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1、室内环境污染物及检测技术文献综述系别：化材系 专业：化学姓名 :汤婷学号：11130225摘要:介绍中国住宅室内和公共室内环境污染问题的现状,阐述了室内环境中的主要污染物(甲醛、苯、挥发性有机化合物等) 对人体健康产生的危害 ,主要从普通住宅，公共室内两方面介绍，这对提高人们认识室内环境污染对人体健康的影响以及降低污染所造成的危害具有重要意义。关键词:室内环境污染物来源危害检测技术治理方法理论文献综述普通住宅分析室内环境污染1 室内主要污染物甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨气、氡、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、总挥发性有机物 TVOC 和可吸入颗粒物。2 室内主要污染物来源 室内空气污染物
2、的来源主要有五个方面 1:（1）室外空气污染,大气中的粉尘、汽车和工业废气中的 NOx、CO 、SO 2 和可吸入颗粒物。（2）建筑装修材料和室内设备,相关污染物如酚醛树脂、脲醛树脂类化合物中的甲醛,加湿剂带来的多种细菌、真菌和孢子,粘合剂中的多种挥发性有机物等; 毒物质,呼气中含 16 种挥发性有毒物质。（3）放射性污染:即电离辐射污染 ,氡、钍、镭等放射性核素。房基地本身渗透的氡及其子体以及各种建筑材料中的放射性物质。其中,C 射线来自房屋的建材大理石、花岗岩等天然石材或掺工业废渣的建筑装饰材料、陶瓷砖等。氡及其子体来源于建材如花岗岩、砖砂、水泥、石膏以及受氡源污染的煤气、水等。（4）生物
3、污染:军团菌、放线菌等细菌 ,曲霉菌、葡萄状穗霉菌等真菌,病菌,花粉,虫螨等。自然情况下,人类呼吸道传染病绝大部分是在室内传播感染的致病菌。仅引起呼吸道感染的病毒有 200 种之多,这些感染的发生绝大部分是在室内通过空气传播的。（5）电磁辐射:计算机、电视机、微波炉、电磁炉、广播、电视等。 23 室内主要污染物的危害3.1 甲醛 甲醛是一种无色易溶的刺激性气体,常温下为气态,通常以水溶液形式出现,对人的视觉、嗅觉和呼吸器官有强烈的刺激及过敏反应,易引发流泪、咳嗽、气喘等症状,严重时可导致人的肺功能、肝功能、免疫功能发生异常。另外,甲醛具有潜在的致癌性,对儿童和孕妇的伤害尤其大,甚至会引起鼻咽癌
4、、头痛、头晕、乏力以及视力障碍。3.2 苯 苯是一种无色且具有特殊芳香气味的液体,具有易挥发、易燃的特点,对人的皮肤和粘膜有局部刺激作用。人长期接触一定浓度的苯化合物会引起慢性中毒,表现为头昏、失眠、精神萎靡、记忆力减退、思维及判断力降低等症状,严重时会对人体造血系统、神经系统造成损伤,是诱发新生儿再生障碍性贫血和白血病的主要原因。3.3 氨 氨是一种挥发性无色、易溶气体,具有强烈的刺激性臭味。主要是房屋在冬季施工时,由于混凝土中掺入含有尿素成分的防冻剂,因此房屋落成后,室内空气中氨气含量超标。氨气被吸入肺部后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期内吸入大量氨气后会出现流泪、
5、咽疼、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难,并伴有头晕、头疼、恶心等症状,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症,同时可能发生呼吸道刺激症状。3.4 挥发性有机化合物(TVOC) 挥发性有机化合物(TVOC)是常温下能够挥发成气体的各种有机化合物的总称。TVOC 作为室内污染物 ,种类多、成分非常复杂,而且新的种类不断被合成出来。由于它们单独存在时浓度低,不予以逐个分别表示,而以 TVOC 表示总量。该污染物种类繁多 ,若干种 TVOC 同时存在协同作用,对人体健康危害不容小视。长期吸入 TVOC 会引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、乏力、胸闷、食欲不振,恶心、贫血等
6、症状,严重时可损伤肝脏和造血系统、出现变态反应等。3.5 氡 氡是从放射性元素镭衰变而来的一种无色无味的放射性惰性气体,即使是浓度很高时也毫无感觉。氡是自然界唯一的天然放在各样的矿石、岩石以及土壤中,常在开采和建筑施工时释放出来,并能与空气中的尘埃结合被人体吸入。人如果长期生活在氡浓度过高的环境中,沉积在呼吸道上皮组织内的氡对人体产生强烈的内照射,导致诱发肺癌等疾病的发生概率增加,危害人体健康。研究表明,室内氡暴露与肺癌之间具有一定的剂量反应关系。另外,氡对人体脂肪有很高的亲和力,从而影响人的神经系统,使人精神不振,昏昏欲睡。 34 室内污染物防治措施 随着人们对室内空气质量的重视和技术的发展
7、,室内污染防治措施日趋增多。主要有吸附净化、紫外线消毒、化学消毒、光催化氧化、空气负离子技术、生物净化、植物净化等。近几年发展比较快的有光催化氧化及其与其它技术相结合的技术。4.1 光催化氧化 光催化氧化技术原理是采用二氧化钛(TiO 2)进行光催化,直接利用包括太阳能在内的各种来源的紫外光,在常温下对各种有机和无机污染物进行分解或氧化,其分解成为 H2O 和 CO2,达到净化空气的目的 4。经报道,在波长254 nm 的紫外光下,以光催化剂 TiO2 活性炭纤维作载体,对甲醛进行吸附和光催化氧化,96% 的甲醛被去除 5。光催化氧化优点是能耗低、操作简单、无二次污染;缺点是利用太阳光效率低、
8、反应速度慢。有文献指出 ,将光催化氧化和其它技术复合时可以通过不同技术间的协同作用来提高有害气体的脱除效果。411 光催化氧化和催化氧化技术的复合 何运兵等人在文献中指出,对 TiO2进行镀铂,在温度为 333K 或更高时,挥发性有机物如甲苯、乙烯等活性不高的VOCS 的氧化转化效果提高。在热催化和光催化的共同作用下,可以实现对所有VOCS 的全部氧化 6。4.1.2 光催化氧化和吸附技术的复合 通过吸附剂将有害气体吸附在催化剂上,再在其表面进行催化反应,可以使有害气体在较短的时间内扩散到催化剂表面,并使表面气体浓度增大,加快反应速率,强化了脱除效果。Fumihide 等研究了以高比表面积的活
9、性炭为吸附剂,在 HZSM-5 型分子筛上负载 TiO2 作催化剂,在紫外光照射下,甲醛浓度在 10min 内由 1. 0mg/m3 降为 0. 1mg/m3; 90min 后几乎检测不到甲醛 7。4.1.3 光催化氧化和等离子体技术的复合 该技术采用大量高能电子轰击产生的O-(或 O2-)和 OH-等活性粒子 ,使有机物分子分解为 CO2 和 H2O,随着紫外光的辐射还可以起到杀菌消毒的作用。许太明等采用等离子体和光催化对三氯乙烯进行脱除实验,发现单独使用二者时,三氯乙烯降解率分别为 32. 0%和 141%,而将等离子体和光催化复合时,其降解率达到 75.4%8。由此可见,等离子体和光催化
10、之间有明显的协同作用,可以显著提高催化剂的反应活性。4.2 臭氧净化技术 由于臭氧为轻微离子结合体 ,结合状态极不稳定,在常温下会缓慢分解成氧气,将单氧分离出来,臭氧参与物质分解后还原成氧气。对甲醛、一氧化碳的分解机理如下:甲醛: 3HCHO+2O3y3H2O+3CO2、一氧化碳:CO+O 3yCO2+ O2 研究表明,低浓度臭氧(0. 0500. 075mg/m3)可净化室内空气甲醛污染,净化率为 42%9。缺点是臭氧是一种具有刺激性和强氧化性的有害气体,会污染室内空气。4.3 空气负离子技术 空气负离子技术一方面可以与室内空气中的微小颗粒物相吸附,成为带电的大离子沉降,另一方面使细菌蛋白质
11、表层电性两极发生颠倒,促使细菌死亡,对人体的健康十分有益。空气负离子的发射技术主要有:电晕放电、水发生和放射发生。金应龙等利用 HE 系列空气负离子发生器对氡及其子体的净化进行了研究,实验结果表明,HE 系列空气负离子发生器使氡子体浓度明显降低 50%左右 10。优点是主机便宜,噪声小,体积小;缺点是粒子并未收集或过滤效果差,产生臭氧,造成二次污染。4.4 生物净化技术 生物法处理大气污染物是一项新兴技术,主要是过滤器中的多孔填料表面覆盖有生物膜,污染物与膜内的微生物相接触发生生物化学反应,使其完全降解为CO2 和 H2O。 11生物净化技术基本方法有生物过滤法、生物洗涤法、生物吸收法等。Ok
12、uno 等人让 NO 通过生物土壤填装的滤塔,结果当 NO 进口浓度为 211mg/m3,停留时间为2min 时,NO 去除率为 60%左右 12。羌宁等研究了生物滴滤器净化甲苯废气,结果表明:在甲苯负荷每小时小于 280g/ms,停留时间 15. 73s 的条件下,表观气速 230m/h 时,可保持 90%以上的净化率 13。4.5 植物净化技术 植物净化原理为室内污染物通过植物叶片背面的微孔道被吸入植物体内,植物根部共生的微生物能自动分解污染物,分解产物被根部吸收。研究表明,在 24h照明的条件下,芦荟可以消灭 1m3 空气中 90%的甲醛。常情藤、沼兰可以利用自身的酶分解苯和三氯乙烯等。
13、卫凤莲实验表明,君子兰、虎尾兰对室内甲醛、二甲苯、TVOC 有一定的吸收 14。其它技术有吸附、紫外线消毒技术和化学消毒技术等。近来开发的活性碳纤维具有吸附容量大、速度快、对低浓度物质的吸附性能强的优点。C.H.AO 和 S.C.Lee 对活性碳纤维与光催化结合净化室内空气中 VOCS 进行研究,实验表明,即使在 ppb 水平,仍可取得满意效果 15。当然,通风换气是最经济最实用的的方法,有利于室内污染物的排放,并使室内有毒有害气体尽快释放出来 16。5 传统空气净化法及不足5.1 通风换气 通风就是室内外空气互换,可分为自然通风和机械通风。加强通风换气,用室外新鲜空气来稀释室内空气污染物,使
14、浓度降低,从而改善室内空气质量,是最为方便、经济的方法。成通宝等人模拟了自然通风试验,结果表明,初始浓度为 0.8 mg/m2 的挥发性有机物在持续通风一个月,换气次数增大到 10 h-1,室内仍然存在 0.2 mg/m2 的挥发性有机物。美国劳伦斯克利实验室的 Offefman等人研究机械通风对室内氡、甲醛浓度的影响,结果表明,机械通风会导致室内氡浓度显著降低。而甲醛的浓度仅下降了 0%44%。虽然通风换气对室内污染物的处理能够达到一定的效果,但该简单方法只是把污染物排出了室内,同样对室外环境会造成影响;并且,通风换气对室内污染物的清除不够彻底 ,各方面资料显示,通风只能部分降低甲醛及其他的
15、挥发性有机物,且效果不够明显和彻底。5.2 吸附法 虽然吸附法可以吸附空气中的多种污染成分,有些吸附剂(如 TiO2,蛇纹石)还具有抗菌、抑菌作用。但是吸附剂大多具有专一性,应用于复杂的室内空气,所需去除的气体种类各异,且浓度差别大,其使用效果就显得不够理想;并且当温度、风速升高到一定程度的时候,所吸附的污染物就有可能游离出来,再次散发到工作区造成二次污染。最后吸附剂吸附能力补偿也存在困难。物理吸附存在吸附饱和问题,而化学吸附当吸附剂损耗时也会出现吸附能力减弱的缺陷。5.3 臭氧净化法 臭氧是一种强氧化剂,对细菌和病毒等微生物具有强/ 杀灭 0功能,也可以氧化分解空气中的 VOCS。但是当臭氧
16、浓度 0.16 mg/m3,臭氧会刺激机体黏膜组织,引起支气管和肺部组织发炎甚至水肿,引发咽喉干燥、咳嗽和哮喘等呼吸道疾病。同时,有研究表明,室内污染物间的反应都直接或间接与臭氧有关。例如,臭氧能与氮氧化物及不饱和烃反应并产生大量的自由基及其他基团。这些新生的污染物会造成室内环境的二次污染,对人体的舒适和健康带来极大的负面影响。当浓度大于 0.15 PPM 后,臭氧本身就会发出浓烈的臭味,并且其使用环境不能超过 30e,否则可能致癌。5.4 静电除尘法 静电除尘法主要利用直流高压形成电晕放电吸附空气中的尘埃。虽然颗粒物净化效率相对较高、能耗也相对较低,但是由于使用高电压、运行程中容易产生不稳定的臭氧,危害居住者身体健康;且收尘板容易积聚灰尘,需要经常清洗收,该方法在应用和推广上都受到部分限制。5.5 负离子净化法 负离子被喻为空气维生素,负离子净化法主要通过高压放电使空气产生负离子,负离子与颗粒污染物结合,使这些微小的颗粒聚集、沉降,从而降低空气中黏附在颗粒物表面
