室内空气污染源论文.docx

摘要室内环境质量的好坏直接影响人的健康。随着人类物质生活的提高，装修污染和微生物污染的普遍性与严重性已经达到令人震惊的程度。文章浅谈了室内空气污染物的来源及其危害，并对不同的治理方法的利弊特点进行分析。本文还介绍了椰壳活性炭的制作工艺及工艺参数。本文最后简要介绍了家庭居住环境的污染特点，以及家用空调新风引入的方式。着重讨论了不同的新风引入方式下对室内微生物污染物分布特性的影响。同时介绍了目前主要的生物污染物控制技术，分析其在家用空调系统使用的可行性。关键词：室内;空气污染；来源；危害；椰壳；活性炭；空调1、 室内空气污染源1.1室内空气污染的表现分析在进行室内空气污染分析时，首先必须要分析其污染主要表现，了解清楚室内空气污染的主要症状，以便及时地采取措施。室内空气污染的表现如下：（1）每天清晨起床时，感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩；（2）经常容易患感冒；（3）虽然不吸烟也很小接触吸烟环境，但是经常感到嗓子不舒服，有异物感，呼吸不畅；（4）家里小孩常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降，新装修的房子孩子不愿意回家；（5）家人常有皮肤过敏等毛病，而且是群发性的；（6）家人共有一种疾病，而且离开这个环境后，症状就有明显变化和好转。1.2室内空气污染的来源分析在了解了室内空气污染的主要表现之后，我们接着就要分析一下室内空气污染的来源，也就是它污染的途径，以便有针对性地采取措施。室内空气污染的来源如下：（1）由于食用而在室内释放的污染气体和颗粒；（2）装修材料释放的污染物；（3）家电所释放的污染物；（4）由于使用空调而导致室内空气质量下降。2、 室内空气污染源危害 即使我们了解到室内空气污染的主要表现及来源，然而我们还要透过现象抓本质，所以我们要进一步深入分析空气污染造成人类生病的因素，以便对症下药，才能有效地采取措施。室内空气污染的致病因素如下2.1甲醛的致病因素及危害分析1.家居中甲醛的存在。20世纪80年代，我国的室内污染主要是由于燃煤和吸烟造成的。近年来，由于居室装修热的兴起，使甲醛及各种挥发性有机化合物对室内空气造成的污染日趋严重。在新装修的房间里，空气中甲醛浓度往往超出规定的卫生标准数十倍。2.制造甲醛的来源。在我们的日常生活中，家具上常用的颗粒板等多是以甲醛树脂做黏合剂，家在遇热、潮解时会释放出甲醛，另外地毯、除臭剂、消毒剂等也会释放甲醛。主要来源于人造木板及其制品，粘胶剂，内墙涂料，木家具，壁纸，贴墙布，批灰用的107胶，夹板及地板用804胶，劣质万能胶，化钎地毯，泡沫塑料，油漆等。3.甲醛的危害。（1）甲醛不仅对人体的皮肤、黏膜有强烈的刺激作用，而且长期生活在低浓度的甲醛环境中，会使人感到头痛、软弱无力、学习效率和工作效率下降；（2）一项研究证实：甲醛可以与空气中的离子性氯化物反应生成致癌物质二氯甲醛醚；（3）甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面；（4）现代科学研究表明，甲醛对人体健康有负面影响。当室内空气中含量为0.12mg/m时就有异味和不适感；0.5mg/m可刺激眼睛引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；空气中达到30mg/m时可当即导致死亡；（5）长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引进鼻咽癌；（6）高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有危害。甲醛还有致畸、致癌作用。长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。2.2苯和甲苯的致病因素及危害分析1.苯和甲苯的存在形式。苯和甲苯是另一类较常见对人体有害的室内空气污染物，它们主要存在于油漆、涂料和黏合剂中，亦能以蒸气状态存在空气中。2.苯和甲苯的危害：（1）苯属于中等毒性物质，一旦吸入会导致中毒，急性的可损害人的中枢神经系统、慢性的则可对人体的造血组织和神经系统产生伤害；（2）高浓度的甲苯中毒可以引发肝、肾和脑细胞的退化和坏死；（3）苯和甲苯对眼睛、皮肤和上呼吸道有刺激作用，长期吸入能导致再生障碍性贫血（血癌），女性对苯的危害较男性敏感，对生殖功能亦有一定影响，可导致胎儿先天性的缺陷。2.3油烟中的致病因素及危害分析潜伏在居室内的污染至少有烟味、油烟味、新家具油漆味等等。（1）香烟污染。吸烟人士吐出的烟雾是室内污染的原因；（2）食用油污染；（3）炉灶引起的空气污染。无论使用天然气、煤炭或柴草等作燃料，燃烧时均会产生一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有毒有害的气体。人体通过呼吸系统吸入体内，会损害人的心、肺和脑等重要器官。家庭用的燃气热水器燃烧时会产生大量的废气，污染了室内的空气。因排气不良而引起中毒事件，人们已很清楚，而使用冷气机不当，室内空气不流通，有毒的物质也会不断地积聚，同样会使室内空气受到污染。据来自广州和沈阳的调查报告表明，以煤燃烧取暖和烹饪，都会使肺癌人数明显增加。2.4卧室中的另类致病因素及危害分析1.床上有机物。我们床上的用品棉絮、被单等都是鸭毛、羊毛等有机物，这些地方相对温暖潮湿，是螨虫和细菌滋生的地方，人的汗水、皮肤、毛发、建筑颗粒等又为它们提供了丰富的营养品，这些都是螨虫、细菌适宜生活的环境，螨虫到晚上会爬到人的身上吸血，还会传播疾病，其排泄物还能引起人的过敏，而生活中对螨虫过敏的人真的不少。2.地上有机物。我们不要忽略地板缝中也有许多有机物，因此也会产生许多有害细菌，如霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等，这些细菌一旦散发到空气中，人会感染，因而影响人们的生活与健康。3.预防的办法：一是按时打开门窗通风，最佳时间是上午9时至11时，下午2时至4时，因为太阳光能杀灭居室内空气的致病细菌；二是外出或下班回家後，应及时换鞋及衣服，并洗手洗脸，防止将室外或工作场所空气的粉尘、烟雾等有害物质带回家中，破坏家居空气。3、 椰壳活性炭的制作工艺及工艺参数3.1 椰壳活性碳功能简介椰子壳活性炭有高效空气净化功能，活性炭可以营造舒适清净环境，活性炭更呵护人体健康，活性碳是看不到的空气过滤网，活性炭是以其物理吸附和化学分解相结合的功能，分解空气中的甲醛、氨、苯、香烟、油烟等有害气体及各种异味，尤其是致癌的芳香类物质，活性碳具有极强的吸附能力,是一种常用的吸附剂、催化剂或催化剂载体，很容易与空气中的有害气体充分接触，活性碳利用自身孔隙吸附将有害气体分子吸入孔内，吹出清爽干净的空气。所以家庭的合作伙伴离不开活性炭。椰子壳活性炭广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制备等。3.2 椰壳活性炭的制作工艺椰子壳活性炭采用进口椰壳炭化料经高效活化精制而成,具有极强吸附性能,理化指标超强!椰子壳活性炭外观为不定型破碎炭、无毒无味，比表面积大、吸附能力强、吸附速度快、杂质含量低、，广泛应用于高纯度气体、液相吸附、脱硫、彻底清除家居,办公室,宾馆,公共场所,汽车内甲醛等有毒有害气体,袪味除毒。彻底清除家居,办公室,宾馆,公共场所,汽车内甲醛等有毒有害气体,袪味除毒。椰子壳活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 是一种极优良的吸附剂, 每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多. 而其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成. 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为炭形成六环物堆积而成。由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积及高表面积的特性。椰子壳活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热，在170至600 的温度下干燥，並使原有的有机物大約80炭化。第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的，在吸热反应中主要产生由CO 及H2组成的混合气体,用以燃烧加热炭化物至适当的溫度（800至1000），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。椰子壳活性炭的孔隙按孔径的大小可分為三类。大孔：半径1000 - 1000000 A。过渡孔：半径20 - 1000 A。微孔：半径- 20 A。由不同原料制成的活性炭具有不同大小的孔径。由椰壳制的活性炭具有最小的孔隙半径。木质活性炭一般具有最大的孔隙半径，它们用於吸附较大的分子，並且几乎专用于液相中。在都市給水处理领域中使用的第一种类型之粒状活性炭即是用木材制成的，称为木炭。煤质活性炭的孔隙大小介於两者之间。在煤质活性炭中，褐煤活性炭比无烟煤活性炭具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔径，因此能有效地除去水中大分子有机物。一般在水处理中使用的活性炭，其表面积不一定过大，但是应具有较多的过渡孔隙及较大的平均孔徑。日本市埸售一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面积为850至1000m2/g，孔隙容积为0.88至1.5lg，平均孔隙半径為40至50A。3.3 椰壳活性炭工艺参数项 目 Subject指 标 Index粒 度 Coarseness (mesh)4-8、6-12、8-16、10-20、20-40、40-80碘吸附值 Iodine Absorb (mg/g)70080090010001100比表面积 Specific Surface Area (/g)9001000110012001350四氯化碳 CTC (%)3950627590强 度 Hardness (%)9898969695水 份 Moisture (%)88888灰 份 Ash (%)54432.5装填密度 Loading Density (g/l)600-650550-600500-550450-520430-4803.4 椰壳活性炭应用领域1、净水用椰壳。产品规格全，椰壳炭是饮用水净化，除氯、除藻、吸氧、催化载体方面效果最好的一种炭种。净水器，滤芯填充物等净水设备的首先。2、气体净化/油气脱臭/催化载体。不定型破碎颗粒，微孔丰富比表面积大，吸附速度快能力强，用于高纯度气体，家庭、溶剂回收（苯、甲苯、硫、二硫化碳、丁烷、酮等）吸附回收。4、 家用空调的污染与控制4.1家居环境微生物污染4.1.1室内微生物的种类空调系统中的微生物的分类方法有许多种。按照其生物学上的特性可分为：真菌、细菌、病毒2。病毒一般个体大小在0.020.3，适宜生活在2560,对碱性环境较敏感，常见的有甲肝病毒、乙肝病毒、SARS病毒等。细菌一般个体大小在0.53.0，适宜的生活温度为2560，一般生活在中型和偏碱性环境，常见的包括革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、炭疽菌、大肠杆菌等。真菌一般个体大小在210，适宜生活温度为2337，一般生活在酸性环境中，常见的包括酵母菌等。在空调环境中，这三种微生物往往是共存的，形成了一个独特的生物链。而且由于其生殖作用，往往是除了成体外，还有大量的芽孢存在，还有其代谢物，这些都是危害人体健康的重要因素，为治理微生物污染增加了难度。4.1.2室内污染物的来源室内空气中微生物一般是由尘土飞扬将尘土中微生物带到空气中，水滴飞溅将其中微生物带到空气中，人和动物干燥脱落物、呼吸道、口腔内含微生物分泌物通过咳嗽、吐痰、打喷嚏等方式飞到空气中。HVAC系统中微生物主要来源于室外、室内以及HVAC系统，下面分别进行讨论。这就决定了空调环境下室内微生物污染主要来自三个方面4。)室外微生物污染源5这部分污染物是由空调系统中的新风系统引入的。由于微生物多附着在微粒上传播，因此由室外所引入微生物的量与环境卫生状况、绿化程度、尘埃颗粒多寡及大小以及空调通风系统的过滤设备性能有关。)室内微生物污染源室内环境本身存在着各种污染源，使用家用分体空调时，室内污染源可能通过回风影响到空调系统内的不同房间或区域。)家用空调机组本身产生的微生物污染源家用的分体空调的室内机组部分，在夏季长期处于湿工况下工作，而且可以维持一个稳定而且适宜的温度、湿度环境，这都为微生物的滋生提供了良好的环境。如果有新风系统的家用空调，室外的新风在通过室内换热器时也会被污染，同时将微生物污染扩散到更大的范围。特别是换热器中的凝结水接水盘清洗不够产生较多的生物污染。4.2家用空调的新风引入在家用空调的环境中，加入新风系统，选择合适的新风量，都是减少室内微生物污染的最有效和经济的方法。家用空调的新风引入主要包括直接引入，经过能量回收装置后引入。直接引入时，可以分为自然通风的方式引入和即席通风的方式引入。在自然通风时，主要是通过打开门窗，或者是定期打开门窗进行通风换气，还可以装门开设新风引入的窗口。新风引入时，一般可选择在室内换热器前进行混合，还可以在换热器后部与室内的回风进行混和。考虑到卫生性的要求，大多选择引入的新风和室内的回风在室内机组的换热器的后端进行混合。4.3空调新风引入方式对室内微生物污染影响空气中充满了各种各样的微生物，室内的各种物体表面都充满了微生物。而空调的新风主要影响的是家居环境中的空气环境中的微生物分布。大多数致病的微生物不是单独存在于室内的空气中的，而是寄居在悬浮于空气中的尘埃上的，要有效地控制微生物污染，就要有效地控制室内空气的含尘浓度，并了解在不同的粒径范围的不同种类的微生物的分布情况。空调的新风引入方式与室内的可吸入颗粒物浓度的关系。在分析前，我们做一下假设：（1）颗粒对湍流的影响忽略不计，这是因为建筑环境内的颗粒体积分数足够小，因此其沉降速度对湍流的影响也足够小7；（2）不考虑运动过程中颗粒由于碰撞、凝聚引起的粒径变化；（3）气溶胶混合物密度差引起的质量力忽略不计，因为相比温差引起的质量力而言，该力足够小。病毒颗粒粒径为1(冠状病毒颗粒大小为0.080.12，但由于颗粒的附着作用,通常是以约1的颗粒形态存在)。发生源假设为靠近西墙的人(记为“”)，发生量为0.077/。由于上述3个工况中的穿堂风工况中颗粒发生源靠近出风口(门)，为区分不同的颗粒产生源位置的影响，对于穿堂风工况还附加计算了一个工况,即假设颗粒产生源为靠近东墙的人(记为“”)，发生量仍然为0.077/。在表2中用“穿堂风+”工况表示。表2：不同新风方式下的污染物水平新风方式室内换气次数空调送风速度空调送风温度送风病毒颗粒浓度h-1m/s置换方式50.11130混合方式51.2615.10穿堂风50.13200对于颗粒产生源在同一位置的3个工况，穿堂风依靠面积较大的房门排风，且尘源距离房门比较近，病毒颗粒可以比较方便地排出室外。因此在这3种工况下，穿堂风房间内的颗粒物浓度最低2。总而言之，当颗粒污染源在房间内比较低的位置时，置换通风容易将污染物携带到高处从而可能对人的健康造成不利影响;混合通风的回流区比较大，如果病毒颗粒产生源恰好在回流区内，将会提高回流区内的颗粒浓度；穿堂风房间内空气流动近似直流，因此对颗粒的及时排出比较有利。而且，当颗粒产生源靠近排风口(下风向)时，室内病毒颗粒浓度可以保持较低的水平。不同粒径的颗粒物的微生物分布特性，有待于进一步研究。4.4家居环境的微生物污染的控制随着对室内空气环境尤其是空调环境中的空气品质的高度重视，以前被用于特殊领域的杀灭微生物的方法及其工艺经过改进后被应用于空调通风系统中。比如说，化学药剂除菌，紫外线杀菌等。常用的主要包括自然通风、过滤吸附、臭氧消毒、臭氧杀菌、紫外线（UVC）消毒技术等。空气过滤器有效的结合了静电除尘器和光催化技术，并且加入了等离子体效应，使其不仅拥有很好的除尘性，还有比较好的净化有机污染和杀菌的效果。利用净化器中的静电除尘器的正电极产生的等离子体效应激发光触媒的光催化作用，综合了除尘、杀菌和光催化治理VOC的作用。以普通的办公室作为测试场所，研究这种净化器的杀菌效果。实验结果表明，在沉降菌检测方面该净化器在工作15分钟后有明显的杀菌作用，30分钟后菌落数基本稳定；在浮游菌检测方面也得到了很好的结果证明该净化器有很好的杀菌效果，从而验证了其杀菌的高效性、广普性和快速性14。加入等离子技术的光催化净化器有很好的杀菌效果和实用性，具有快速，高效