（环境科学专业论文）民用建筑室内氨污染、对人体健康影响及其光催化净化研究.pdf

a b s t r a c t t h r e e a s p e c t so f t h es t u d i e s h a v e b e e nc a r r i e d o u t o n t h e p r o b l e m o f i n d o o ra m m o n i a p o l l u t i o n f o rt h ea n t i f r e e z e rw i t hc a r b a m i d ew a sa d d e dt oc o n c r e t ew a l li nt h ew i n t e rc o n s t r u c t i o n ， i n c l u d i n gt h ee m i s s i o nr u l eo fa m l i l o n i a ，t h ee f f e c t0 1 3h u m a nh e a l t hf r o mi n d o o r0 3 3 3 m o n i a p o l l u t i o na n da m m o n i a r e m o v a l u s i n gn a n o - t i t a n i u m d i o x i d ef i l m f o ra m m o n i ae m i s s i o nf i o mi n d o o rc o n c r e t ew a u ，t h es c a l ec o l l o c a t i o nm e t h o da n dt h e e n v i r o n m e n t a lc h a m b e rw a s a d o p t e d f o rt h es i m u l a t e ds t u d yo i le m i s s i o nr u l eo fa i i l l a l o n i af r o m t h ee x p e r i m e n tp i e c e sw i t ht h ec h a n g e so f1 7 , r ha n da e r ：a n dt h er e s u l t so f 矗e l de x p e r i m e n t a n d 血a tf i o ms i m u l a t e de x p e r i m e n to f e n v i r o n m e n t a le h a m b e fa r cc o m p a r e d i tw a sf o u n di nt h e s t u d yt h a ta tf i x e dta n dr h ，、i t hi n c r e a s eo fa e t h e b a l a l i c ec o n c e n t r a t i o no fa m m o n i ai n c h a m b e rd e c r e a s e s ，a n di t sv o l a t i l i z i n gr a t ea n dc o m p l e t ee m i s s i o nt i m eh a v ed e f i n i t er e g u l a r i t y a tf i x e da e ra n dr h ， w i t hi n c r e a s eo f t e m p e r a t t a e , t h el t m m o n i ab 8 1 i t n c e ：c o n c e n t r a t i o na n d v o l a t i l i z i n gr a t ei nc h a m b e r i n c r e a s e ，a n dc o m p l e t ee m i s s i o nt i m ed e c r e a s e s i nc o m p a r i n g 砸t l l a e ra n dt t h er he f f e c to i la m m o n i ae m i s s i o nw a sl i m i t e d t h r o u g hc o m p a r i n gw i t ht h e r e s u l t so f 也e 丘e l dv e n t i l a t i o ne x p e r i m e n ta n dc o n c e n t r a t i o nm o n i t o r i n g ， a n dc o n s i d e r i n gt h e f a c t o ro fi n d o o rw a l la g i n gl i m e t h ec o n c l u s i o n so fa c t u a lt e s to fr e s i d e n c ea n de n v i r o n m e n t a l c h a m b e fe x p e r i m e n ta r eb a s i c a l l yc o n s i s t e n t u n d e rg e n e r a lc o n d i t i o n s t h ec o m p l e t ee m i s s i o no f a m m o n i af r o mt h ew a l lo fr e s i d e n c ew h e r et h ea n t i f r e e z ec o n t a i n i n ge a r b a m i d eh a sb e e au s e d a e e da b o u t1o 一3 2y e a r s t os t u d yt h et h ee f f e c to nh u m a nh e a l t hf r o mi n d o o ra m m o n i a p o l l u t i o n ，e x p o s u r e ，p o t e n t i a l d o s e p e r s o n a ld o s ed a t ea n dr i s kd e g r e eo fh u m a ne x p o s u r e dt o a m l n o n i aw e r ec a l e u l a t e d a c c o r d i n gt ot h et i m e a c t i o np a t t e a - no fp e o p l ea n d t h ee x p o s u r el e v e l t h er e s u l t si n d i c a t e da s f o l l o w s ：f o rt h ea d u l t sa n de n f a n t sr i v i n gi nt h eb u i l d i n g so f c o n c r e t ew a i l sc o n t a i n i n gc a r b a m i d e a 】a t i f r e e z e r , t h ee , x p o s i l l e , p o t e n t i a ld o s ea n dp e r s o n a la v e r a g ed o s er a t eo f h u m a n e x p o s u r e dt o i n d o o ra m m o n i aw e r em o r et h a no u t d o o ra m m o n i a a n dt h ei n d o o ra m m o n i a o f b u i l d i n g so f t h e c o n c r e t ew a l ln o tc o n t a i n i n ge a r b a m i d ea n t i f i - o e z e rr e s p e c t i v e l y ；a n dt h e r ew a sr i s kd e g r e ef o rt i l e a d u l t sa n de n f a n t s1 i v i n g , w h i l et h e r ew a sn o tf o rt h ea d u l t sa n de n f a n t sl l y i n gi nt h eb u i l d i n g so f c o n c r e t ew a l l sn o t c o n t a i n i n g e a r b a m i d ea n t i f r e e z e r t o p u r l f y i n d o o ra m m o n i 文p a r d e l e w a sl o a d e do nt h ea l u m i n u mf o i lu s i n g d i p c o a t i n gm e t h o d x - r a yd i f f r a c t i o n ( ) m d ) a n ds c a n n i n ge 1 e c t r o nm i c r o s c o p e ( s e m ) c h a r a c t e r i z e dt h ef o r m e d f i l mo i lt h ef o i l 砸1 eg a s e o u sa m m o n i aw a sd e r i v e df r o ma ne n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o ns i m u l a t e d c h a m b e r ( 1 m xl mxl m s t a i n l e s ss t e e l ) 1 f 1 1 cs p e c i f i c , a l l yd e s i g n e dp h o t oc a t a l y t i cr e a c t o rw a s u s e da s s e s s i n gt h ef a c t o r s i n c l u d i n gd i p - c o a t i n gt i m e s 。i n p u tf l o wr a t e o fa i rm i x e dw i t l l a m m o n i a , g a s e o u sa m i n o i n i ac o n c , e t t r a t i o n ，a n dr e l a t i v eh u m i d i t y ( r r i ) ，w h i c ha f f e c t e dt h e a l n m o n i ar e m o v a le f f i c i e n c y n 堵r e s u l t si n d i c a t e d ：( 1 ) r e m o v a le 伍e i e l l e yw a ss i g n i f i c a n tu n d e r t h e u s eo f u v l i g h ta t t h e w a v e l e n g t l a o f 3 6 5 m i l ，( 2 ) t h ee f f i c i e n c y ( ：l l n b e i m p r o v e du s i n g p r o p e r d i p - c o a t i n gt i m e s ，( 3 ) r e m o v a le f f i e i e a a e yu n d e l e q u i l i b r i u mc o n d i t i o nw a sn o tc h a n g e dw i t h i n c r e a s i n g r e l a t i v e h u m i d i t y ，w h i l e t h e d y n a m i ce q u i l i b r i u m d u r a t i o n w 勰s i g n i f i c a n t l y e f f e e t e d ( 4 ) i n p u ta i rf l o w r a t ea n d i n p u ta m m o n i a c o n c e n t r a t i o nw e r et h em a j o rf a c t o r sa f f e c t i n g t h el e m o - l ，a le 伍c i e n c yw i t ht h ef i x e du v l i g h ta n dt i 0 2f i l ma r e a k e y w o r d s ：a m m o n i a s c a l e c o u o e a t i o nm e t h o d c o n c r e t ew a l l h e a l t hr i s k t i t a n i u md i o x i d e 第一章绪论 1 1 背景 第一章绪论 1 9 8 9 年以来随着我国经济的快速发展，人民生活水平的提高，以及城市化进程的加快， 民用建筑的需求量急剧增加，室内装饰装修也更加普遍起来。由于没有严格限制室内建筑 装修材料中的有毒有害物质含量，同时又由于国家为了建筑节能而实施了封闭性民用建筑 设计战略，由此导致了普遍性的室内空气污染问题，严重影响了人体健康。可以肯定，室 内空气污染已经成为当前和今后人民群众关注的焦点问题之一【l “。 2 0 0 1 年，我国不少城市开展了室内空气污染现状调查研究工作。对深圳的住宅和办公 室的室内空气质量调查表明，室内空气中共检出甲醛、苯、甲苯和乙苯等2 0 多种挥发性 有机物，其中甲醛和苯的检出率高达1 0 0 ，室内甲醛是室外的1 5 1 5 0 倍，苯为室外的5 1 5 倍嗍；北京市环境监测中心的调查表明，有家具的居室甲醛浓度大大高于没有家具的居 室，有中密度板的新家具的居室中甲醛浓度最高；湖南省环境监测中心站对5 0 户新装修 的住宅检测发现多种物质超标严重，其中甲醛超标率1 0 0 ，超标最大倍数为4 4 3 倍，甲 苯超标率7 0 ，最大倍数为1 1 2 【5 】；天津市卫生防疫中心对新建及新装修的幼儿园、写字 楼和家庭居室共1 8 0 余家开展了检测，发现室内空气质量合格率仅为3 4 7 4 】： 福建省环 境监测中心对福州市开展了一次抽样3 0 家( 大部分为新近装修房) 的室内检测，结果苯 和甲醛两项1 0 0 超标，其中甲醛最高超标3 2 4 倍，苯最高超标2 2 5 倍口i 。在这些超标严 重的房屋中居住者不同程度地出现了诸如上呼吸道受刺激、胸闷、咽干、咽痛、味觉嗅觉 减退、头痛、厌食、疲劳等病态建筑综合症的症状。总之，大量的数据表明我国室内空气 污染问题具有普遍性和严重性，威胁着人们的健康安全。 在室内空气污染问题中，民用建筑室内空气氨污染现象特别受到人们的关注，而且该 现象在我国北方城镇中尤为严重并引发了多个诉讼案件】。2 0 0 0 年夏天，被称为精品建 筑的北京市现代城发生了室内氨污染事件，经检测发现氨浓度最高超标2 0 多倍( 公共场 所卫生标准) ；此外，北京市的环境保护部门抽查了6 座高档写字楼发现室内氨超标率高 达8 0 6 【7 1 。2 0 0 1 年，通过检测发现天津市室内空气质量不合格的室内，氨污染最为严重， 超标率达5 6 9 ，测得最高值超过国家控制标准的6 2 8 倍，平均超标3 6 5 倍【4 】。2 0 0 1 年7 第一章绪论 月9 日山东省威海市疾病控制中心对某1 9 层大楼进行的室内空气污染检测发现，不同楼 层室内氨超标范围6 1 2 6 倍( t j 3 6 7 91 9 8 0 工业企业卫生设计标准( 大气部分) ) 9 】a 封锦 芳和张立深1 9 9 4 年6 月对北京市1 3 所美发厅室内空气氨污染调查发现中、高档和低档美 发厅室内空气中氨浓度的均值分别为( 1 0 6 9 4 - 8 4 9 ) m g m 3 、( 9 7 3 3 6 7 ) m g m 3 1 0 】。李英娥 和张建华1 9 9 6 年9 、1 0 月份对上山东省济宁市区随机抽查2 0 家个体理发店，结果表明店 内空气中氨污染严重1 9 。广州市环境监测中心的曾燕君等人对刚装修的1 0 套私人居室和5 家单位办公室进行的监测表明，氨超标2 6 倍，监测时间距装修完毕的时间为1 3 2 个月 4 1 。 综上所述，与其他污染物相比氨的浓度超标倍数较大，再加上氨具有较大的刺激气味，使 得人们对室内氨污染的关注在一段时期内超过了其他污染物。 1 2 国内外室内氨污染研究现状 1 2 1 国内室内氨污染研究现状 针对我国室内氨污染的严重性，相关的研究已经展开，主要集中在了室内氨浓度的 检测与污染源调查、污染控制方面。 1 2 1 1 室内氨污染源调查 对于室内氨浓度调查方面的研究上文已经综述，也可参考文献 3 - 1 0 】。大量的调查发现 室内空气中氨的来源主要有三个方面： ( 1 ) 建筑施工中使用的混凝土外加剂。这种外加剂主要有两种：一种是冬季施工过 程中，在混凝土制备过程中加入含尿素的混凝土防冻剂；另一种是为了提高混凝土的凝固 速度，使用高碱混凝土膨胀剂和早强剂。这些外加剂含有大量胺基化合物，尤其含尿素的 防冻剂；室内墙体中的外加剂与混凝土中的水分发生化学反应并产生氨释放到室内空气 中，这种释放持续时间、污染重，对人体危害大，是最主要的室内氨的污染源【l l 】，而且大 多数的室内氨污染诉讼案件都源于此【”。 ( 2 ) 木制板材。用于制作家具的木制板材在加压成型过程中使用了大量由甲醛和尿 素合成的脲醛树脂粘台剂，其中的游离氨以及脲醛树脂分解产生的氨从木制板材中释放 到室内空气中，但以此方式产生的氨的量较小，以扩散到室外环境中，不会造成室内氨 污染【“j 。 2 曼= 量堕塑 ( 3 ) 室内装饰用添加剂和增白剂。家具涂饰时所用的添加剂和增白剂中很多含有氨 水的成份，它们在室温下易释放出气态氨，进入室内环境。但是，这种释放过程比较快， 而且在较短的时间内能够扩散到室外环境中，不会造成长时闽的污染。 此外，厕所也是室内氨的来源之一，人体分泌的汗液也可分解成氨，某些室内清洁 用品、理发店所使用的烫发水中含有氨，这些都可以是室内空气中氨的来源。 综上所述，冬季施工过程中混凝土中添加的含有尿素的防冻剂能够造成严重的室内 氨污染，是最主要的污染源，因此本论文将对含尿素防冻剂造成的室内氨污染进行研究。 1 2 1 2 室内氨污染控制研究 为了控制严重的室内氨污染，2 0 0 0 年后我国颁布的一系列室内空气质量相关标准法 规和规范中都将氨作为一个重要的指标加以限量，而这些新标准都是根据原来有关氨的标 准的基础上制定的。与室内氨污染相关标准见表1 1 。 表1 - 1 与氨有关室内标准比较与分析表”- ：z o 标准号标准名最高浓度限值适用范围 t j 3 6 - 7 9( - r 业企业设计卫生标准0 2m g m 3居住区 尿素含量 打开空气压缩机，通过调节空气流量控制a e r ，通过空调和加温装置调节环境舱 温度，通过调节进入起泡瓶的空气流量调节舱内相对湿度，使环境舱内各参数达到实验要 1 2 第二章应用比例配置法研究澹凝土墙体中氨的释放规律 求： 测定舱内本底氨浓度； 通过特制小车依次将墙体试块送入舱中，各试块之间最短距离不小于1 0 c m ，关闭 舱门，并开始计时； 实验开始后，2 小时内至少每隔o 5 小时采样一次，2 小时后视分析结果每扣8 小 时采样一次。如果连续四次氨浓度检测结果的变化范围小于5 ，实验结束；否则，继续 实验。 表2 - 1 环境舱实验参数 t ( )砌瞰)a e r 假1 )次数 实验a 2 0 4 5 0 5 ，1 o ，1 5 ，2 0 2 5 1 0 06 实验b 2 5 i 3 0 穗s i 4 04 51 54 2 83 n i 6 0 | 蛳1 03 实验c 2 04 5 7 502 2 5 计算方法 文中的氨挥发速率指单位肘间内单位墙体试块挥发表面积上释放的氨量，公式如下： 。：业：! 型 s 式中v ：氨释放速率( m j j 内；否：氨平衡浓度平均值( m g ，m 3 ) ；n 环境舱体积1 m 3 ； 氨释放表面积( 1 n 2 ) 。 本文用下式计算氨释放完全所需时间： f 。：j 生l 一( 2 ) 辅2 i 忑i 云- _ 百矿 ) t - 垃：氨完全挥发时间( 年) ；m 蔓：计算得到的尿素完全转化为氨的量( m g ) ：v 、s 同方程( 1 ) 。 2 6 质量保证和质量控制 为了能够保证所采用的数据和所得到的结论科学、有效、可信，本研究对墙体试块 的制作，运输、储存，及实验室和现场工作中的采样、样品分析、数据处理等过程实旄质 量保证和质量控制。现分述如下： 2 6 1 墙体试块制备、储运过程 为了保证老化时间的一致性，将试块分3 批且严格按照实验要求制备。试块在运送 1 3 t 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 和储存过程中采用塑料布密封。运到实验室的墙体试块置于避光阴凉处保存。在将墙体 试块放入环境舱时拆开密封的塑料布。墙体试块制各及运送的日期、批次、天气状况、 包装情况等进行详细记录。实验处理后的试块都须做标记，以备再次检测墙体试块中氨 的挥发情况。 2 6 2 实验仪器和环境舱 定期对流量计、仪器时钟、带刻度的玻璃仪器进行校准【3 8 。3 9 】。所有浓度都为标准状态 下的体积浓度。u v - 8 5 0 0 紫外可见分光光度计使用前首先采用标准镨铷滤光片在5 2 9 n m 和 8 0 8 r i m 两个特征吸收峰通过逐点测试法对波长进行了校验。 换气系统中的空气压缩机安装于实验室外清洁、干燥通风的地方，定期保养。环境舱 放置在有空调的实验室内，舱内放置可调电热管，以调节环境舱内温度。控制进入起泡瓶 的空气流量，准确调节舱内的相对湿度。定期更换和再生活性炭纤维净化管中的活性炭纤 维，净化压缩空气，保证输送到环境舱中的空气的清洁性。 2 6 3 采样和分析过程 采样前，仔细检查和处理多孔板吸收管。每次采两个平行样品，按编号规则对每个样 品编号，并分别记录采样起始时间，以及采样器的流量( l m i n ) 、舱内温度( ) 、r h ( ) 。 本实验所用的所有试剂均为分析纯，且都用无氨蒸馏水配制。记录配制试剂的时间， 配制好的试剂都储存于冰箱中，保证试剂的体系处于稳定状态，每月要重新配制一次， 并重新做2 条标准曲线，每一条标准曲线的相关系数必须大于o 9 9 9 ，斜率在o 7 5 0 8 5 之间。 采集的样品储存于2 5 毫升标准比色管中，并给标准比色管编号，然后置于冰箱中保 存。现场采集的空气样品吸收管用橡胶帽密封，防止氨挥发，避光保存，且1 小时内运回 实验室，并储存于冰箱中。2 4 小时内必须全部分析完毕。 每个现场样品的采集、运送、分析过程均应详细记录到现场样品跟踪表( c h a i no f c u s t o d yf o r m ) 上每个样品一张表格，操作者需签字。 2 6 4 数据处理的质量保证( q a ) 和质量控制( q c ) 每次实验结束，都要应用数理统计方法对实验数据进行统计分析，核查数据分布，对 1 4 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 统计结果影响大的极值要进行核实，并核实异常值。所应用的实验数据都为两次平行样数 据的平均值。 2 7r h 、a e r 和t 对氨释放影响的实验 2 7 1 湿度影响氨释放的实验 分别在a e r = 0 和a e r ：# ：0 两种情况下研究r h 对墙体试块氨释放的影响。为了便于控 制r h ，a e r 采用1 o h - 1 ，t = 2 8 c ，进行了 - 3 0 、6 0 ，9 0 f l c j 实验。结果见图2 - 2 和 图2 3 ，实验数据见附件1 中表1 和表2 。 旨 、一 糕 璐 r 臧 罡 鬟 1 2 1 0 毫8 56 萎4 2 o 图2 - 2 密闭状态下舱内氨浓度与时间关系曲线 ( a e r = 0 h 1 、 1 - - 2 0 c ，r h - - 一- 4 5 7 5 ) 01 02 0 3 04 05 0 时间( h ) 图2 3 通风状态下舱内氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = i 0 h 1 、t = 2 8 c ，r h = 3 0 、6 0 、9 0 ) 从图2 - 2 可以看出，在同一温度( 2 0 c ) 和密闭( a e r = 0 h 4 ) 条件下，氨最大浓 1 5 第二章应用比饲配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 度和平衡浓度都超过o 2 m g m 3 ( 室内空气质量标准讨论稿，本文以0 2 m g m 3 为室内氨 浓度评价标准) 5 0 0 倍以上。可见密闭状态下，易导致室内氨浓度超标。r h = 7 5 和 r m = 4 5 两条曲线相比，氨最大浓度相差1 4 7m g m 3 ，平衡浓度相差1 7m g m 3 ，差别 比较明显。 由圈2 3 可以看出，在t 毪8 、a e r = i o f f l 的条件下，r h = 3 0 和r h = 6 0 两条曲线 相比，舱内氨平衡浓度相差0 1m g m 3 ，最大浓度相差1 2 3 m g m 3 ，即使r h 升高到9 0 ， 舱内氨平衡浓度值也只降低到6 5 6 m g m 3 ，与r h = 3 0 和6 0 的平衡浓度相比，降低不到 2 5 。图2 3 和图2 - 2 相比，氨释放达到平衡状态的时间大大缩短，从缩短1 1 5 1 3 5 小时。 其原因与图2 - 3 的实验温度和a e r 分别比图2 2 实验高出8 c 和1 0 h - 1 有关。 2 7 2a e r 影响氨释放的实验 为了研究a e r 影响氨释放的规律，本次实验设定温度为2 04 c ，湿度为4 5 的条件下， 分别检测在不同的a e r ( 0 5 、1 0 、1 5 、2 0 和l o o h l ) 条件下氨的释放情况。 2 7 2 1 实验结果 ( 1 ) a e r = 0 5 、t = 2 0 c 、r h = 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 - 4 ，实验数据 见附件l 中表3 。 图2 - 4a e l 5 、t = 2 0 c 、r h - - - 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线 ( 2 ) a e r = i 0 、t = 1 5 、r m 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 - 5 ，实验数据 见附件1 中表4 。此分实验因天气反常，故温度为1 5 ( 2 。 1 6 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 图2 5 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 1 0 、t = 1 5 c 、r h = 4 5 ) ( 3 ) a e r 寻1 5 、t = 2 0 c 、rh _ = 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 - 6 ，实验数据 见附件1 中表5 。 图2 - 6 通风条件下氨浓度随时问变化曲线 ( a e r = i 5 、t = 2 0 、r i - i - - - 4 5 ) ( 4 ) a e r = 2 0 、t = 2 0 、r h - - - 4 5 条件下氨浓度随时问变化曲线见图2 7 ，实验数据 见附件l 中表6 。 图2 7 通风件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 2 0 、t = 2 0 、r h ；4 5 ) 1 7 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 因a e r 产1 0 、r h - - 4 5 条件时的温度为1 5 c ，故此处补充一个条件为a e r = i 0 、t = 2 0 、r h = 4 5 的实验，实验采用第二批墙体试块，也采用第二批试块进行t = 2 0 c 、r h = 4 5 、 a e r = 2 5 1 1 1 、1 0 0h 1 的实验，结果如下。 ( 5 ) 补做的a e r = i 0 、t = 2 0 c 、r f i - - 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 - 8 ，实 验数据见附件1 中表7 。 图2 8 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = i 0 、t 一2 0 、rh _ = 4 5 ) ( 6 ) a e r - 2 5 、t = 2 0 。c 、r h - - 4 5 条件下氨浓度随时问变化曲线见图2 - 9 ，实验数据 见附件1 中表8 。 图2 - 9 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 2 5 、t = 2 0 、r h l 4 5 ) ( 7 ) a e r = 1 0 0 、t = 2 0 c 、r h = 4 5 条件下氨浓度随时间变化衄线见图2 - l o ，实验数 据见附件i 中表9 。 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 2 7 2 2 结果讨论 图2 1 0 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 1 0 0 、t = 2 0 c 、r i - i - - - 4 5 ) 根据图2 4 2 1 0 和附件l 中表3 巧中的数据，以及墙体试块中的氨含量，并根据公式 1 和2 可以计算墙体试块表面的氨挥发速率。计算结果列于表2 - 2 。 表2 - 2a e r 影响氨释放结果汇总+ a e r氨浓度最大达到最大值 平衡浓度值达到平衡浓挥发速率完全挥发时 ( 次，小时) ( m g m 3 )时间( h )( m 咖，)度时间( h )( m g m 2 h )间( 年) 0 59 7 53 89 4 31 1 73 7 81 5 1 o + +1 0 92 16 0 24 14 8 21 2 1 53 0 81 9 54 4 73 75 3 71 0 2 09 2 02 o1 4 32 l2 2 92 4 1 0 8 5 51 8 52 3 94 9 51 9 l2 9 2 5 + +2 8 83 50 8 71 81 1 7 23 2 1 0 0 1 6 91 50 6 8 95 55 5 21 0 注：实验采用第一批墙体试块；一注：a e r l 0 射小时的分实验温度为1 5 ( 2 ；”：第二批墙体试块。 由表2 2 可以看出，尽管实验采用的试块有差异，但总体来看，在一定的温度( 2 0 ) 和相对湿度( 4 5 ) 下，环境舱内墙体试块氨挥发有以下规律： ( 1 ) 随着a i m 的增大，本实验中舱内最大氨最大浓度从9 7 5 m g ，m 3 下降到1 6 9 m g m 3 ； 平衡浓度从9 4 3 m g m 3 降低到0 6 8 9 m g m 3 ，可见增加a e r 可以有效降低舱内氨浓度 1 9 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 ( a e r 早1 0 不符合此规律的原因可能是因为温度未控制好) ，相应的达到最大值的时间缩 短。 ( 2 ) 随着a e r 的增大，舱内氨挥发达到平衡的时间和平衡浓度都减小，可见增加a e r 可以有效减少室内空气中氨浓度。 ( 3 ) 墙体试块表面挥发速率随着a e r 的增大先增加后减小，完全挥发时间则与此相反。 在a e r l 5 h 1 的条件下挥发速率最大，达5 3 7m g m 2 h ，相应的完全挥发时间为1 0 年。 ( 4 ) 本实验中，在一定的a e r 、温度和相对湿度下，达到平衡后挥发速率为最大， 因随着时问的推移，试块中含氨量会逐渐降低，平衡浓度也会逐渐降低，所以挥发速率随 之降低，表2 - 2 中所计算得到的完全挥发时间为该条件下的最短时间。 2 7 3t 影响氨释放的实验 温度是影响氨释放的一个重要影响因子。为了研究温度影响氨释放的规律，设定r h 和a e r 一定的条件下，在不同的温度情况下检测舱内氨的浓度情况，本次实验控制a e r 为1 5 h 1 ，r h 为4 5 ，温度分别为2 0 c 、2 5 ( 2 、3 0 c 、3 5 c 和4 0 。 2 7 3 1 实验结果 ( 1 ) a e r 早1 5 、t - - 2 5 c 、r h = 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 1 1 ，实验数据 见附件1 中表1 0 。 图2 1 1 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 1 5 、i ；2 5 c 、r h = = 4 5 ) ( 2 ) a e r = i 5 、t = 3 0 c 、r h = 4 5 条件下氨浓度随时闻变化曲线见图2 ，1 2 ，实验数据 见附件1 中表1 1 。 2 0 第二章应用比倒配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 图2 1 2 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = i 5 、t = 3 0 、r i - 4 5 ) ( 3 ) a e r = i 5 、t = 3 5 0 、r i h 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 1 3 ，实验数据见附 件1 中表1 2 。 图2 1 3 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = i 5 、t - 3 5 、rh _ 珥5 ) ( 4 ) a e r 芦1 5 、t = 4 0 o 、r h - - 4 5 条件下氨浓度随时间变化曲线见图2 1 4 ，实验数据见附 件1 中表1 3 。 图2 1 4 通风条件下氨浓度随时间变化曲线 ( a e r = 1 5 、i = 4 0 、r h = 4 5 ) 2 1 第二章应用比例配置法研究混凝土埔体中氨的释放规律 2 7 3 2 结果讨论 根据图2 1 1 2 1 4 和附件1 中表1 0 - - - 1 3 中的数据，以及墙体试块中的完全氨量，可以 锝戮表2 - 3 。 表2 3 温度影响氨释放结果汇总+ 温度氨浓度最大达到晟大值平衡浓度值达到平衡浓挥发速率完全挥发时 ( ) ( m g m 3 ) 时间( h ) ( m g m 3 )度时间( h )( m g m h ) 间( 年) 2 03 0 81 9 j4 4 7 3 75 3 7l o 2 54 8 31 93 1 73 83 8 1 1 5 3 07 9 91 0 57 4 3 2 68 9 36 3 3 51 2 4 1 81 2 02 51 4 43 8 4 01 3 s81 3 4 1 61 6 13 4 + 注：2 0 c 、2 5 c 3 0 c 、3 5 c 4 0 c 实验时因分别使用了不同批次的墙体试块，其结果有一定的偏差。 综合分析图2 1 l 以1 4 和表2 3 可以发现：在a e r = i 5 h - 1 、r h = 4 5 条件下，随着温度 升高，舱内氨最大浓度、平衡浓度藕氮挥发速率都依次升高；完全挥发时间逐渐缩短。本 实验中最大平衡浓度为1 3 4 m g m 3 ，相应的最短完全挥发时间为3 4 年。并且，随着温度的 升高，氨最大浓度和平衡浓度逐渐接近，完全挥发时间逐渐接近。在4 0 0 c 实验中，氨最大 浓度几乎等于其平衡浓度；3 5 和4 0 。c 时的氨完全挥发时间仅相差0 4 年。 根据表2 - 2 和表2 - 3 ，可以明显看出升高温度能明显促进氨释放，但同时也易导致舱内 氨浓度过高。 2 8 换风机控制室内氨浓度实验 为了控制实际住房内氨的浓度，2 0 0 1 年1 1 月在本研究的模拟对象即a 1 户型的副卧室 内( 户型图见图2 1 5 ) 采用功率强大的亚都换风机在室内进行通风换气实验( 简称“风机 实验”) ，并检测室内氨的浓度，将环境舱模拟实验数据与风机实验结果作简单对比，以验 证模拟实验是否与实际情况相符。 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 注：楼板厚度0 1 m ，层高3 0 m ，埔体厚度0 2 m ，宙口尺寸1 8 2 2 5 兰- - 4 o s m 2 。 图2 1 5a 1 户型副卧室平面图 根据a 1 户型的副卧室尺寸并按照尿素和防冻剂的添加比例可以计算得到副卧室的空 间体积3 8 5 3 m 3 ，理论上产生的氨量为2 2 1 2 k g 。 2 8 1 风机实验实验数据 换风机控制室内氨浓度实验数据见表2 - 4 。 表2 _ 4 换风机控制室内氨浓度实验数据 实测温度( ) 实测浓度风机选型 实测时间状态 ( m 3 h ) i 霪臻撼壤i囊瓣温魔ii 囊黜茎黪i ( m g 柑) 2 0 0 1 年1 1 月9 日 1 52 2 7 2封闭 1 2 ：2 5 2 0 0 1 年1 1 月9 日 1 41 81 4 50 7 8 l排风i 小时 1 3 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月9 日 3 0 01 4 51 7 51 5 50 5 3 9 排风2 小时 1 4 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月9 日 1 4 51 61 60 5 6 8排风3 小时 1 5 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月9 日 1 4 51 4 50 5 6 8排风4 小时 1 6 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 4 5 01 41 2 7 8封闭 l l ：2 5 第二章应用比倒配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 风机选型 实测温度( 3 2 ) 实测浓度 状态 ( m ? m ) 实测时间 霆豢鹾ii ：避壤温度二 ( m g m 3 )i 室摩凝魔j 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 1 3 51 41 3 0 4 2 6排风i 小时 1 2 ：3 0 2 0 0 1 年i i 月1 2 日 1 3 51 31 2 50 3 5 5排风2 小时 1 3 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 1 3 51 2 51 2 50 3 5 5排风3 小时 1 4 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 1 3 51 2 51 20 2 8 4继续排风 1 5 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 6 0 01 3 51 2 51 00 2 8 4 继续排风 1 6 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 2 日 1 31 18o 2 8 4继续排风 1 7 ：3 0 2 0 0 1 年1 1 月1 4 日1 2 ：0 0 排风 9 0 01 51 51 4 5o 2 1 3 1 2 ：0 0两小时后测 2 8 2 实验结果分析 根据表2 - 4 以及房闻的空间体积和理论转化的尿素量，可以计算出不同换风量的风机 每小时排出的氨量，计算结果与采用环境舱内2 0 1 2 时的模拟实验数据对比，见表2 ，5 。 表2 - 5 环境舱模拟实验与风机实验结果比较 实验混凝土中理室内温度平衡浓度平衡挥发速挥发完全 m r ( h 1 ) 名称论氨含量 ( ) ( m g m 3 )蛊( m g h n 2 h ) 时间( 年) 7 81 50 5 6 83 2 2】5 风机实5 0 k f m 3 1 1 71 50 3 5 53 0 21 5 验 或2 1 2 k g t 1 5 61 50 2 8 43 2 21 4 2 3 41 5o 2 1 33 6 21 3 0 52 09 4 33 7 81 5 1 01 56 0 24 8 21 l 环境舱 4 9 k g m 3 1 52 04 4 75 _ 3 71 0 模拟实 或1 9 6 k g t 2 02 01 4 32 2 92 4 验 2 52 0o 8 71 7 23 2 1 0 o2 00 6 8 95 5 21 0 第二章应用比例配置法研究混凝土墙体中氨的释放规律 根据表2 5 可以看出： ( 1 ) 随着a e r 的增加，实际房间中氨平衡浓度逐渐减小，这和环境舱模拟实验的规 律是一致的。 ( 2 ) 氨达到平衡时的挥发速率随着a e r 的增大交化规律性并不明显，在环境舱模拟 实验中为1 0 - 3 2 年；在风机实验中为1 3 1 5 年。 ( 3 ) 在a e r 和温度接近的情况下，两者的完全挥发时间接近，说明采用比例配置法 实验能模拟实际房间内氨挥发的情况。 2 9 室内氨浓度检测 2 9 1 检测目