空气净化器原理与应用基础(上)

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1、 空气净化器的原理与空气净化器的原理与应用知识应用知识 资料来源：吴资料来源：吴吉祥工作室吉祥工作室 空气净化器空气净化器的原理的原理与与应用应用 一一 第一讲 基础篇 第二讲 技术篇 第三讲 应用篇 6 1.大气污染三个阶段 2.室内环境概念 3.室内空气污染物 4.室内空气污染源 5.空气污染物危害人体健康 6.空气净化器属性 7 第一讲 基础篇 8 一、 有关空气的基本知识 1. 自然空气的组成 空气是由干洁空气、水蒸气和悬浮粒子 三大部分组成的。 干洁空气是指大自然未被污染的本底的空气。 干洁的空气的组成 干洁的空气的组分名称干洁的空气的组分名称 重量百分比重量百分比% 体积百分比

2、体积百分比% 氧气氧气 23.01 20.91 氮气氮气 75.51 78.10 氩气氩气 1.286 0.9325 二氧化碳二氧化碳 0.04 0.03 氖气氖气 0.0012 0.0018 氦气氦气 0.00007 0.0005 氪气氪气 0.0003 0.0001 在空气成分中，氧气和二氧化碳对我们日常生活的关系最为密切。人的生存离不开氧气和二氧化碳。人的新陈代谢需要从空气中吸取氧气，排出无用的二氧化碳。这就是所谓的呼吸。人依靠呼吸维持生命。 空气中的氧气作为资源是取之不尽，用之不竭的。自然空气中氧气的比例为20.91。密闭的室内，如果人的密度达到一定的比例，持续到一定的程度，室内的氧气

3、比例会下降。 人需要氧气的安全极限为15左右。有的国家法律规定了氧气的极限值为18。氧气不足会导致呼吸困难，使中枢神经发生障碍，严重时还会出现生命危险。对此必须引起足够重视。 一般情况下，自然空气中的二氧化碳浓度几乎是不变的。大气污染等人为因素是造成二氧化碳增加的主要原因。大气中二氧化碳的浓度与大气污染物的浓度有一定的对应关系。有人把二氧化碳的浓度变化看作为空气污染程度的寒暑表。 大气中的二氧化碳能透过太阳辐射光，还能吸收地面反射的红外光。二氧化碳就象一层厚厚的被子，对大气层起到保温的作用。这种现象被称为温室效应。二氧化碳也是影响气候变化的重要因素。 公共场合、办公室等环境，人为因素是造成室内

4、空气污染的主要原因，此时，测量室内空气中的二氧化碳浓度，可以作为衡量室内空气污染程度的一个标准。 在空气成分中，氧气和二氧化碳对我们日常生活的关系最为密切。人的生存离不开氧气和二氧化碳。人的新陈代谢需要从空气中吸取氧气，排出无用的二氧化碳。这就是所谓的呼吸。人依靠呼吸维持生命。 水蒸气是空气的重要组成部分。空气中的水蒸气的含量是不稳定的，含量一般不超过4。水蒸气对空气的性质影响很大。工程中，将含有水蒸气的空气称为湿空气。湿空气为干空气与水蒸气组成的混合气体。实际上绝对的干空气是不存在的，因此也把湿空气简称为空气。 大气层中的臭氧层就象一顶硕大无朋保护伞，保护着地球上的万物生灵。臭氧层挡住来自太

5、阳的紫外线和来自宇宙的其他射线，臭氧层还有调节大气层温度的作用。臭氧层中的臭氧对大气层的空间也有一定的影响，大气中的臭氧本底浓度大约为0.010.02mg/m3，这样浓度范围的臭氧对地球上的生物没有损害，但足以抑制大多数的微生物，使某种微生物不至于繁殖过快过滥。 20世纪以来，由于人类大量使用氟利昂类的制冷剂、喷气式飞机制造业飞速发展以及其他工业过程，使臭氧层出现了空洞。臭氧保护人类的上述功能受到严重的威胁。臭氧象一柄双刃剑，太低的浓度或太高的浓度都会影响人类的生态环境。据美国研究表明，大气中臭氧的最高浓度最好不超过0.05ppm。 尘埃粒子是空气的一个重要组成部分。在一定条件下，尘埃粒子能散

6、射太阳光、减弱太阳的辐射作用，对地球表面的温度有一定的保护作用。一般情况下，尘埃粒子的浓度很小，其对空气物理性质和特性参数的影响可以忽略不计。 大气污染大致经历了以下三个时期： 煤烟型污染 光化学烟雾污染 室内空气污染 第一时期为十八世纪末到二十世纪中。这一时期的大气污染主要是燃煤引起的，因此也称谓“煤烟型污染”。 燃煤产生的烟尘与二氧化硫，以及不完全燃烧产生的碳黑是煤烟型污染的主要污染物。烟囱林立、黑烟滚滚，曾被看作为工业蓬勃发展的象征，但现在看来，在发展工业的同时对大气环境污染的事实已经形成。由于黑烟的颗粒直径较大，细颗粒的成分不多，因此煤烟型污染对人类的影响更多的是视觉上的污染，对人类健

7、康的影响并不显著。 第一时期的后期，各个工业发达国家不断研究各种燃烧技术、除尘技术，许多先进的燃烧与除尘技术投入应用，对控制黑烟排放起到了决定性的作用。黑烟滚滚的现象基本被控制，但是，与此同时，工业的进一步发展促使电力与能源的需求进一步增加。燃煤形成的飘尘细颗粒与二氧化硫的总量不断增加，对人类的健康形成的威胁。 煤烟型污染继续发展，直至1950年在英国发生了“伦敦烟雾事件”，这种污染终于形成了对人体的影响。“伦敦烟雾事件”造成的后果震惊了当时的政府，市民们第一次举行了反对公害的示威游行。“伦敦烟雾事件”第一次向全球人民敲响了警钟，大气污染已经可能成为比战争更可怕的灾难。 在以后的一段时期里，英

8、国政府推出了一系列环保政策，特别是规定了细颗粒的排放政策。英国政府规定的大气中可吸入颗粒物的浓度小于0.05mg/m3的标准，至今在世界上不是最为先进的。经过几十年的努力，英国伦敦等大城市的大气环境得到了根本的改善，产业革命以后名扬四海的雾都伦敦，雾海茫茫的“风光”已不复存在。现代的研究得知，当年伦敦的烟雾是煤烟型污染形成的结果，随着煤烟型污染期的结束，伦敦烟雾可能将成为永远的历史。 第二时期为20世纪50至60年代，汽车工业在西方国家蓬勃兴起并在短期内得到飞速的发展。汽车的数量倍增，汽车尾气形成了新的大气污染。与此同时，能源结构发生了巨大的变化，燃油大量地代替了燃煤。人类庆幸找到了蕴藏量比煤

9、矿大得多的石油，从而度过了能源危机的同时，却无法预料的是，燃油产生的细颗粒以及多种化学污染物对大气的影响大大地超过了煤烟型污染。 细颗粒与气体污染物很容易扩散而成为广域式的污染。这种污染已经不再局限于城市局部与工矿区。这种因为燃烧石油而形成的大气污染被称为石油型污染。石油性污染会形成光化学烟雾。 光化学烟雾主要由于燃油与汽车尾气排放形成的飘尘、重金属颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳及碳氢化合物等大气污染物在光照的情况下形成的一系列复杂的光化学反应形成的烟雾。美国洛杉矶、日本“四日气喘病”都是光化学烟雾形成的典型的污染事件。 石油性污染引起的公害事件在工业发达国家中不断地发生，那里的人们反公

10、害的斗争此起彼伏，引起了各国政府的极度重视。各国政府采取各种政策，鼓励改进汽车的电喷技术及尾气净化技术。在这个时期，美国政府大力建造高速公路，改善道路交通。在旧金山，地方政府规定了在交通繁忙时，汽车必须满载四人才能通过闹市区。一来减轻交通压力，二来减少汽车排气污染。这些卓有成效的措施，使汽车拥有量为世界第一的美国，成为第一个推行世界上最为先进的空气质量标准的国家。一度公害十分严重的日本，从1968年至1976年，在工业连续增长的情况下，其大气中的飘尘、二氧化硫、一氧化碳等污染物的浓度不断下降，达到了先进国家的标准水平。 从20世纪70年代起，人类进入了空气污染的第三时期。从那时起，现代建筑的密

11、封性越来越好，空调的普及率越来越高，特别是经历了前两个空气污染时期的人类，对空气质量的敏感性越来越高。人们一边明显地感觉到大气的环境越来越好，对比之下，另一边感觉到密闭的室内的空气越来越糟。美国经过多年的调查研究发现，室内空气的污染程度比室外高56倍。通风空调系统、建筑结构、装修材料、办公设备和家用电器是造成室内空气污染最重要的室内环境因素。 世界的银行的一份研究表明，我国每年由于室内空气污染造成的损失达到106亿美元。世界上大约有30的新建和重建的建筑物中发现有有害于健康的室内空气污染物。室内空气污染使全球人口的发病率和死亡率明显地增加。室内空气污染已经列为对公众健康危害最大的五种环境因素之

12、一。在经历了工业革命带来的“煤烟型污染”、“光化学烟雾污染”后，现代人已进入以“室内空气污染”为标志的第三空气污染时期。 好在室内空气污染并不可怕，其最大特点是几乎与政府无关，人们只要稍微有一点意识，采取一定的必要的措施，就可以自行解决室内空气污染的问题。 室内环境也有被称为有限环境，其定义为相对密闭的空间环境。人们习惯根据季节用打开窗户的方法引进外面的新鲜空气。也有人比较绝对地认为，只要通风就能解决室内空气净化的问题。如果通风，或者开窗，那么此时的室内环境已不是相对密闭的空间环境了，那么，所有对于相对密闭的有限环境的空气的研究都将显得十分没有意义。事实上，对于现代化的建筑、现代化的工业以及现

13、代化的科学研究，这种相对密闭的有限环境越来越多，有时候甚至不能容忍一点点缝隙。现代的人们必须接受这样一个事实：那就是你必须常常地意识到生活在隔绝自然通风的人工环境中。以下，罗列了许多相对密闭的有限环境的实例，你一定会有人工环境的亲身体验。 典型的室内环境名称 医院与医疗卫生机构 工矿企业的车间与作业场所 公共场所 科研、实验机构 现代化企业与政府的办公室 住宅 现代化交通工具 中消协公布了 一项令人吃惊的调查结果， 其在对北京、杭州两市装修后的室内空气进行 检测时发现，居室甲醛浓度超标的竟高达七成 以上，挥发性有机化合物VOC和苯的超标情况 也很严重，检测结果让人大吃一惊。引起人们 眼、鼻、喉

14、等器官刺激并可能导致鼻癌的甲醛， 北京市超标73.3，杭州市超标79.1，最高 超标10多倍。 室内空气中的污染物，按污染物的形态分类，大致室内空气中的污染物，按污染物的形态分类，大致 可以分成三类：可以分成三类： 第一类是可吸入颗粒物，包括粉尘、烟雾、花粉等；第一类是可吸入颗粒物，包括粉尘、烟雾、花粉等； 可吸入颗粒物呈气溶胶状态。可吸入颗粒物呈气溶胶状态。PM2.5 、PM1是目前重点关是目前重点关 注的可吸入颗粒物。注的可吸入颗粒物。 第二类是微生物，包括各类细菌、病毒；微生物也第二类是微生物，包括各类细菌、病毒；微生物也 呈气溶胶状态，但其具有生物性，比可吸入颗粒物的危呈气溶胶状态

15、，但其具有生物性，比可吸入颗粒物的危 害更大。害更大。 第三类是气态污染物，例如甲醛、甲苯等装修装饰第三类是气态污染物，例如甲醛、甲苯等装修装饰 污染、大气侵入的二氧化硫、二氧化氮等。气态污染物污染、大气侵入的二氧化硫、二氧化氮等。气态污染物 呈气载分子态。呈气载分子态。 一般认为，室内空气比室外空气更糟糕。由于大量 使用空调，现代建筑的密封性越来越好，室内空气 中的污染物无法扩散。 吸烟吸烟 25 空调系统空调系统 42 建筑及装修建筑及装修 21 人与人的活动人与人的活动 12 糟糕的室内空糟糕的室内空气气 大气污染物通过建筑物的缝隙与人们习惯性大气污染物通过建筑物的缝隙与人们习惯性的开窗，无法避免地侵入室内。的开窗，无法避免地侵入室