第二章：室内空气污染源控制技术.ppt

室内污染控制与洁净技术 第二章 室内空气污染源控制技术 控制室内空气污染源是解决室内空气污染问题最经济 最有效的方法 国内有关室内环境标准 技术规范的编制思想体现了这一思路 在实施污染源控制时 不仅要关注污染源的释放强度 更要关注污染源的释放总量 概述 第二章 室内空气污染源控制技术 避免或减少室内污染源 2 1 绿色技术及其应用 2 2 室内主要污染源的处理 2 3 第二章 室内空气污染源控制技术 2 1避免或减少室内污染源 2 1 1避免或减少污染源进入室内 避免或减少污染源进入室内的有效手段是采用无污染或低污染的生产资料 建筑装饰材料 工作设施 生活日用品等环保物品 并采取措施 减少室外大气对室内环境的影响 例如 在工业生产方面 用无毒原料代替有毒原料 能够从根本上防止有害物 我国在开发应用绿色环保型建筑装饰材料方面 积极引进和吸收国外新型无污染的环保建材生产技术 在实际施工过程中 选用符合国家标准的低污染的建筑材料 并控制材料的总用量 在设计空调系统时 新风进口远离停车场 冷却塔 排风口等地方 尽量将新风进口设在空气清新处 另外 国家可以出台一些优惠政策 鼓励使用者采用环保材料 2 1避免或减少室内污染源 2 1 2实现清洁生产及施工 在生产 施工等过程中 都会产生大量的有害物 采用新技术 能有效地解决防尘 防毒问题 例如 用湿式作业代替干式作业 可以大大减少粉尘的产生 利用无氰 无汞工艺可以解除氰 汞等剧毒物质的危害 产品 材料 在使用前进行工艺性处理 如用40 温度下烘烤 可大大加快甲醛的释放 或将其产品放置在空旷通风处一段时间后 再投入室内装修 在建筑装饰过程中 采用低甲醛 VOC含量的黏结剂等清洁施工方法 可以有效地降低建筑物使用过程中甲醛 VOC的释放水平 在微生物控制方面 可以将有助于微生物生长的材料等进行密封 对施工中受潮的易滋生微生物的材料进行清除更换等 2 1避免或减少室内污染源 2 1 3降低污染源的影响范围 当无法避免室内有害物的产生 则应当采取措施控制有害物在室内的扩散 以减小影响范围 例如 利用隔离 密闭 局部排风等方式 将室内局部地点产生的余热 风尘 有害气体或蒸气控制在一定的范围内 并直接或经过处理后排至室外 从而有效降低其他区域的污染量 2 1避免或减少室内污染源 2 1 4避免人为因素造成的污染 在实际生产 生活等过程中 由于人为因素造成的污染事件屡见不鲜 屡禁不止 因此 应当加大宣传教育力度 提高个人的环保意识和自我保护意识 建立严格的规章管理制度 生产操作规程 公共场所卫生管理条理等 规范个人行为 强化管理 对违规人员给予相应的处罚 2 2绿色技术及其应用 2 2 1绿色技术与绿色建筑 1 绿色技术概述 舒适 健康的人居环境 是我们共同的追求 以高消耗 高排放 易污染为特征的现代技术 奉行 人类中心主义 追求的目标是征服自然 实践表明 现代技术正在改变地球的基本演化方式 不符合可持续性发展战略 将可持续发展的理念融合到建筑的全寿命过程中 即发展绿色建筑 已成为今后建筑技术发展的必然趋势 绿色技术 是指能减少环境污染 节能降耗的技术 工艺或产品的总称 即在发展和应用提高生产效率的同时 能够提高资源和能源利用率 减轻污染负荷 改善环境质量的技术 主要内容 能源技术 材料技术 催化剂技术 分离技术 生物技术和资源回收技术 理论体系 绿色观念 绿色生产力 绿色设计 绿色生产 绿色化管理 绿色处置等 2 2绿色技术及其应用 绿色技术创新的主体是企业 越来越多的企业积极选择绿色战略 推进绿色技术创新 生产绿色产品 企业开发 应用绿色技术 其经济价值可能是显性的 货币化的 也可能是隐性的 非货币化的 2 绿色建筑概述 绿色建筑 是人们理念转变的产物 即用生态方法来创造出的生活空间和生产空间 是指为人类提供健康 舒适的工作 居住 活动空间 同时最高效率地利用能源 最低限度地影响环境的建筑物 绿色建筑应遵循可持续发展原则 体现绿色平衡理念 通过科学的整体设计 集成绿色配置 自然通风 自然采光 低能耗围护结构 太阳能利用 地热利用 中水利用 绿色建材和智能控制等高新技术 2 2绿色技术及其应用 绿色建筑是绿色建筑规划 设计 绿色建筑技术和绿色建筑材料的高效集成建筑 即 资源有效利用 保护环境 亲和自然 舒适 健康 安全 的建筑 故又可归纳为4R建筑 Reduce 减少建筑材料 各种资源和能源的使用 Renewable 利用再生能源和材料 Recycle 利用回收材料 设置废旧物回收系统 Reuse 在结构允许的条件下重新使用旧材料的建筑 绿色技术主要有 绿色建筑材料技术 建筑节能技术 可再生能源利用技术 2 2绿色技术及其应用 2 2 2绿色技术在室内环境中的应用 根据绿色建筑功能的定义 绿色建筑首先要具有健康和高质量的室内物理环境 尽可能地运用天然采光和自然通风 保持舒适的温 湿度 降低室内的空气污染 减少空气中的生物污染物 有利于居住者健康的建筑 尽可能采用符合人体健康标准的建筑材料和装饰材料 具备较好的室内空气质量 保障人体健康 绿色的室内环境应符合世界卫生组织提出关于有关室内环境的健康标准 尽可能不使用有毒害的建筑装饰材料装修房屋 如含高挥发性的有机物 甲醇 放射性等物质的材料 室内二氧化碳浓度低于1 10 3 粉尘浓度低于0 0015mg 3 2 2绿色技术及其应用 室内温度保持在17 相对湿度全年保持在40 70 噪声级小于50d 1d的日照要确保在3 以上 有足够的照明设备 有良好的换气设备等 1 绿色建材技术的应用 1988年第一届国际材料科学研究会上 首次提出了 绿色材料 的概念 1992年 国际学术界明确提出 绿色材料的定义 是指在原料采取 产品制造 使用或者再循环 以及废料处理等环节中对地球负荷最小和利于人类健康的材料 亦称之为 环境调和材料 基本特征 生产建材尽量少用天然资源 大量使用尾矿 废渣或废液 垃圾等废弃物 2 2绿色技术及其应用 采用低能耗 无环境污染的生产技术 在生产中不得使用甲醛 芳香族 碳氢化合物等 不得使用铅 镉 铬及其化合物制成的颜料 添加剂和制品 产品的设计宗旨是改善生产环境 提高生活质量 即产品不仅不损害人体健康而且有益于人体健康 产品具有多功能 如抗菌 灭菌 防霉 除臭 阻燃 隔热保温 防火 调温 消磁 防射线 抗静电等功能 产品可循环和回收利用 无环境污染废弃物 以免造成二次污染 近20年来 欧美 日本等发达国家对绿色建材发展非常重视 如加拿大的Ecologo标志环境保护计划 对于人造板材中的有机散发物也进行了严格的规定 国家环保总局于1994年在6大类18种新产品中首先实施了环境标志 2 2绿色技术及其应用 在提倡和发展绿色建材的基础上 有些国家已开发了一些环保型 健康型的绿色建材新产品 并已在住宅或公共建筑上采用 取得了良好的技术经济 环境效果 受到高度的评价和欢迎 例如 防霉壁纸 排除了普通壁纸因空气潮湿或室内外温差较大而出现的发霉 起泡 滋生霉菌等现象 PVC管具有塑料与金属的优良性能 不会生锈 不污染水质 乳胶漆也是装饰涂料的新品 它味香 无毒且施工方便 这些绿色材料都已得到较广泛的应用 再如近年来在建筑材料领域中广泛应用的光催化技术 在陶瓷的釉中加入TiO2 在光线的照射下产生氧化能力极强的基团 使陶瓷具有防滑 抗菌 防污 防臭的功能 2 绿色能耗技术的应用 绿色建筑的室内环境是 以人为本 的室内环境 是与地球生物圈的生态环境相协调融合的室内环境 其节能和环保并不是以影响居住者的健康和降低居住者的工作效率为代价 因此 绿色建筑是有效利用能源 保护环境 亲和自然 舒适 健康 安全的建筑 2 2绿色技术及其应用 3 资源处置回收技术的应用 绿色能耗技术的应用主要有 自然通风的利用 自然采光的应用 太阳能的应用 地热资源的利用 蓄能技术应用等 绿色建筑从节约能源和材料的角度出发 要求建筑本身对外部环境的影响要尽量小 不得对外部环境产生破坏性影响 尽可能对建筑材料实现重复使用和循环使用 以及在中水循环 高效节能设备和控制系统的充分利用 不仅有助于减少建筑废料和家庭废料的产生 而且在降低自然生态系统的破坏 减少环境污染方面具有重要意义 2 2绿色技术及其应用 对于建筑垃圾的处理 一是在建筑建造过程中尽量减少垃圾的产生 推行清洁生产技术 二是在施工过程中 也要减少能源 材料的损耗和浪费 三是控制扬尘 水 噪声等污染 做好废弃物的管理工作 对于生活或工作产生的废水和污水可通过设计专用管道进行分开处理 对于可回收二次使用的水可通过水回收设备进行二次使用 对于含污物的水需进行处理后再进行排放 以尽量减少对周围环境的影响 对于生活 工作中产生的垃圾可采用分类处理的方法 将可回收垃圾与不可回收垃圾分开处理 2 3室内主要污染源的处理 2 3 1室内甲醛污染源的控制 1 室内污染源的控制处理 建筑装修材料中含有甲醛外 家庭日用化学品也是室内甲醛的来源 其中 各类人造板的甲醛散发量最大 因此 在铺地板 安装墙壁装饰板 保温 隔音板和家具时不宜用刨花板 硬木胶合板 中强度纤维板等含有甲醛的材料或陈设 可使用甲醛释放量较少的或不含甲醛的原木材 软木胶合板 装饰板等 停止使用产生甲醛的脲醛泡沫塑料 1 人造板中甲醛的主要来源 木材本身散发出的甲醛 胶黏剂中未参与反应的游离状甲醛 热压时未完全固化产生的甲醛 人造板在使用过程中结构降解释放甲醛 2 3室内主要污染源的处理 需要注意的是 人造板甲醛含量和甲醛散发量是两个不同的概念 其甲醛含量并不等同于甲醛散发量 2 降低人造板中甲醛散发的相应措施 胶黏剂控制 胶黏剂控制是最重要 最有效的措施 降低甲醛 尿素摩尔百分比和分批投加尿素是控制甲醛释放行之有效的方法 其本质是运用化学平衡的原理 依靠增大反应物尿素的量 从而提高甲醛的转化率 达到减少胶液中游离甲醛的含量的目的 工艺条件控制 就工艺条件而言 可减少甲醛释放的措施有降低水分 改进热压条件和使用甲醛捕捉剂 由于较低了甲醛 尿素的比值 分批加尿素的同时往往会引起树脂的贮存期短 黏结性能 耐水性和初黏性下降等问题 因而要在此基础上再往脲醛树脂中加入甲醛捕捉剂 如尿素 淀粉等 从而降低甲醛含量和释放量 2 3室内主要污染源的处理 后期处理控制 当热压后的板材甲醛散发量偏高时 所采取的应急补救措施称为后期处理 可通过化学处理和封闭处理两种方法实现 化学处理是在人造板的表面施加某种有反应活性的物质 这些物质能够与板中的游离甲醛发生化学反应 阻止甲醛向外界散发 封闭处理是在人造板表面贴面或涂饰 现在有些涂料可以同时实现上述两种方法 较好地阻止了甲醛的散发 3 化学处理 氨处理把热压后的板子送入氨处理室 用氨对其进行后期处理 清洗或浸渍 可显著地降低板子的甲醛散发量 在处理过程中 氨与板中游离的甲醛发生反应生成俗称乌洛托品的六亚甲基四胺 6CH2O 4NH3 C6H12N4 6H2O 氨不但可以有效地捕捉游离甲醛并与之反应 还能与人造板中游离酸反应 使板的PH值升高 经过氨处理后的人造板贮放3个月以后 甲醛散发量降低率大约为57 71 左右 2 3室内主要污染源的处理 尿素处理 将尿素溶液喷洒到板材表面 喷洒量常以每平方米表面积若干克计 可使其甲醛散发量降低30 优化工艺后甚至可以降低50 以上 尿素的作用 一是可以和甲醛起化学反应并与之结合 二是尿素在水溶液中热分解 尤其在酸性条件下分解形成铵离子 后者可以和甲醛产生类似 氨处理 的反应 封闭处理 对人造板的表面和端面进行封闭处理是一种可操作性强的方法 贴面方法 单板贴面 微薄木贴面 聚氯乙烯薄膜贴面 塑料装饰板贴面 金属箔贴面等 最好的封闭效果可以把甲醛浓度降低到基值的1 67 2 3室内主要污染源的处理 有些油漆可以同时实现上述两种方法 例如 在刨花板表面涂刷含有尿素 联氨等物质的油漆 可与游离甲醛进行反应 同时还可以利用漆层的封闭功能 油漆之后 人造板的甲醛散发能力取决于涂饰量 涂层抗渗能力 可与甲醛反应的添加剂种类及其用量 以及板子原有的甲醛散发能力等 油漆处理 2 室内通风换气 室内通风换气 与外界互换速率越高 降低室内甲醛污染的效果往往明显 但对甲醛强污染源而言 其释放率是挥发梯度或空气中甲醛值的函数 通风使该值降低 而释放率却增加了 因此 加大室内空气与外界的循环 适用于甲醛污染源强度较低的情况 对于强污染源应采用其它方式控制 2 3室内主要污染源的处理 3 室内小气候控制 室内小气候的温度和湿度直接影响甲醛的游离 研究表明 当温度降到25 30 时 可降低甲醛50 相对湿度降低到30 70 时 甲醛含量可降低40 温度和湿度主要是通过改变污染源的扩散效应降低室内甲醛含量 4 室内空气净化器 室内净化器可有效地去除室内空气中的挥发性有机物 采用膜分离法或光化学催化法等技术的空气净化器都可以将甲醛很好的吸附或转化分解 2 3室内主要污染源的处理 绿色植物可以有效地降低空气中的化学物质 并将它们转化为自己的养料 在24小时的照明下 芦荟可以吸收1 3空气中的甲醛约90 龙舌草可吸收的甲醛约50 垂挂兰能吸收空气中的甲醛约86 研究表明 吊兰可以有效净化空气中的甲醛 在放入吊兰两周以后甲醛浓度得到显著降低 可降为原来的1 2 以上的各种处理方法都是从某个方面来降低游离甲醛含量 不能从根本上解决问题 要彻底消除室内游离甲醛的危害 最好采用性能良好的无醛胶粘剂 5 植物净化 2 3室内主要污染源的处理 2 3 2室内氡污染源控制 1 氡的性质及危害 氡是由镭衰变产生的自然界惟一的天然放射性惰性气体 它没有颜色 也没有任何气味 在空气中 氡原子的衰变产物称为氡子体 常温下 氡及其子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气 放射性气溶胶很容易停留在呼吸系统 并在局部区域不断累积 长期吸入高浓度氡 最终可诱发肺癌 2 氡在地质环境中的迁移理论 氡是一种惰性气体 热运动比较强 容易侵入人们的生活环境而造成危害 它会从浓度高的地方向低浓度处传播 直到各处的氡浓度达到动态平衡为止 了解氡在地质环境中的迁移规律 有助于从源头控制室内氡污染 2 3室内主要污染源的处理 岩石中普遍存在一些相互连通的孔隙 这是氡在其中迁移的重要通道 氡在空气中的扩散速度为0 46 10 3cm s 在水中的扩散速度为4 15 10 6cm s 由于氡是一种放射性气体 半衰期仅有3 825d 因而它的迁移与其他气体有很大不同 且在传播过程中会有一部分原子发生衰变 根据扩散理论推算 氡在空气中扩散程仅为7 6m 在岩石中即使孔隙度大到40 其扩散程也不超过6m 但是 近几十年来该理论受了到一定的挑战 3 氡的源头控制技术 室内的氡含量无论高低都会对人体造成危害 但只要注意降低住房的氡含量就可以减少这种危害 氡的防治具体做法如下 1 正确选址预防和降低氡及其子体潜在危害的最有效措施是 在建房前进行地基选择时就考察地质和土壤性状并分析相关数据 考虑该地是否适合建房或需要采取何种降氡措施 2 3室内主要污染源的处理 2 铺垫隔离层若必须在氡释放潜力较大的地方建造房屋 就需要合理地处理地基 铺填隔离层 可阻止一部分氡进入室内 例如 0 3m的填土可使氡释放率降低80 3 自然或强制沉积氡子体是带荷电的 这使得它们能黏附于气溶胶颗粒表面 也可沉积到建筑物表面 从而减少暴露 当气溶胶颗粒浓度大于105个 cm3时 沉积到建筑物表面的氡子体占总氡子体的4 而当气溶胶颗粒浓度小于103个 cm3时 该比值为86 氡子体沉积到墙面上的能力高于沉积到地板和室内物体的台面上的能力 沉积消减氡子体暴露的实际应用包括 使用天花板和HVAC 供暖通风与空调 系统设备来降低氡子体暴露 选择强制空气供暖系统替代辐射传热系统 减少颗粒产生 如限制吸烟和控制室内灰尘等 2 3室内主要污染源的处理 某些建筑材料会释放氡 如某些矿渣混凝土砖的镭和氡释放水平就比较高 各种密封剂的氡释放消减率见表2 1 4 设置扩散屏障和涂覆封闭剂 表2 1氡密封剂的消减性能 5 防止土气 氡气 进入室内的地下建筑物设计和施工通过合理设计和建设地下室 水泥地板和管廊等地下建筑 可有效地防止土气进入室内 如图2 1所示 具体措施包括以下几点 在水泥地板下面铺设150 m厚的聚乙烯薄膜防渗层 浇注地板时 一方面以防止地板 柱脚等处出现较大的裂缝 另一方面 地板浇注后要覆盖保湿层 保持地板处于潮湿状态达数日之久 以最大限度地减小水泥收缩和地板裂缝 2 3室内主要污染源的处理 图2 1减少氡进入室内路径的方法 2 3室内主要污染源的处理 在地板四周和地板连接处要设置可伸缩材料 防止氡通过地板与墙体交界边缘或地板接缝部位进入室内 若地板四周有排水沟 地板与墙体的连接不能密封 以便允许水流至地板下部 在地板下靠近柱脚附近和在铺填砾石的地方 应设置布孔排水管网 并将其连至通风系统 地板浇注完毕 应取出全部护坡桩和模板 并在地板养护期间填充密封取出护坡桩和模板留下的孔 以防止氡通过这些路径进入室内 如果地板上建有排水沟 应将水排至明沟 暗沟直到设有排水泵的集水坑 应完全密封集水坑的项部 防止氡通过集水坑口进入室内 基础墙的外表面应用高质量防渗 防水密封胶或聚乙烯膜喷涂 内表面应涂覆高质量防水涂料 空心砌块基础墙的顶部应进行密封处理或加盖 2 3室内主要污染源的处理 对全部穿墙 穿地板 穿阻挡层的孔管周围缝隙应进行密封处理 地下室与相邻管廊区之间的门或其他开口部分要保持气密 6 避免室内真空 当室内存在真空时 土气在压力差的作用下 可能通过缝隙进入室内 因此 需要保持墙壁无裂缝和裂隙 窗玻璃安装严密 减少各间居室之间对流风 以免形成负压造成地下氡上涌 避免室内真空 防止氡进入室内的措施 如图2 2所示 7 防止氡进入已建建筑可采取如图2 3所示的简易降氡措施 进一步降低室内氡水平 浇注水泥地板之前 在地板下面铺垫约10cm厚豌豆大小或再大些的砾石层 以便在地板下面建立通风系统 2 3室内主要污染源的处理 图2 2减少真空效应的措施 2 3室内主要污染源的处理 图2 3房屋建成后的降氡措施 2 3室内主要污染源的处理 在浇注地板之前 将长约30cm 最小直径10cm的聚氯乙烯短管垂直插入地板下面的砾石层 并将短管的上端盖好 当建筑完工后 若需要采取进一步降氡措施 可将竖立短管的盖取下 并将其连到对流式烟道或由风机驱动的排风管中 另一种方法 即在已建好的水泥地板上钻一些直径为10cm的小孔 然后把通风管插入这些孔中 为产生必要的空气对流 被动式通风降氡方法通常需设置从地板直达屋顶的烟囱 当装有主动通风系统 风机驱动 时 通过屋顶的通风仍然是最好的方法 当地板下面的通风系统采用主动式通风 风机驱动 时 为防止排出的气体又反抽回去 必须采取措施及时补充空气 提高室内压力阻力排气倒贯 2 3室内主要污染源的处理 2 3 3室内氨污染源的控制 空气中氨主要来源 一种是在冬季施工过程中 在混凝土墙体中加入混凝土防冻剂 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 混凝土外加剂的使用 有利于提高混凝土的强度和施工速度 国家在这方面有着严格的标准和技术规范 正常情况下 不会出现污染室内空气的情况 可是北方地区近几年大量使用了高碱混凝土膨胀剂和含尿素的混凝土防冻剂 这些含有大量氨类物质的外加剂 在墙体中随着温湿度等环境因素的变化而还原成氨气 并从墙体中缓慢释放出来 造成室内空气中氨的浓度不断增高 2 3室内主要污染源的处理 室内空气中的氨也可来自室内装饰材料 如家具涂饰时所用的添加剂和增白剂大部分都用氨水