室內(nèi)空氣污染防治.ppt

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一、室內(nèi)空氣主要污染源及危害,近年來(lái)的研究表明，室內(nèi)空氣質(zhì)量不僅受室外大氣污染物的滲透、擴(kuò)散的影響，而且受室內(nèi)污染源的影響。室內(nèi)常見(jiàn)有害物質(zhì)多達(dá)數(shù)千種，種類(lèi)復(fù)雜，其中建筑、裝飾材料中，對(duì)人體健康危害最大的是甲醛、氨、苯系物、氡和鐳等,1.1甲醛,理化特性甲醛（HCHO）是一種無(wú)色，具有刺激性且易溶于水的氣體。甲醛可經(jīng)呼吸道吸收。甲醛沸點(diǎn)在19℃左右，常溫下易溶于水、醇和醚，易揮發(fā)。它有凝固蛋白質(zhì)的作用。含35%~40%甲醛的水溶液通常稱(chēng)為福爾馬林，常作為浸漬標(biāo)本的溶液。甲醛的來(lái)源甲醛主要來(lái)自室內(nèi)裝修和裝飾材料。用作室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等，在加工生產(chǎn)中使用脲醛樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂等為粘合劑，其主要原料為甲醛、尿素、苯酚和其他輔料。板材中殘留的未完全反應(yīng)的甲醛逐漸向周?chē)h(huán)境釋放，成為室內(nèi)空氣中甲醛的主體，從而造成室內(nèi)空氣污染。而生產(chǎn)家具的一些廠(chǎng),家為了追求利潤(rùn)，使用不合格的人造板材，在粘接貼面材料時(shí)使用劣質(zhì)膠水，制造工藝不規(guī)范，揮發(fā)性有機(jī)物含量極高。另外，含有甲醛成分的其他各類(lèi)裝飾材料，如壁紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等，也可能向外界釋放甲醛。有關(guān)研究表明，人造板材中甲醛的釋放期為3—15年。甲醛的危害甲醛是一種無(wú)色易溶的刺激性氣體，經(jīng)呼吸道吸收，長(zhǎng)期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，甚至引起鼻咽癌；高濃度的甲醛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有害。此外，甲醛還有致畸、致癌作用，長(zhǎng)期接觸甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌癥。,1．2苯及苯系物,苯及苯系物的性質(zhì)苯是一種無(wú)色，具有芳香氣味的液體，毒性很大，所以專(zhuān)家把它稱(chēng)為“芳香殺手”。苯具有易揮發(fā)、易燃、蒸汽具有爆炸性的特點(diǎn)，沸點(diǎn)為80℃，常溫下是液態(tài)。苯及苯系物的來(lái)源苯系物在各種建筑材料的有機(jī)溶劑中大量存在，如：各種油漆和涂料的添加劑、稀釋劑和一些防水材料等；劣質(zhì)家具也會(huì)釋放出苯系物等揮發(fā)性有機(jī)物；壁紙、地板革、膠合板等也是室內(nèi)空氣中芳香烴化合物污染的重要來(lái)源之一。這些建筑裝飾材料在室內(nèi)會(huì)不斷釋放苯系物等有害氣體，特別是一些水包油類(lèi)的涂料，釋放時(shí)間可達(dá)1年以上。苯及苯系物的危害苯為無(wú)色具有特殊芳香味的液體，是室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物之一。在通風(fēng)不良的環(huán)境中，短時(shí)間內(nèi)吸人高濃度苯蒸氣可引起以中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制為主的急性苯中毒。輕度中毒會(huì)造成嗜睡、頭痛、頭暈、惡心、嘔吐、胸部緊束感等；重度中毒可出現(xiàn)視物模糊、震顫、呼吸短促、心律不齊、抽搐和昏迷等，嚴(yán)重的可出現(xiàn)呼吸和循環(huán)衰竭，心室顫動(dòng)。苯已被有關(guān)專(zhuān)家確認(rèn)為嚴(yán)重致癌物質(zhì)。,1．3氨,氨的性質(zhì)氨是一種無(wú)色氣體，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，對(duì)人體有一定的毒性。并能以任何比例與水相互溶解，沸點(diǎn)為-33.5℃，水溶液呈弱堿性，在室內(nèi)極易揮發(fā)。氨的來(lái)源氨主要來(lái)自建筑物本身，即建筑施工中使用的混凝土外加劑和以氨水為主要原料的混凝土防凍劑。含有氨的外加劑，在墻體中隨著濕度、溫度等環(huán)境因素的變化還原成氨氣，從墻體中緩慢釋放，使室內(nèi)空氣中氨的濃度大量增加。,氨的危害氨是一種五色而具有強(qiáng)烈刺激性臭味的氣體，可感覺(jué)的最低濃度為5．310-6g／m3，氨是一種堿性物質(zhì)，它對(duì)所接觸的組織有腐蝕和刺激作用。它可以吸收組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，減弱人體對(duì)疾病的抵抗力。氨濃度過(guò)高時(shí)，除腐蝕作用外，還可通過(guò)三叉神經(jīng)末梢的反射作用而引起心臟停搏和呼吸停止。1.4氡和鐳氡和鐳主要來(lái)自建筑施工材料中的某些混凝土和某些天然石材。氡和鐳是放射性元素，這些混凝土和天然石材中含有的氡和鐳會(huì)在衰變中產(chǎn)生放射性物質(zhì)。這些放射性物質(zhì)對(duì)人體的危害，主要是通過(guò)體內(nèi)輻射和體外輻射的形式，使人體神經(jīng)、生殖、心血管、免疫系統(tǒng)及眼睛等產(chǎn)生危害。氡還被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)確認(rèn)為人體致癌物。,1.5建筑和裝飾材料室內(nèi)污染對(duì)人體危害的概況,1997年據(jù)國(guó)際有關(guān)組織調(diào)查統(tǒng)計(jì)，世界上30％新建和重修的建筑物中發(fā)現(xiàn)有害人體健康的室內(nèi)氣體，室內(nèi)環(huán)境專(zhuān)家提醒人們，現(xiàn)代人正進(jìn)入以“室內(nèi)空氣污染”為標(biāo)志的第三個(gè)污染時(shí)期。上海市有多例嬰幼兒因住進(jìn)剛裝修好的房屋而導(dǎo)致白血病的報(bào)道；北京市也有報(bào)道，發(fā)現(xiàn)兩例由于家庭裝修而引發(fā)畸形嬰兒出生［1］。另?yè)?jù)報(bào)道：2001年10月，湖南株洲一裝飾公司兩名油漆操作工，在刷涂油漆時(shí)，暈倒在施工現(xiàn)場(chǎng)，因被及時(shí)發(fā)現(xiàn)才幸免于難；1997年5月，湖南冷水江某化工廠(chǎng)兩名工人，在倉(cāng)庫(kù)停車(chē)場(chǎng)清洗裝過(guò)苯的槽車(chē)時(shí)，因通風(fēng)不善中毒，造成一死一傷。據(jù)EPA估計(jì)，美國(guó)每年大約有2000名肺癌死亡者與建筑和裝飾材料中含有的氡輻射有關(guān)。另?yè)?jù)世界銀行的一份調(diào)查研究表明，我國(guó)目前每年由于建筑和裝飾材料導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染對(duì)人體傷害造成的損失，如果按支付意愿價(jià)值估計(jì)，約為106億美元。,二、室內(nèi)空氣凈化技術(shù),進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)的粉塵有更多的機(jī)會(huì)撞擊介質(zhì)，一旦撞上介質(zhì)就會(huì)被黏住。微小粉塵相互碰撞會(huì)凝并成容易沉降的大顆粒，所以空氣中粉塵的顆粒度相對(duì)穩(wěn)定。室內(nèi)粉塵撞擊墻壁時(shí)會(huì)留在那里，時(shí)間長(zhǎng)了墻壁和天花板會(huì)褪色，氣流速度高的局部會(huì)出現(xiàn)黑漬。對(duì)過(guò)濾材料的要求：既有效的攔截塵埃粒子，有不對(duì)氣流形成過(guò)大的阻力。非均勻排布的纖維材料符合這一要求，如各種非織造布、紙張。雜亂交織的纖維形成對(duì)粉塵的無(wú)數(shù)道屏障，纖維間寬闊的間隙允許氣流順利通過(guò)。其他透氣的多孔物質(zhì)也可以做成過(guò)濾材料，如細(xì)砂、陶瓷、開(kāi)孔型泡沫材料。但對(duì)通風(fēng)用的空氣過(guò)濾器來(lái)說(shuō)，纖維材料因其透氣性好、質(zhì)量輕、加工性能好而被廣泛應(yīng)用。,2.1纖維過(guò)濾技術(shù),為了達(dá)到良好的過(guò)濾效率，過(guò)濾介質(zhì)中的纖維數(shù)量要盡可能的多，而為了減小氣流阻力，現(xiàn)為要盡可能細(xì)，此外，作為過(guò)濾材料的纖維介質(zhì)應(yīng)安全，不易老化，成本低廉。在空氣過(guò)濾器成為工業(yè)產(chǎn)品后的近百年間，人們幾乎嘗試了所有天然和人造纖維材料，經(jīng)反復(fù)篩選，目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。在礦物材料制成的纖維中，除玻璃纖維外的所有其他材料均因安全原因而淘汰。對(duì)于小于10微米的顆粒物，目前最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法之一是纖維過(guò)濾技術(shù)。,2.2纖維過(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理,(1)篩濾作用：纖維過(guò)濾層內(nèi)纖維排列錯(cuò)綜復(fù)雜，并形成無(wú)數(shù)網(wǎng)格。當(dāng)微粒粒徑大于纖維網(wǎng)孔或沉積在纖維上的微粒間孔隙時(shí)，微粒就會(huì)被阻留于纖維層上。(2)慣性碰撞：氣流通過(guò)纖維層時(shí)，其流線(xiàn)不斷改變。當(dāng)微粒質(zhì)量較大或者速度較大的，由于慣性作用，微粒來(lái)不及跟隨氣流繞過(guò)纖維，因而脫離流線(xiàn)向纖維靠近，并碰撞在纖維上而沉積下來(lái)。,（3）攔截作用：當(dāng)氣流接近纖維時(shí)，較細(xì)小塵粒隨氣流一起繞流，若塵粒半徑大于塵粒中心到纖維邊緣的距離，則塵粒會(huì)因與纖維接觸而被攔截。（4）擴(kuò)散作用：在氣體分子熱運(yùn)動(dòng)引起的碰撞作用下，細(xì)小微粒像氣球分子一樣作不規(guī)律的布朗運(yùn)動(dòng)，微粒尺寸越小，這種作用越顯著。（5）靜電作用：一般來(lái)說(shuō)，纖維和微粒都可能帶有電荷，倆者之間遵循同性相斥、異性相吸的原理。若微粒與纖維所帶電荷相反，微粒會(huì)吸附在濾料上；若微粒與纖維所帶電荷相同，則情況正好相反。除了有意識(shí)地使纖維或微粒帶電外，若是在纖維處理過(guò)程中因摩擦帶上電荷，或因微粒感應(yīng)而使纖維表面帶電，則由于這種電荷不能長(zhǎng)時(shí)間存在，而且電場(chǎng)強(qiáng)度也很弱，所以產(chǎn)生的吸引力很小，甚至可以完全忽略。,（6）重力沉降作用：粒徑和密度大的塵粒，進(jìn)入過(guò)濾器后，當(dāng)氣速不大，做緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)，可由重力作用自然沉降下來(lái)。由于氣流通過(guò)纖維過(guò)濾器的時(shí)間較短，對(duì)于大多數(shù)室內(nèi)微粒，因其粒徑較小，重力沉降速度慢，當(dāng)它還沒(méi)有沉降到纖維時(shí)已通過(guò)纖維層，所以重力沉降作用較弱。,2.2吸附法,定義：吸附是利用多孔性固體吸附劑處理氣體的混合物，是其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上，從而達(dá)到分離的目的。常用吸附劑及其物理性質(zhì)物理性質(zhì)活性炭活性氧化鋁沸石分子篩硅膠真密度/（kg/m）1.9~2.23.0~3.32.0~2.52.1~2.3表現(xiàn)密度/（kg/m）0.7~10.8~1.90.9~1.30.7~1.3填充密度/（kg/m）0.35~0.550.49~1.000.60~0.750.45~0.85孔隙率0.33~0.550.40~0.500.30~0.400.40~0.50比表面積/(m/g)600~140095~350600~1000300~830微孔體積/(cm/g)0.5~1.40.3~0.80.4~0.60.3~1.2平均微孔徑/1020~5040~120—10~140比熱容/[J/(gK)]0.84~1.050.88~1.000.800.92熱導(dǎo)率/[kJ/(mhK)]0.50~0.710.500.180.50,影響吸附劑吸附氣體的因素,1.操作條件：低溫有利于物理吸附，適當(dāng)升高溫度有利于化學(xué)吸附，增大氣體主體壓力，即增大吸附質(zhì)分壓，能加快吸附進(jìn)程。2.吸附質(zhì)的性質(zhì)；3.吸附質(zhì)的性質(zhì)與濃度；4.吸附劑的活性：1>靜活性：是指在一定溫度下，氣體中被吸附物的濃度達(dá)平衡時(shí)單位吸附劑上可能吸附的最大吸附量。2>動(dòng)活性：是吸附過(guò)程還沒(méi)有達(dá)到平衡時(shí)單位質(zhì)量吸附劑吸附質(zhì)的量。氣體通過(guò)吸附劑床層時(shí)，床層中吸附劑逐漸趨于飽和。5.接觸時(shí)間。,2.3光催化氧化法,光催化原理當(dāng)半導(dǎo)體氧化物TiO2納米粒子受到大于禁帶寬度能量的光子照射后,電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶,產(chǎn)生了電子-空穴對(duì),電子具有還原性,空穴具有氧化性,空穴與氧化物半導(dǎo)體納米粒子表面的-OH反應(yīng)生成氧化性很高的OH自由基,活潑的OH自由基可以把許多難降解的有機(jī)物氧化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)物。催化技術(shù)治理空氣污染具有廣譜性、經(jīng)濟(jì)性、滅菌性等特點(diǎn)，因而越來(lái)越受到重視，成為空氣污染治理技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。（1）廣譜性：迄今為止的研究表明光催化對(duì)幾乎所有的污染物都具有治理能力。（2）經(jīng)濟(jì)性：光催化在常溫下進(jìn)行，直接利用空氣中的O2做氧化劑，氣相光催化可利用低能量的紫外燈，甚至直接利用太陽(yáng)光。（3）殺菌消毒：利用紫外光控制微生物的繁殖已在生活中廣泛使用。,2.4靜電除塵技術(shù),靜電除塵技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）除塵效率高（2）可以?xún)艋^大氣量（3）能夠除去的粒子粒徑范圍較寬（4）可凈化溫度較高含塵煙氣（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，氣流速度低，壓力損失小（6）能量消耗比其他類(lèi)型除塵器低（7）電除塵器可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制，遠(yuǎn)距離操作,電除塵器的缺點(diǎn)（1）一次投資費(fèi)用高，鋼材消耗量大（2）除塵效率受粉塵物理性質(zhì)影響很大，特別是粉塵比電阻的影響更為突出（3）不適宜直接凈化高濃度含塵氣體（4）對(duì)制造和安裝質(zhì)量要求很高（5）需要高壓變電及整流控制設(shè)備（6）占地面積較大,三個(gè)基本過(guò)程懸浮粒子荷電高壓直流電暈帶電粒子在電場(chǎng)內(nèi)遷移和捕集連續(xù)的電暈電場(chǎng)（單區(qū)電除塵器）光滑的不放電的電極之間的純靜電場(chǎng)（雙區(qū)電除塵器）粉塵從集塵表面上清除振打除去接地電極上的粉塵層并使其落入灰斗,電除塵器的工作原理,大氣污染控制工程AirPollutionControlEngineering,三個(gè)基本過(guò)程,電除塵器的工作原理,大氣污染控制工程AirPollutionControlEngineering,電暈放電機(jī)理電暈電極為負(fù)極，正極接地，施加負(fù)高壓使空氣電離氣體分子離子化的過(guò)程又產(chǎn)生大量電子－雪崩過(guò)程遠(yuǎn)離金屬絲，電場(chǎng)強(qiáng)度降低，氣體離子化過(guò)程結(jié)束，電子被電負(fù)性氣體分子捕獲，產(chǎn)生負(fù)離子自由電子和氣體負(fù)離子是粒子荷電的電荷來(lái)源,電暈放電,大氣污染控制工程AirPollutionControlEngineering,2.5臭氧法,臭氧由于其強(qiáng)氧化性，被廣泛應(yīng)用于水的消毒、空氣的消毒、物體表面的消毒、消毒水及環(huán)境的除臭除味等領(lǐng)域。隨著臭氧技術(shù)發(fā)展，臭氧技術(shù)的研究及應(yīng)用已形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。臭氧的性質(zhì)臭氧具有不穩(wěn)定性和很強(qiáng)的氧化能力。臭氧是由一個(gè)氧分子（O2）攜帶一個(gè)氧原子（O）組成，所以它是氧氣的同素異形體。但是，臭氧與氧性質(zhì)存在顯著差異。與氧氣相比，臭氧密度大、有味、有色、易溶于水、易分解。臭氧的應(yīng)用主要是滅菌消毒。這主要是臭氧有很強(qiáng)的氧化能力，氧原子可以氧化細(xì)菌的細(xì)胞壁，直至穿透細(xì)胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而奪取細(xì)菌生命，它的作用是即刻完成的。,臭氧發(fā)生技術(shù)1.光化學(xué)法2電化學(xué)法3.電暈放電法4高頻陶瓷沿面放電法臭氧在室內(nèi)空氣凈化中的應(yīng)用1.醫(yī)院滅菌消毒2.公共場(chǎng)所滅菌消毒3.家庭滅菌消毒4.特殊場(chǎng)所滅菌消毒5.消毒柜及食品的滅菌、消毒、除臭和保鮮,2.6負(fù)離子法,在自然界中，由于宇宙射線(xiàn)、陽(yáng)光紫外線(xiàn)、土壤中的鈾和釷等放射性元素放出的射線(xiàn)，以及雷雨閃電等作用，不斷地使空氣分子電離而放出電子。釋放出的電子迅速與空氣中的中性原子結(jié)合而形成負(fù)離子，失去電子的原子則形成正離子。空氣負(fù)離子的凈化機(jī)理空氣負(fù)離子能降低空氣污染物的濃度，起到凈化空氣的作用，其原理是借助凝結(jié)和吸附作用。負(fù)離子能附著在液相污染物微粒上，從而形成大離子并沉降下來(lái)。負(fù)離子對(duì)環(huán)境的功效負(fù)離子能消除室內(nèi)污染，特別對(duì)裝修后存在的苯，甲醛等有害物質(zhì)有高效吸附作用。大多數(shù)有害物質(zhì)都是以正離子的形態(tài)存在。負(fù)離子能結(jié)合因空氣的振動(dòng)所導(dǎo)致的正離子與有害物質(zhì)結(jié)合的離子，并在多次反復(fù)結(jié)合后沉淀下來(lái)。臭氧會(huì)附著在正離子結(jié)合后的微粒子上，然后將有害物質(zhì)酸化以達(dá)到除菌、殺菌的效果。受污染的空氣也由于負(fù)離子和臭氧的活動(dòng)而被凈化。,清呼吸Greenbreath空氣凈化器清呼吸Greenbreath空氣凈化器,