车内治理现状与进展课件

1、车内空气治理技术现状与进展车内空气治理技术现状与进展陈烈贤陈烈贤中国疾病预防控制中心中国疾病预防控制中心一、 车内空气污染与由来室外室外空气污染空气污染 室内室内 车内车内空气污染空气污染 空气污染空气污染1. 新学科诞生 1952年年 伦敦伦敦烟雾事件烟雾事件，12000人人丧生丧生 1952年年 洛杉矶洛杉矶光化学烟雾事件光化学烟雾事件，65岁岁400多人丧生多人丧生 1954年年 在内罗毕，联合国成立在内罗毕，联合国成立环保署环保署 “环境学环境学” 上世纪上世纪70年代初年代初 空气污染由室外转向室内空气污染由室外转向室内 住宅、办公室、学校内频发住宅、办公室、学校内频发“建筑物综合征

2、建筑物综合征”、“建建筑物关联症筑物关联症” “环境卫生学环境卫生学” 近年，各国又关注近年，各国又关注车内空气污染车内空气污染2. WHO 关注WHO：每年有超过：每年有超过 2 百万百万过早过早死亡死亡 死因死因：城市室外内：城市室外内空气污染空气污染 PM2.5 暴露与死亡率相关暴露与死亡率相关 PM2.5 暴露增加暴露增加 总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌死亡率总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌死亡率 增加增加2.1 WHO准则 准则：准则：WHO 关于颗粒物、臭氧、二氧化氮关于颗粒物、臭氧、二氧化氮 和二氧化硫的空气质量准则和二氧化硫的空气质量准则 PM2.5: 年年平均浓度平均浓度 10

3、 g/m3 日日 25 g/m3 PM10: 年年 20 g/m3 日日 50 g/m33. 室内标准体系公共场所公共场所 1987年国务院发布：公共场所卫生管理条例年国务院发布：公共场所卫生管理条例 公共场所卫生标准：公共场所卫生标准：GB9663GB9673室内室内 GB/T 188832002室内室内空气质量标准空气质量标准 GB 503252010民用建筑民用建筑工程室内环境污染控制规范工程室内环境污染控制规范3.1 室内空气质量参数参数mg/m3参数参数mg/m3氨氨0.2二氧化硫二氧化硫0.50甲醛甲醛0.10二氧化氮二氧化氮0.24苯苯0.11一氧化碳一氧化碳10甲苯甲苯0.21

4、小时平均值小时平均值二甲苯二甲苯0.23.2 民用建筑污染物污染物 I 类民用建筑工程类民用建筑工程氡氡 Bq/m3 200甲醛甲醛 mg/m3 0.08苯苯 mg/m3 0.09氨氨 mg/m3 0.2TVOC mg/m3 0.54. 车内标准体系 GB/T 276302011乘用车乘用车内空气质量评价指标内空气质量评价指标 GB/T 177292009长途长途客车客车内空气质量要求内空气质量要求 GB/T 28370-2012长途长途客车客车内空气质量内空气质量检测方法检测方法 GB 244072012专用专用校车校车安全技术条件安全技术条件 HJ/T 400-2007车内挥发性有机物和醛

5、酮类物质采车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法样测定方法 4.1 乘用车 项项 目目 浓度要求浓度要求 mg/m3 苯苯 0.11 甲苯甲苯 1.10二甲苯二甲苯 1.50 乙苯乙苯 1.50苯乙烯苯乙烯 0.26 甲醛甲醛 0.10 乙醛乙醛 0.05丙烯醛丙烯醛 0.054.2 校车、客车 项 目 单位 标准值 限值条件氧氧 20 1h 均值均值二氧化碳二氧化碳 0.20 日平均值日平均值一氧化碳一氧化碳 mg/m3 10 1h 均值均值甲醛甲醛 mg/m3 0.12 1h 均值均值甲苯甲苯 mg/m3 0.24 1h 均值均值二甲苯二甲苯 mg/m3 0.24 1h 均值均值TVOC

6、 mg/m3 0.60 1h 均值均值5. 车内污染物 种类 数十数十 数百种，浓度超标数倍以上数百种，浓度超标数倍以上 有害气体有害气体 气体污染物气体污染物 臭气臭气 一般粉尘一般粉尘 非生物粒子非生物粒子 纤维粒子纤维粒子 固体固体 颗粒物颗粒物 花粉花粉 液体液体 生物粒子生物粒子 真菌真菌 微生物微生物 细菌细菌 病毒病毒6. 污染物 来源（1 1）新车内的各种配件）新车内的各种配件 座椅类：座椅座垫、靠背、套和面料座椅类：座椅座垫、靠背、套和面料 内饰类：地毯、门内饰板、车顶棚衬里内饰类：地毯、门内饰板、车顶棚衬里 功能类：车体保温材料、仪表板、遮阳板功能类：车体保温材料、仪表板、

7、遮阳板（2 2）汽车内饰件材料）汽车内饰件材料 塑料类、纤维纺织类、皮革类、橡胶类塑料类、纤维纺织类、皮革类、橡胶类 塑料用量：塑料用量：80kg/80kg/辆辆（3 3）胶黏剂：粘合剂）胶黏剂：粘合剂 地胶地胶 粘合剂用量：粘合剂用量：5 527kg27kg 6. 污染物 来源 空调蒸发器空调蒸发器附着的胺、烟碱、细菌附着的胺、烟碱、细菌 车内吸烟车内吸烟 香烟烟雾香烟烟雾 汽车尾气汽车尾气 碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物氧化物、可吸入颗粒物 乘员带入乘员带入二、二、 治理方法与步骤方法：方法： 清除污染源清除污染源 遮盖遮盖 净化空

8、气净化空气步骤：步骤： 污染检测污染检测 净化治理净化治理 验收验收1.（1） 车内污染检测2. VOC Tenax-TA吸附热脱附吸附热脱附气相色谱质谱法气相色谱质谱法依据：依据： GB/T 27630 和和HJ/T 4001. 采样采样3. 醛酮类醛酮类 2,4-DNPH 吸吸附附高效液相高效液相色谱法色谱法1.（2） 车内污染检测依据：依据：GB 50235 1. 采样采样2. 甲醛测定甲醛测定3. 苯测定苯测定1.（3） 车内污染检测1. VOC 谱图谱图2. 醛酮醛酮 谱图谱图2. 材料检测汽车内饰材料中有害物质释放量的测定：汽车内饰材料中有害物质释放量的测定：1.顶空顶空-GC法法

9、 2.采样袋采样袋-GC/MS法法 3.金属罐金属罐-GC/MS法法 3. 治理方案科学治理方法、合理方案科学治理方法、合理方案控制车内空气质量控制车内空气质量一、高能物理方法加速污染物释放技术一、高能物理方法加速污染物释放技术二、高速气流清洁脱附净化污染物技术二、高速气流清洁脱附净化污染物技术三、高压真空吸附高效安全净化技术三、高压真空吸附高效安全净化技术四、催化氧化还原和物理吸附组合的空气净化技术四、催化氧化还原和物理吸附组合的空气净化技术五、高强度紫外线与活氧组合高效快速去除味技术五、高强度紫外线与活氧组合高效快速去除味技术六、专用的高效复合净化材料清除车内污染技术六、专用的高效复合净化

10、材料清除车内污染技术七、高效多功能大容量空气净化材料净化技术七、高效多功能大容量空气净化材料净化技术八、汽车玻璃表面固化高效新型纳米光催化材料技术八、汽车玻璃表面固化高效新型纳米光催化材料技术 4. 验收1. 指标指标 GB/T 276302011乘用车乘用车内空气质量评价指标内空气质量评价指标 GB/T 177292009长途长途客车客车内空气质量要求内空气质量要求 GB 244072012专用专用校车校车安全技术条件安全技术条件2.方法方法 GB/T 28370-2012长途长途客车客车内空气质量内空气质量检测方法检测方法 HJ/T 400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采车内挥发性

11、有机物和醛酮类物质采样测定方法样测定方法 三、 去除 PM 2.5 空气净化器空气净化器静电式静电式 去除去除 1 m 微粒微粒 95亚高效过滤器亚高效过滤器 0.5 m 95结论：结论：非常有效非常有效四、 去除 气体污染物 净化技术1. 物理法物理法 中和法中和法2. 化学法化学法 氧化法氧化法3. 通风法通风法 催化法催化法4. 臭氧法臭氧法5. 感觉法感觉法 电晕放电电晕放电 性能各异性能各异6. 离子化离子化 等离子体等离子体7. 吸收法吸收法 负离子法负离子法8. 生物学生物学9. 光催化光催化1. 物理吸附吸附剂特征吸附剂特征：致密毛细管致密毛细管吸附原理吸附原理：范德华力：范德

12、华力n可逆可逆n易再生易再生1.易饱和易饱和1.1 吸附剂及选用原则污染物污染物非极性非极性 极性极性分子直径分子直径大大小小活性炭活性炭硅胶硅胶分子筛分子筛沸石沸石1.2 活性炭 种类及工艺种类及工艺 粒度及结构粒度及结构 比表面积比表面积：5002000 m2/g 浓度、分子量、化学性质浓度、分子量、化学性质 温、湿度温、湿度1.2.1 活性炭 改性改性 I2， N ： SO2 H2SO4* Pt，Au，Ag， Cu， Fe，Co，Mn， 改变形状改变形状 蜂窝状蜂窝状 活性炭纤维活性炭纤维 2000 m2/g1.3 竹炭 比表面积达每克比表面积达每克 500 m2 吸附空气中吸附空气中

13、硫化物、苯、酚、甲醇硫化物、苯、酚、甲醇 GB/T 269002011 空气净化用竹炭空气净化用竹炭 GB/T 269132011 竹炭竹炭 1.4 海泡石 分子式分子式：Mg4Si6O15(OH)26H2O 比表面积和孔容积：理论比表面积和孔容积：理论 900m2/g 耐腐蚀性耐腐蚀性：PH410 极稳定极稳定1.4.1 海泡石 吸附作用吸附作用 物理：范德华力物理：范德华力 化学：化学亲和力化学：化学亲和力 离子交换离子交换: : 置换反应置换反应1.4.2 改性海泡石 室内空气净化室内空气净化 盐酸改性盐酸改性 氨气、甲醛、硫化物、腐胺氨气、甲醛、硫化物、腐胺 丙酮、苯乙烯丙酮、苯乙烯

14、吸附量较大吸附量较大 海泡石海泡石+ +磷酸磷酸 除臭剂除臭剂1.4.2 改性海泡石改性海泡石改性海泡石+ +活性炭活性炭 腈、丙酮和丙烯醛腈、丙酮和丙烯醛 香烟烟雾香烟烟雾热改性热改性 甲苯、己烷、乙醇、嘧呤等甲苯、己烷、乙醇、嘧呤等 吸附性极强吸附性极强1.4.2 改性海泡石 养殖场空气净化养殖场空气净化 吸附吸附 氨、胺氨、胺 氨引起家禽中毒和慢性疾病氨引起家禽中毒和慢性疾病 胺引起腹泻胺引起腹泻2. 化学吸附 吸附剂特征：化学亲和力吸附剂特征：化学亲和力 吸附原理：吸附原理：化学反应化学反应 特点：不可逆特点：不可逆2.1 中和法试剂：试剂：酸性或碱性物质酸性或碱性物质H2S + 2N

15、aOH Na2S + H2O2.2 氧化还原法 试剂试剂： KMnO4 NaOCl CaO2 H2S + CaO2 S + CaS + 2H2O2.3 催化氧化法化学类型化学类型n贵金属贵金属n氧化物氧化物1.硫化物硫化物2.3 催化氧化法 铂铂/ /氧化铝氧化铝3. 臭氧法 臭氧臭氧 催化剂催化剂3.1 臭氧氧化 NH3 几乎不氧化几乎不氧化 VOC 多数不分解多数不分解 半衰期半衰期 H2S + O3 SO2,H2O, O2 150 h3.2 灭细菌 误区误区：水中灭菌强：水中灭菌强 空气灭菌也强空气灭菌也强 存活率（空气中）存活率（空气中） （空气灭菌能力（空气灭菌能力弱弱）3.3 室内

16、浓度4. 等离子体法污染物与放电发生的活性分子、自由基、臭氧污染物与放电发生的活性分子、自由基、臭氧接触而被氧化分解接触而被氧化分解n脉冲方式脉冲方式n放电空间放电空间1.生成物生成物 O3 NOX4.1 等离子体法4.2 等离子体法5. 通风换气稀释和带走稀释和带走 污染物污染物n见效快见效快 效果好效果好n室外空气质量室外空气质量1.1.热负荷大热负荷大 回收热能回收热能6. 感觉消臭法芳香物质芳香物质遮盖遮盖臭气臭气注意健康影响注意健康影响 不可滥用不可滥用n柠檬柠檬 百里香百里香n茉莉茉莉 橙花油橙花油1.1.紫苏紫苏 月桂月桂7. 吸收法含有物理或化学吸收剂的微细液滴吸收含有物理或化

17、学吸收剂的微细液滴吸收气体污染物气体污染物n设备设备n应急处理应急处理n溶解度溶解度1.喷雾剂喷雾剂8. 生物学方法 固相型固相型 担体填充型担体填充型 （微生物过滤器微生物过滤器） 液相型液相型8. 生物学方法 污染物污染物 营养营养 增殖增殖 可降解污染物可降解污染物 VOC、含硫化合物含硫化合物 CO2、H2O和无机物和无机物8. 生物学方法 甲醛的降解甲醛的降解： FDMHCHO CH3OH + HCOOH8. 生物学方法 降解装置降解装置8. 生物学方法 甲苯的降解：假单胞菌的代谢甲苯的降解：假单胞菌的代谢 C6H5CH3 CO2 99.7% 最大降解速度：最大降解速度： 2230g

18、- 甲苯甲苯/m3- 生物担体层生物担体层 /d8. 生物学方法苯的降解：假单胞菌的苯代谢途径苯的降解：假单胞菌的苯代谢途径 C6H6 C6H4(OH)2 乙酰辅酶乙酰辅酶A 琥珀酸琥珀酸 乙醛乙醛 丙酮酸丙酮酸9. 组合净化 特点：特点：选择性选择性 室内污染物：室内污染物：数十数十 数百种数百种 净化组合：净化组合： 中和中和反应反应 氧化氧化还原还原 物理物理吸附吸附 去除多种污染物去除多种污染物 催化催化氧化氧化9.1 空气净化器 苯9.2 空气净化器 甲醛 谢谢！谢谢！9. 光催化 定义定义： 物质在催化剂上发生光电物质在催化剂上发生光电 化学作用的过程化学作用的过程 条件条件： 光

19、光 近紫外线近紫外线 催化剂催化剂 TiO2 ZnO ZnS 表面吸附表面吸附 TiO2 光催化光催化 TiO2 能带能带 氧化电位氧化电位9.1 能源开发 光能变换为化学能光能变换为化学能 水的完全分解水的完全分解 1 m mol/gh9.2. 环境治理催化剂催化剂 + + 太阳能太阳能 = = 净化环境净化环境nVOC 降解降解nCO2 还原还原n SOx NOx 分解分解n臭气去除臭气去除n抗菌防霉抗菌防霉1.河流河流 湖泊净化湖泊净化9.2.1 VOC 烃类：烃类： 烷烃烷烃 芳烃芳烃 醇、醚、醛、酮、酸和酚类醇、醚、醛、酮、酸和酚类 卤代烃：卤代烃： 卤代芳烃卤代芳烃 含氮化合物含氮

20、化合物9.2.1 VOC 烷烃分解烷烃分解 效果显著效果显著 达到矿化程度达到矿化程度9.2.1 VOC 甲醛甲醛9.2.1 VOC 甲醛与产物甲醛与产物9.2.1 VOC 苯苯9.2.1 VOC 苯苯9.2.1 VOC 甲苯甲苯9.2.1 VOC 卤代烃卤代烃9.2.1 VOC 空气净化器空气净化器9.2.1 VOC TiO2光催化涂料光催化涂料 基本性能：除污快、容量大基本性能：除污快、容量大 复合：耐候性好复合：耐候性好 安全：无毒无害安全：无毒无害9.2.2 二氧化碳 CO2 还原 9.2.2 CO2 还原9.2.3 氮氧化物 NOx9.2.3 NOx、SO29.2.3 净化过程9.2

21、.4 氨 NH3 9.2.5 微生物 杀死大肠菌杀死大肠菌 绿脓菌绿脓菌 分解残骸及毒素分解残骸及毒素9.2.5 微生物 光催化空气净化器光催化空气净化器 9.2.5 微生物 抗菌杀菌材料抗菌杀菌材料9.3 问题 实用化实用化 尚待解决：尚待解决：反应器反应器1 m3 ，分解效果，分解效果不显著不显著污染物分解量微污染物分解量微催化剂易劣化催化剂易劣化光量子利用率低光量子利用率低9.3.1 容积因素 反应器反应器 A 12 L 反应器反应器 B 12 L 9.3.1 容积因素1995年提出年提出 至今至今 尚尚未兑现未兑现 健康住宅设想健康住宅设想9.3.2 水的分解量微 水的分解：水的分解：

22、 研究研究40年年 分解水平分解水平 m mol/ghm mol/gh9.3.3 COCO2 2 还原量微 还原效果还原效果 mol/gh mol/gh9.3.3 粒径因素9.3.4. 去除效率低9.3.5 光量子利用率低9.3.6 性能易劣化9.4 研究方向 9.4.1 光催化持久性 抗毒性抗毒性再生性再生性适用于高污染净化适用于高污染净化9.4.2 复合光催化剂增加光转换效率增加光转换效率： SnO2:F/TiO2 250 % SnO2:F/TiO2/RuxSey 650 %9.4.3 可见光光催化剂注入注入 V、Cr、Mn ，扩展照射波长范围扩展照射波长范围 400nm太阳能的转换效率太阳能的转换效率 1.8 %1.500nm 理论值理论值 8.6 % 9.4.3 注入Cr 光催化剂 谢谢！谢谢！五、 评价方法基本评价指标：基本评价指标： 1. 洁净空气量洁净空气量 2. 去除率去除率 3. 净化（过滤）效率净化（过滤）效率1. 洁净空气量 GB/T 18801 空气净化器空气净化