对人体健康有危害的物质,且其浓度超过国家规定的相关标准[1]。由于室内空间相对密闭且狭小,污染物不易扩散,容易造成污染物的累积且存在复合型污染特征,因此室内空气污染对人健康影响的危害程度远高于室外空气。近年来,室内空气中PM2.5的问题尤为引起人们的关注,它极易通过呼吸系统进入人体,因而对人体健康的影响更大。
        1 室内空气污染的来源与特点
        近年来由于装修材料的大量使用,加上空间密闭、通风性较差,导致室内空气污染较为严重。主要污染物有甲醛、苯系物、TVOC、氡、氨、颗粒物和霉菌等。甲醛是首要污染物,短期吸入可对皮肤黏膜产生刺激作用,长期吸入可引发呼吸系统、免疫系统等疾病发生,可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症,为I类致癌物,其主要来自装修过程中使用的胶粘剂、内墙涂料、地毯及地毯用胶粘剂、壁纸、人造板及其制品等[2]。苯系物包括苯,甲苯、乙苯、二甲苯,常被用作稀释剂和溶剂,为无有芳香气味,具有较强的致癌性。惰性气体氡,主要来源于建筑材料和地基土壤,人体长期接触可诱发肺癌[3]。氨主要来源于混凝土膨胀剂、防冻剂等外加剂,尤其在北方地区更为常见,人体长期接触可引起喉炎、支气管炎等呼吸道疾病。除此之外,吸烟、取暖、餐饮油烟等也是室内空气各类污染物排放的来源,毛发、灰尘、烟草烟雾等混杂的悬浮颗粒物,可刺激眼、鼻、喉,诱发呼吸道疾病。室内温暖潮湿处易滋生细菌、真菌和霉菌,引起过敏等症状[4]
        2 室内空气治理技术进展
        室内空气净化技术主要包括过滤、静电、负离子、吸附、低温等离子体、光催化、臭氧
消毒等方法。其中机械过滤可以有效去除室内空气中的颗粒物,但同时会增加通风系统阻力,需定期维护更换;静电法主要通过高压静电场形成电晕,颗粒物与带电粒子根据同性相斥、异性相吸吸附在不同的集尘极上,从而使颗粒物得以去除,但有产生臭氧的风险;负离子法利用负离子吸附空气中的微小颗粒物并逐渐形成大的带电颗粒,加速其沉降,从而达到去除颗粒物的目标;吸附法通过活性炭、硅胶、沸石、分子筛等吸附剂来去除空气中的VOCs,减少恶臭气体,但需定期更换吸附剂,经济性较差;低温等离子体法通过·O·OH等活性粒子和激发态的分子与有害气体分子碰撞,使其中的化学键破裂,最终反应生成无害产物;光催化法在光催化剂作用下,氧化分解有害气体成为无害产物,常用光催化材料包括纳米TiO2SnO2ZnO等,具有低能耗、易操作等优点,且易与建筑材料结合,具有广阔的发展前景,但存在不耐高温、净化不完全、易失活,且不完全氧化过程中会产生二次污染等问题,同时悬浮的光催化剂存在对人体的健康风险;臭氧消毒法主要通过其强氧化性与细胞壁中的脂类双键反应,用于去除细菌等微生物,并能够快速分解臭味,也能在一定程度上去除甲醛,由于氧化性较强在居住室内使用时需谨慎,同时要加强通风排除二次污染。
        空气净化器作为民用建筑中去除空气污染物最常见的仪器,是指能够过滤、吸附、分解或转化各种空氣污染物,有效提高空气清洁度的家电产品,主要分为家用和商用。现有的空
气净化器多为复合型,即同时采用多种净化技术。目前,市场上有近百家净化器厂家,型号也有近千种,但从某次上海质量技术监督局通报的报告来看,不同净化器净化效率良莠不齐,除极个别产品净化率能达到90%以外,很多产品净化率只有46%左右,甚至低至8%。硅藻土及钛白粉的硅藻泥逐渐成为近年来热门的装修材料,硅藻土中的微孔可惜快速吸附空气中的甲醛分子,而纳米二氧化钛在紫外线照射下会产生氧自由基,能够有效分解吸附的甲醛分子,鞠振国等人经过实验研究发现经过48h后,甲醛的整体净化率可达90.91%[5]。巴斯夫公司最近推出了用于去除室内空气中臭氧污染的PremAir BLD新型催化剂技术,在室温下可快速高效去除臭氧,在保持性能优异的同时,使用寿命更长,可根据各种便携或大型空气净化设备进行灵活定制[6]。李梦绮等人制备并研究了二氧化钛/活性炭纤维复合体滤网对室内空气中甲醛的吸附和光催化降解作用,研究发现总降解率受初始质量浓度影响不大,最终降解率均能达到80%以上,其中吸附段降解率达到65%以上,光催化段降解率为1532%,吸附过程起主要作用[7]
        3 结语与展望
        室内空气污染是亟须解决的问题,治理技术各有千秋,随着物联网和智能家居、智能控
制技术的发展,将该技术与室内空气污染监测与治理结合,通过组合嵌入式系统、低功耗局域网协议以及红外无线通信技术、远程控制技术,能够有效实现室内空气质量检测以及控制的智能化,也逐渐成为近年来室内空气污染控制的研究热点之一,该技术也将成为未来室内空气污染控制的研究方向。
        参考文献
        [1] 林锋.浅析室内空气污染[J].江西化工,20181395):167-170.
        [2] 张建,江京辉,周瑾.人造板产品中的甲醛对室内环境的影响[J].木材加工机械,2003146):9-11.
        [3] 韩艳婷,李怡,董青.室内环境空气中苯系物的测定[J].资源节约与环保,2108,(10):63.
        [4] 樊越胜,谢伟,张鑫,等.住宅建筑室内PM2.5污染特征与控制[J].环境工程,2018367):93-97.
        [5] 鞠振国,王艳慧,吴锡,等.硅藻泥净化室内空气甲醛的实验简述[J].绿环保建材,2018,(9):15-16.
        [6] 许建耘.BASF公司推出改善室内空气质量的PremAirBLD催化剂[J].石油炼制与化工,20184912):85.
        [7] 李梦绮,张兴惠,段雅楠.复合体TiO_2/ACF滤网的制备及其对室内甲醛的降解[J].安全与环境学报,2017176):如何治理空气污染2388-2393.