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[摘 要]随着我国经济实力的提升,人们的生活质量逐步提高,对环境的重视程度越来越高。在这样的社会环境下,与人们生活息息相关的室内环境质量成为人们关注的重点,关于解决室内环境污染问题的要求越来越强烈。基于此,室内环境检测及净化就成为了当前环境研究的一个重要领域。
[关键词]室内环境;检测;净化方法
中图分类号:T443 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)28-0186-02
1 室内空气污染物危害
一组组瞩目惊心的数据:(1)世界卫生组织有关资料表明,全球每年因室内环境污染的死亡人数已达280万!世界卫生组织统计,每年全球由于室内空气污染引起肺炎、慢性呼吸道疾病和肺癌造成160万人死亡,室内空气污染造成的疾病负担超过室外空气污染造成的负担5倍。(2)国家室内空气检测部门作过相关统计,显示新装修居室90%以上有害气体严重超标。(3)央视二台经济信息联播:北京、上海、天津三大城市居室抽检,甲醛超标的比例分别为79%、82%、81%,居室空气污染严重威胁人类健康。(4)有关医疗部门统计:我国每年因装修污染引起上呼吸道感染而致死亡的儿童中有约100多万,其中5岁以下儿童占大多数;68%的孕妇胎儿畸形是由居室甲醛严重超标所致,90%的新居白血病患儿家中半年内装修过。(5)北京市化学物质毒性鉴定中心数据:北京每年因有毒装饰材料引发的急性中毒事件有400多起,中毒人数10万人,死亡人数350人。(6)我国室内装饰协会环境检测中心调查统计我国每年由室内空气污染引起的死亡人数已达11.1万人平均每天大约死亡304人,污染一直作为“隐形杀手”潜伏在各种建筑中。(7)哈尔滨血液肿瘤研究所去年收治1800多例肿瘤患者,46.7%是室内装修有害气体造成的。以上数据的发布者都将罪魁祸首直指建筑装修材料产生的污染物。
危害较大的主要污染源为甲醛、苯、甲苯、总挥发性有机物TVOC等有机物质。为了生命的健康,从源头清除室内污染源并保证室内空气质量的达标,是每一个家庭和居所应该具备的基本要素。
1.1 甲醛
甲醛是一种无色,有强烈刺激型气味的气体,可经呼吸道吸收。在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇,35%~40%的甲醛水溶液叫作福尔马林,具有防腐、消毒、杀菌和漂白的功能。甲醛在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。甲醛被广泛用来制造板材黏合剂,室内装修和家具常用的中高密度板、胶合板、大芯板等人造板材以及复合板等都是甲醛的载体。
1.2 甲醛的危害
甲醛对人体有害,并且对人体的危害具有长期性、潜伏性、隐蔽性的特点。相关数据显示,甲醛在新装修后的房间在其后5-15年左右的时间里缓缓释放。空气中甲醛含量为0.1mg/m时就有使人产生不适的异味,约0.5rag/m3时可引起流泪,0.6me/m时可引起咽喉不适或疼痛,约12-24rag/m3时感到呼吸困难、咳嗽、胸闷和头痛,大于60rag/m3时可能引发肺炎、肺气肿甚至死亡。长期接触低剂量甲醛可出现眼睛、皮肤和呼吸系统的刺激症状,引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症新生儿体质降低、染色体异常;高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有损害,严重时会诱发各种癌症。在所有接触者中,儿童孕妇和老年人对甲醛尤为敏感,危害也就更大。另外,美国《美国流行病学杂志》指出,装修污染让孕妇生出患有心脏疾病孩子的可能性增加了3倍。这与新装修的房子中甲醛、苯、氡、氨等强致癌物以及影响人体造血功能的挥发性有机化合物超标有很大关系。
2 室内环境检测的内容及要点
一般情况下,室内环境检测包括以下几个方面的内容:第一,根据我国颁布的《室内空气质量标准》等规范,室内环境检测需要对室内整体环境的质量状况进行评价;第二,当发现室内环境污染时,需要对污染进行进一步的检测和分析,从而尽快找到污染源头并确定污染严重程度,及时制定相应的措施进行污染控制和净化,从而尽量减少污染物对室内环境所造成的污染;第三,如果检测通过或者是检测后的污染源及时清除,则需要后续进行持续的跟踪检测,确保污染源没有再次出现,保证室内环境污染得到彻底解决。通常来说,室内环境检测的项目主要有甲醛、苯、放射性和氡。对于刚刚装修完的房子,在经过室内环境检测之后,只有确保其环境质量合格,才可以投入使用。这里需要注意的是,检测工作需要在装修工程竣工完成的1周之后才能进行,同时要注意房屋的通风换气。在进行环境检测采样之前,需要保持至少12h的门窗紧闭,采样时也要保持门窗关闭状态,采样时间不少于45min。除此之外,检测工作开始的前3天最好是避免有阴雨天气,并选择在建材较集中的地方进行取样和检测。
3 室内环境检测的方法
3.1 氨气的检测
一般选择分光光度监测法,必须严格依照国家在室内空气监测方面的规范来执行检测,其中靛酚蓝分光光度法具有良好的检测功能,具体过程与原理为:采用稀硫酸来充分吸收来自于室内空气内部的氨气,其中次氯酸钠将同水杨酸发生化学反应,并能够生成带有颜色的物质,对此实施比色定量。
3.2 甲醛的监测
根据甲醛活跃的化学性质,通常适合选择定量检测与分析法,例如:酚试剂比色法、AHMT比色法以及气相色谱法等都是常用检测方法,但是气相色谱法成本较高且操作不便,AHMT比色法所需试剂及检测步骤较为复杂,具有一定的使用难度,在实际工作中常采用酚试剂比色法,其原理是通过空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物,再根据颜色深浅比色定量。
3.3 苯的监测技术
一般选择活性炭吸附与气相色谱相配合的方法进行监测,具体是在空气采样位置开启吸附管,两端孔径至少2mm,与空气采样器入气口垂直连接,以0.5L/min的速度,抽取20L以上空气,采样后再将管的两端密封保存,最后被吸附的苯用二硫化碳提取出来,用氢火焰离子化检测器的氣相色谱仪分析,以保留时间定性,峰高定量。 3.4 总挥发性有机化合物的监测
优选吸附管(确保可以装进0.2mg/Tenax-TA的吸附剂),采样流量0.2-0.5L/分,采集10L以上室内空气,采样过程中对应记录相关参数,例如:气压、温度等,可保存所采集气体两周。检测时把吸附管放在解吸设备内,确保温度达到300℃左右,借助高浓度氮气来将采集的气体输入针筒容器中,在小尺寸针筒配合下来充分吸收1mL的气体样本,同时向气相色谱仪中倾倒。
3.5 氡的监测
氡是一种危害性物质,容易麻痹人的神经,严重时引发肿瘤或癌症。其检测主要选择采样泵以及自由扩散方法进行检测,具体操作步骤为:抽取室内空气,将其输送至检测室,凭借测试所聚集的氡所产生的子体产物,以及静电吸附浓度的子体产物的放射性来判断控制氡的含量。
4 室内环境净化方法
4.1 生物方法
生物净化法属于典型的环保净化方法,就是利用自然界植物的吸附与吸收功能来实现对室内环境的净化。自然界的植物型生物,例如:花草、树木等绿色植物都具有吸烟滞尘、吸收噪音、净化空气、涵养水分等作用,将其应用在室内环境净化与空气净化中能够发挥净化作用。在室内培植一些盆景绿色植物,例如:绿萝花、月季花以及芦荟等,试验研究表明:芦荟在一昼夜的时间范围内,能吸收1m3空间内90%的甲醛。同时,一些爬藤类植物,例如:常青藤则可以有效吸收90%以上的苯,其他的绿色盆栽植物,例如:龙舌兰则可以有效吸收空气内一半的甲醛。其他的绿色盆栽植物也可以有效吸收来自于空气中的污染性物质,对此,可以通过增加室内绿色植物物种数量、扩大面积等来达到室内净化的目标。更重要的是绿色植物还能愉悦身心,绿化美化室内环境,为人们带来良好的环境空间。
4.2 化学方法
化学净化法是利用化学反应原理来治理室内环境空气,主要的化学净化反应包括:氧化反应、聚合反应、分解反应等,根据空气中的污染性气体、固体颗粒等的化学性质、化学原理等来选择化学净化剂,将其置于空气中,与空气中的污染性物质发生化学反应,生成干净、整洁的室内空气,解决空气污染问题。
室内装修后,最典型的室内污染物就是甲醛,如果得不到处理将会对人的身心健康带来极大的危害。利用甲醛捕捉剂的高效反应、高效运用等特点,能快速吸收室内的污染性气体或固体物质,通过化学反应的方式来清除污染性气体,从而实现对室内污染性物质的净化。
4.3 物理方法
从物理的角度来说,室内环境检测主要利用了物理的吸附、静电等性质。负离子具有一定的空气净化作用,负离子对空气中的尘埃有吸附作用,能够吸附空气中微小颗粒,使其附着到墙壁上。在环境净化当中,负离子的价值在于它的吸附量大。例如,电视机时间久了屏幕上附着的一层灰,其实就是吸附的空气中颗粒。常用的净化颗粒主要有颗粒活性炭、活性炭纤维以及活性氧化铝等等。其中,活性炭过滤能够对部分化学气体和气味起到一定的净化效果。但是,活性炭过滤对细菌的深度污染是没有作用的,且对化学污染也只是部分起作用。如果室内环境污染较为严重,则活性炭过滤的作用就不明显。所以,需要明确的是,活性炭过滤虽然对室内环境净化能够起到一定的作用,但并不是完全适合。
5 前景与展望
室内空气污染物种类多、来源广,即有室外的,又有室内的,对人体健康的影响既有短期也有长期效应。目前,各种控制技术都有优点及不足,如负离子技术除菌及除尘效果好,但对VOCs的去除效果不理想;膜分离净化技术对颗粒物及细菌去除效果好,但对低浓度的VOCs去除不理想;光催化氧化技术对VOCs去除较好,对颗粒物及灰尘去除效果差。因此,在控制技术上要优化组合出新技术,集多种技术优点于一体来治理室内污染。如采用活性炭与光催化氧化技术结合,可有效的去除室内空气污染。但催化剂表面的微孔容易堵塞,找到合适的载体将活性炭均匀负载在TiO2的镀膜上已成为关键。关键的技术问题有:采用有较高的通透性、气体分离系数较低、耐热耐压性能较好的无机陶瓷膜作为TiO2的载体;反应器的具体设计与构造;新型吸附剂的研究。对于空气污染的控制应从多方面多环节综合考虑科学设计,从而改善空气质量,营造出健康舒适的生存环境。
室内空气污染物品种多、来历广,即有室外的,又有室内的,对人体健康的影响既有短期也有长时间效应。现在,各种操控技能都有长处及不足,如负离子技能除菌及除尘作用好,但对VOCs的去掉作用不理想;膜分离净化技能对颗粒物及细菌去掉作用好,但对低浓度的VOCs去掉不理想;光催化氧化技能对VOCs去掉较好,对颗粒物及尘埃去掉作用差。因此,在操控技能上要优化组合出新技能,集多种技能长处于一体来管理室内污染。如选用活性炭与光催化氧化技能结合,可有用的去掉室内空气污染。但催化剂外表的微孔简单阻塞,找到适宜的载体将活性炭均匀负载在TiO2的镀膜上已成为要害。要害的技能问题有:选用有较高的通透性、气体分离系数较低、耐热耐压性能较好的无机陶瓷膜作为TiO2的载体;反应器的具体规划与结构;新式吸附剂的研讨。对于空气污染的操控应从多方面多环节归纳思考科学规划,然后改进空气质量,营造出健康舒服的生存环境。
总之,室内环境检测与净化具有一定的技术性、专业性,需要环境检测部门不断地更新与改进检测技术,提高室内环境检测的精度,同时,采取针对性措施来及时净化室内空气,从而确保室内环境健康、安全。
参考文献
[1] 邓高峰.室内空气质量及空气净化装置净化效果评价[D].北京化工大学,2012.
[2] 李彩霞.室内空气中甲醛检测采樣点的研究[D].南京理工大学,2012.
[关键词]室内环境;检测;净化方法
中图分类号:T443 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)28-0186-02
1 室内空气污染物危害
一组组瞩目惊心的数据:(1)世界卫生组织有关资料表明,全球每年因室内环境污染的死亡人数已达280万!世界卫生组织统计,每年全球由于室内空气污染引起肺炎、慢性呼吸道疾病和肺癌造成160万人死亡,室内空气污染造成的疾病负担超过室外空气污染造成的负担5倍。(2)国家室内空气检测部门作过相关统计,显示新装修居室90%以上有害气体严重超标。(3)央视二台经济信息联播:北京、上海、天津三大城市居室抽检,甲醛超标的比例分别为79%、82%、81%,居室空气污染严重威胁人类健康。(4)有关医疗部门统计:我国每年因装修污染引起上呼吸道感染而致死亡的儿童中有约100多万,其中5岁以下儿童占大多数;68%的孕妇胎儿畸形是由居室甲醛严重超标所致,90%的新居白血病患儿家中半年内装修过。(5)北京市化学物质毒性鉴定中心数据:北京每年因有毒装饰材料引发的急性中毒事件有400多起,中毒人数10万人,死亡人数350人。(6)我国室内装饰协会环境检测中心调查统计我国每年由室内空气污染引起的死亡人数已达11.1万人平均每天大约死亡304人,污染一直作为“隐形杀手”潜伏在各种建筑中。(7)哈尔滨血液肿瘤研究所去年收治1800多例肿瘤患者,46.7%是室内装修有害气体造成的。以上数据的发布者都将罪魁祸首直指建筑装修材料产生的污染物。
危害较大的主要污染源为甲醛、苯、甲苯、总挥发性有机物TVOC等有机物质。为了生命的健康,从源头清除室内污染源并保证室内空气质量的达标,是每一个家庭和居所应该具备的基本要素。
1.1 甲醛
甲醛是一种无色,有强烈刺激型气味的气体,可经呼吸道吸收。在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇,35%~40%的甲醛水溶液叫作福尔马林,具有防腐、消毒、杀菌和漂白的功能。甲醛在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位,已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。甲醛被广泛用来制造板材黏合剂,室内装修和家具常用的中高密度板、胶合板、大芯板等人造板材以及复合板等都是甲醛的载体。
1.2 甲醛的危害
甲醛对人体有害,并且对人体的危害具有长期性、潜伏性、隐蔽性的特点。相关数据显示,甲醛在新装修后的房间在其后5-15年左右的时间里缓缓释放。空气中甲醛含量为0.1mg/m时就有使人产生不适的异味,约0.5rag/m3时可引起流泪,0.6me/m时可引起咽喉不适或疼痛,约12-24rag/m3时感到呼吸困难、咳嗽、胸闷和头痛,大于60rag/m3时可能引发肺炎、肺气肿甚至死亡。长期接触低剂量甲醛可出现眼睛、皮肤和呼吸系统的刺激症状,引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症新生儿体质降低、染色体异常;高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有损害,严重时会诱发各种癌症。在所有接触者中,儿童孕妇和老年人对甲醛尤为敏感,危害也就更大。另外,美国《美国流行病学杂志》指出,装修污染让孕妇生出患有心脏疾病孩子的可能性增加了3倍。这与新装修的房子中甲醛、苯、氡、氨等强致癌物以及影响人体造血功能的挥发性有机化合物超标有很大关系。
2 室内环境检测的内容及要点
一般情况下,室内环境检测包括以下几个方面的内容:第一,根据我国颁布的《室内空气质量标准》等规范,室内环境检测需要对室内整体环境的质量状况进行评价;第二,当发现室内环境污染时,需要对污染进行进一步的检测和分析,从而尽快找到污染源头并确定污染严重程度,及时制定相应的措施进行污染控制和净化,从而尽量减少污染物对室内环境所造成的污染;第三,如果检测通过或者是检测后的污染源及时清除,则需要后续进行持续的跟踪检测,确保污染源没有再次出现,保证室内环境污染得到彻底解决。通常来说,室内环境检测的项目主要有甲醛、苯、放射性和氡。对于刚刚装修完的房子,在经过室内环境检测之后,只有确保其环境质量合格,才可以投入使用。这里需要注意的是,检测工作需要在装修工程竣工完成的1周之后才能进行,同时要注意房屋的通风换气。在进行环境检测采样之前,需要保持至少12h的门窗紧闭,采样时也要保持门窗关闭状态,采样时间不少于45min。除此之外,检测工作开始的前3天最好是避免有阴雨天气,并选择在建材较集中的地方进行取样和检测。
3 室内环境检测的方法
3.1 氨气的检测
一般选择分光光度监测法,必须严格依照国家在室内空气监测方面的规范来执行检测,其中靛酚蓝分光光度法具有良好的检测功能,具体过程与原理为:采用稀硫酸来充分吸收来自于室内空气内部的氨气,其中次氯酸钠将同水杨酸发生化学反应,并能够生成带有颜色的物质,对此实施比色定量。
3.2 甲醛的监测
根据甲醛活跃的化学性质,通常适合选择定量检测与分析法,例如:酚试剂比色法、AHMT比色法以及气相色谱法等都是常用检测方法,但是气相色谱法成本较高且操作不便,AHMT比色法所需试剂及检测步骤较为复杂,具有一定的使用难度,在实际工作中常采用酚试剂比色法,其原理是通过空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物,再根据颜色深浅比色定量。
3.3 苯的监测技术
一般选择活性炭吸附与气相色谱相配合的方法进行监测,具体是在空气采样位置开启吸附管,两端孔径至少2mm,与空气采样器入气口垂直连接,以0.5L/min的速度,抽取20L以上空气,采样后再将管的两端密封保存,最后被吸附的苯用二硫化碳提取出来,用氢火焰离子化检测器的氣相色谱仪分析,以保留时间定性,峰高定量。 3.4 总挥发性有机化合物的监测
优选吸附管(确保可以装进0.2mg/Tenax-TA的吸附剂),采样流量0.2-0.5L/分,采集10L以上室内空气,采样过程中对应记录相关参数,例如:气压、温度等,可保存所采集气体两周。检测时把吸附管放在解吸设备内,确保温度达到300℃左右,借助高浓度氮气来将采集的气体输入针筒容器中,在小尺寸针筒配合下来充分吸收1mL的气体样本,同时向气相色谱仪中倾倒。
3.5 氡的监测
氡是一种危害性物质,容易麻痹人的神经,严重时引发肿瘤或癌症。其检测主要选择采样泵以及自由扩散方法进行检测,具体操作步骤为:抽取室内空气,将其输送至检测室,凭借测试所聚集的氡所产生的子体产物,以及静电吸附浓度的子体产物的放射性来判断控制氡的含量。
4 室内环境净化方法
4.1 生物方法
生物净化法属于典型的环保净化方法,就是利用自然界植物的吸附与吸收功能来实现对室内环境的净化。自然界的植物型生物,例如:花草、树木等绿色植物都具有吸烟滞尘、吸收噪音、净化空气、涵养水分等作用,将其应用在室内环境净化与空气净化中能够发挥净化作用。在室内培植一些盆景绿色植物,例如:绿萝花、月季花以及芦荟等,试验研究表明:芦荟在一昼夜的时间范围内,能吸收1m3空间内90%的甲醛。同时,一些爬藤类植物,例如:常青藤则可以有效吸收90%以上的苯,其他的绿色盆栽植物,例如:龙舌兰则可以有效吸收空气内一半的甲醛。其他的绿色盆栽植物也可以有效吸收来自于空气中的污染性物质,对此,可以通过增加室内绿色植物物种数量、扩大面积等来达到室内净化的目标。更重要的是绿色植物还能愉悦身心,绿化美化室内环境,为人们带来良好的环境空间。
4.2 化学方法
化学净化法是利用化学反应原理来治理室内环境空气,主要的化学净化反应包括:氧化反应、聚合反应、分解反应等,根据空气中的污染性气体、固体颗粒等的化学性质、化学原理等来选择化学净化剂,将其置于空气中,与空气中的污染性物质发生化学反应,生成干净、整洁的室内空气,解决空气污染问题。
室内装修后,最典型的室内污染物就是甲醛,如果得不到处理将会对人的身心健康带来极大的危害。利用甲醛捕捉剂的高效反应、高效运用等特点,能快速吸收室内的污染性气体或固体物质,通过化学反应的方式来清除污染性气体,从而实现对室内污染性物质的净化。
4.3 物理方法
从物理的角度来说,室内环境检测主要利用了物理的吸附、静电等性质。负离子具有一定的空气净化作用,负离子对空气中的尘埃有吸附作用,能够吸附空气中微小颗粒,使其附着到墙壁上。在环境净化当中,负离子的价值在于它的吸附量大。例如,电视机时间久了屏幕上附着的一层灰,其实就是吸附的空气中颗粒。常用的净化颗粒主要有颗粒活性炭、活性炭纤维以及活性氧化铝等等。其中,活性炭过滤能够对部分化学气体和气味起到一定的净化效果。但是,活性炭过滤对细菌的深度污染是没有作用的,且对化学污染也只是部分起作用。如果室内环境污染较为严重,则活性炭过滤的作用就不明显。所以,需要明确的是,活性炭过滤虽然对室内环境净化能够起到一定的作用,但并不是完全适合。
5 前景与展望
室内空气污染物种类多、来源广,即有室外的,又有室内的,对人体健康的影响既有短期也有长期效应。目前,各种控制技术都有优点及不足,如负离子技术除菌及除尘效果好,但对VOCs的去除效果不理想;膜分离净化技术对颗粒物及细菌去除效果好,但对低浓度的VOCs去除不理想;光催化氧化技术对VOCs去除较好,对颗粒物及灰尘去除效果差。因此,在控制技术上要优化组合出新技术,集多种技术优点于一体来治理室内污染。如采用活性炭与光催化氧化技术结合,可有效的去除室内空气污染。但催化剂表面的微孔容易堵塞,找到合适的载体将活性炭均匀负载在TiO2的镀膜上已成为关键。关键的技术问题有:采用有较高的通透性、气体分离系数较低、耐热耐压性能较好的无机陶瓷膜作为TiO2的载体;反应器的具体设计与构造;新型吸附剂的研究。对于空气污染的控制应从多方面多环节综合考虑科学设计,从而改善空气质量,营造出健康舒适的生存环境。
室内空气污染物品种多、来历广,即有室外的,又有室内的,对人体健康的影响既有短期也有长时间效应。现在,各种操控技能都有长处及不足,如负离子技能除菌及除尘作用好,但对VOCs的去掉作用不理想;膜分离净化技能对颗粒物及细菌去掉作用好,但对低浓度的VOCs去掉不理想;光催化氧化技能对VOCs去掉较好,对颗粒物及尘埃去掉作用差。因此,在操控技能上要优化组合出新技能,集多种技能长处于一体来管理室内污染。如选用活性炭与光催化氧化技能结合,可有用的去掉室内空气污染。但催化剂外表的微孔简单阻塞,找到适宜的载体将活性炭均匀负载在TiO2的镀膜上已成为要害。要害的技能问题有:选用有较高的通透性、气体分离系数较低、耐热耐压性能较好的无机陶瓷膜作为TiO2的载体;反应器的具体规划与结构;新式吸附剂的研讨。对于空气污染的操控应从多方面多环节归纳思考科学规划,然后改进空气质量,营造出健康舒服的生存环境。
总之,室内环境检测与净化具有一定的技术性、专业性,需要环境检测部门不断地更新与改进检测技术,提高室内环境检测的精度,同时,采取针对性措施来及时净化室内空气,从而确保室内环境健康、安全。
参考文献
[1] 邓高峰.室内空气质量及空气净化装置净化效果评价[D].北京化工大学,2012.
[2] 李彩霞.室内空气中甲醛检测采樣点的研究[D].南京理工大学,2012.