據(jù)國家權(quán)威部門統(tǒng)計:城市中有2/3的人群生活在高度污染的環(huán)境里,現(xiàn)代人正遭遇以“室內(nèi)空氣污染”為標志的第三污染時期。目前中國每年由室內(nèi)裝飾污染引起的死亡人數(shù)已達11.1萬人,室內(nèi)環(huán)境污染已經(jīng)引起35.7﹪的呼吸道疾病,22﹪的慢性肺病和15﹪的氣管炎、支氣管炎和肺癌。急診數(shù)達430萬人次,經(jīng)濟損失高達107億美元。北京兒童醫(yī)院小兒科主任醫(yī)師臧晏經(jīng)過半年的調(diào)查發(fā)現(xiàn),經(jīng)她診治的白血病患兒中,近90﹪的孩子家中近期進行過裝修。
一、室內(nèi)裝飾污染的治理
1、裝飾污染治理要從源頭抓起人體有68﹪的疾病是由于室內(nèi)污染引起的,凈化治理室內(nèi)環(huán)境對人來說尤為重要。關(guān)注室內(nèi)凈化問題要從源頭做起,從預(yù)防措施做起。
在室內(nèi)空氣中,在多達數(shù)十種至百種以上的氣體和微生物等污染物,特別是室內(nèi)通風(fēng)條件不良時。這些氣體污染物就會在室內(nèi)積聚、濃度升高、有的濃度超過衛(wèi)生標準造成室內(nèi)空氣嚴重污染。過度繁殖的細菌會造成微生物及其污染物。室內(nèi)潮濕的地方容易滋生真菌,造成微生物污染室內(nèi)空氣。真菌在大量繁殖的過程中,還會散發(fā)出令人討厭的特殊臭氣。越是現(xiàn)代化程度高的大辦公室,越怕有人得呼吸道傳染病。2003年爆發(fā)的SAILS疫情使人們對室內(nèi)空氣的微生物污染問題更加關(guān)注。
治理室內(nèi)污染必須從綠色健康住宅建筑的設(shè)計理念著手,保證建筑物具有合理的室內(nèi)空間、采光、通風(fēng)、良好的外部環(huán)境綠地、水和空氣,所采用的建筑材料環(huán)保達標,并盡量采用先進的安全性高的新材料。為了起到防微生物污染,在必要的地方,可以采用抗菌材料及其制品,控制微生物的污染。例如,家居、賓館、辦公樓可以采用抗菌地板、抗菌內(nèi)墻涂料、抗菌家具、抗菌油漆、抗菌潔陶、抗菌塑窗,具有長效、廣譜的抑殺微生物的作用,而對人、環(huán)境則無毒安全。中央空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件和過濾材料可選用抗菌防霉材料制造。室內(nèi)地毯可采用抗菌防螨地毯。
2、室內(nèi)空氣污染的治理,“亡羊補牢,猶未為晚”
由于前些年建設(shè)發(fā)展異常迅速,我國在住宅等建筑中使用了大量不合格的建材,在室內(nèi)污染治理方面欠債較多。因此,有必要采取一些室內(nèi)空氣凈化技術(shù)來彌補和解決。
一般用于室內(nèi)空氣凈化方法,按作用原理可分為:通風(fēng)換氣吸收、吸附、催化氧化與遮蓋法。常見的凈化器類型有以下幾種:
(1)通風(fēng)換氣機。
(2)靜電式室內(nèi)空氣凈化器(主要用于可吸收顆粒物的凈化)。
(3)過濾式室內(nèi)空氣凈化器(主要用于可吸收顆粒物和氣態(tài)污染物的凈化)。
(4)復(fù)合式室內(nèi)空氣凈化器(主要用于可吸收顆粒物和氣態(tài)污染物的凈化)。
(5)凈化性涂料(納米光觸媒涂料等用于氣態(tài)污染物的凈化)。
(6)納米觸媒類空氣凈化材料(氣態(tài)污染物的凈化及細菌類)。
下面對涉及到的原理作一些介紹:
(1)物理吸附技術(shù):采用吸附的方法,如采用活性炭、灰泥、硅藻類物質(zhì),對釋放到室內(nèi)空氣中的有害氣體進行吸附,而不能對有害氣體進行分解。吸附飽和后,就需要更換,否則有害氣體就會重新釋放出來,重新造成污染,成本高且治標不治本。
(2)臭氧氧化技術(shù):采用臭氧強氧化性凈化空氣的治理技術(shù),清除空氣中的有害成分,是目前國際公認的室內(nèi)空氣治理的一種常用、安全的物理方法,適用于中度、輕度污染。現(xiàn)在這一技術(shù)已經(jīng)被醫(yī)院等公共場所廣泛采用。其最大的特點是不會生成任何殘留物及二次污染。但采用這種技術(shù)對居室進行治理時,人要暫時離開房間,避免臭氧中毒。
(3)高壓電離技術(shù):高壓電負離子方法是利用高壓電離分解苯、甲醛等有害氣體的辦法,主要是用一種產(chǎn)生高壓電的儀器,使苯、甲醛等有害氣體經(jīng)高壓電離,快速氧化成負離子,與空氣結(jié)合后,還原成氧氣、水和二氧化碳。這種辦法有見效快,無污染,不留死角的特點。可以定期采用,作為定期集中治理室內(nèi)空氣超標問題的選擇。
(4)化學(xué)反應(yīng)技術(shù):采用“化學(xué)品”對室內(nèi)空氣中的有害氣體進行分解,“化學(xué)品”雖然每次使用成本低,但對TVOC的消除率不足40%,時效性極短,疊加成本很高。大量反復(fù)使用還會對人體造成新的二次污染。
(5)植物生態(tài)技術(shù):在居室內(nèi)放一些抗污染的花草,也能起到“空氣凈化器”的作用。如:常青藤能讓90%的苯消失;吊蘭能“吞食”室內(nèi)96%的一氧化碳、86%的甲醛和過氧化氮等;天南星的苞葉能吸收80%的苯、50%的三氯乙烯,仙人球、蘆薈等都具有空氣凈化功能。
(6)光觸媒凈化技術(shù):日本在1973年發(fā)明的“光觸媒”凈化技術(shù)對消除室內(nèi)各種有害氣體來說,可以稱為一次技術(shù)革命。“光觸媒”的工作原理是:納米級的二氧化鈦(TiO2)通過紫外線催化,產(chǎn)生游離電子及空穴,進而產(chǎn)生極強氧化作用的氫氧自由基,它可氧化分解各種有機化合物和部分無機物。氧化大多數(shù)有機污染物的結(jié)果是,使之分解成為無害的C02、H20和礦物酸,起到凈化環(huán)境作用。選擇合適的“光觸媒”對重度污染具有治理見效快的顯著特點。但是,光觸媒在進行光合作用,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中,有可能產(chǎn)生少量二次污染,對壁紙、木制家具的油漆表面等會有所影響,是需要慎重選擇和采用的原因。另外,目前市場上的光觸媒價格也較高。
采用光催化技術(shù)吸附家具中的甲醛,針對室內(nèi)空氣的甲醛、氨、苯等有害氣體,利用風(fēng)力流動的原理,通過一種吸附設(shè)施使室內(nèi)空氣產(chǎn)生流動,氣流從而通過吸附材料將空氣中的有毒有害氣體吸附,將有害氣體控制在不危害人的身體健康指標之內(nèi)。半導(dǎo)體光催化材料的氧化活性與導(dǎo)帶/價帶的氧化-還原電位有關(guān),其催化效率與材料顆粒大小有關(guān)。
長期以來,Ti02光催化材料在實際應(yīng)用時遇到了兩大技術(shù)問題,一是必須有波長小于400nm的紫外光的存在,二是光催化效率仍較低、性能不穩(wěn)定。“光觸媒”在晚上無光照和家庭室內(nèi)存在光照不足時,就會對某些有害氣體分解不充分,形成新的對人體更為有害的中間體。納米TiO2光催化材料的研制開發(fā)為克服了上述制約因素提供了解決方案。近年來已國內(nèi)外已有多個報道,開發(fā)出了可在可見光和弱光條件下使用的納米Ti02.納米級的TiO2光觸媒由于比表面積很大,吸附物質(zhì)和吸收光子的能力比普通TiO2有顯著提高。
納米TiO2在環(huán)境凈化方面的開發(fā)主要有涂料、噴劑等建筑裝飾產(chǎn)品。缺點是:施工困難,需要粘合劑。如玻璃表面必須采用磁控濺射方法才可施工。應(yīng)用納米TiO2必須解決涂料成膜載體的研制。如果選擇高分子成膜物質(zhì),則一定要解決其被氧化分解的問題,以保持光催化膜的穩(wěn)定性。光觸媒可用于瓷磚、浴室、手術(shù)室的抗菌,玻璃的防霧、戶外建筑物的防污、燈罩和汽車反光鏡的保潔,也可用于制造光觸媒型空調(diào)濾網(wǎng)。
(7)“空氣觸媒”凈化技術(shù):2002年由日本大板市立研究所發(fā)明,是光觸媒的升級替代產(chǎn)品,是室內(nèi)空氣污染治理技術(shù)的又一次質(zhì)的突破。“空氣觸媒”的成份是納米級磷酸二氧化鈦,原液狀態(tài)下的平均直徑為0.01um~0.02um的氫氧根絡(luò)化物,存在狀態(tài)呈低聚體狀態(tài)。鈦化物噴射到物體表面后,伴隨著水分的蒸發(fā)鈦化物出現(xiàn)脫水縮合,48小時內(nèi)形成透明堅固的多孔質(zhì)無機物聚合物薄膜(厚度為0.05um~0.5um的非結(jié)晶體)。當多孔質(zhì)無機物聚合物薄膜與空氣中的水及氧氣接觸時,在空氣中生成大量氧原子和氫氧游離基。氫氧游離基具有從有機物中奪取氧的強大力量,可有效分解各種有害氣體,抑制細菌生長,除臭、防霉變,保持空氣的持久清新。
“空氣觸媒”的特點就是在無光照的條件下就能對各種裝飾污染起到分解作用,對甲醛等有害氣體的分解效果達到90%以上,效果遠遠高于其它產(chǎn)品。并且施工方便,不需要粘結(jié)劑就可以附著在各種物體的表面,不會因為使用粘結(jié)劑(有機溶劑)造成空氣的二次污染。依據(jù)日本JIS標準進行一萬次反復(fù)摩擦及一百次洗滌的試驗,證明該產(chǎn)品具有極強的附著力和耐擦洗性,可噴涂在家具、餐桌、廚柜、玻璃、不銹鋼、窗簾等各種物體的表面。這層膜具有優(yōu)良的自潔性,拒油、拒塵,有效減少污染物的附著,能長期保持物體表面的清潔,可用于防污自潔。
“空氣觸媒”不損壞施工材料的顏色,通過對纖維、樹皮、樹脂等材料施工后的實驗表明,實驗物品的變褪色(級)都小于5,可判斷為幾乎無顏色變化。“空氣觸媒”只對空氣中的氧和水分子進行催化,本身不參與反應(yīng),效果性在理論上有永久效果。在選擇污染治理產(chǎn)品時,空氣觸媒是理想的選擇,但目前的市場價格較高。
預(yù)測:室內(nèi)空氣治理行業(yè)至2008年每年將達到近300億元的市場規(guī)模。“空氣觸媒”將會成為人們辦公、居家生活的必備品。
3、室內(nèi)致病菌污染的解決方案
由于中央空調(diào)的普遍使用,加劇了室內(nèi)空氣的微生物污染,一是把外界空氣中的細菌送人了室內(nèi),二是將室內(nèi)的細菌隨浮塵重新?lián)P起。污染源主要是積存在空調(diào)系統(tǒng)過濾器和風(fēng)道、風(fēng)口的細菌。SARS流行期間,大規(guī)模、頻繁地噴灑消毒液是消滅傳染源的應(yīng)急措施,但是一般消毒劑強烈的刺激氣味又使人們難以接受。
目前,家電廠家研制開發(fā)具有空氣過濾功能和凈化功能的健康空調(diào),可以起到一定的作用。其原理是多級多功能過濾網(wǎng)的使用和抗菌殼體材料的采用。例如,第一級前置濾網(wǎng)用于捕捉漂浮于空氣中之較大微粒(大于5微米),進而延長后段濾材之使用壽命,第二級醫(yī)療級HEPA濾網(wǎng)可阻擋花粉、霉菌、孢子、二手煙等,第三級吸收有毒化合物及腐蝕性氣體,第四級“觸媒氧化作用”破壞及消除有毒氣體及臭味,第五級紫外線結(jié)合觸媒殺菌模塊在納米觸媒濾網(wǎng)上殺菌消毒,第六級負離子及活氧作用可保室內(nèi)空氣清凈,改善睡眠品質(zhì)。
亞鐵鹽空調(diào)過濾網(wǎng):這種過濾網(wǎng)的工作原理是利用納米超微粒子亞鐵鹽的超強磁性和滲入到過濾材料中的空氣觸媒來發(fā)揮作用的。亞鐵鹽的粒度約lOnm,當帶有中央風(fēng)道里繁殖的500~10000nm的病原體的氣體和帶有各種有害污染氣體通過過濾網(wǎng)時,病原體就會切割亞鐵鹽產(chǎn)生的磁力線,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,病原體自身產(chǎn)生渦電從而被殺滅,通過過濾材料的各種有害氣體在無光條件下被空氣觸媒有效分解,從而起到凈化室內(nèi)空氣的作用。這種過濾網(wǎng)在空氣中能發(fā)揮作用,在水中也同樣有效。由于健康空調(diào)已成為生產(chǎn)廠追逐的“賣點”,國家有關(guān)部門正在制定相關(guān)標準,以規(guī)范該類產(chǎn)品的性能。
另外,利用天然產(chǎn)物的殺菌性能解決室內(nèi)微生物污染問題也有作用:首先,從桉樹、茶樹、檀香樹和纈草中提取出植物精油(植物的次生代謝物,萜烯和萜類化合物);再以植物精油為原料,制成空氣凈化劑濃縮液;使用時將濃縮液經(jīng)水溶解,放人空氣健康機,該機開動后植物精油中被激活的成分便可分布到室內(nèi)空氣中,對空氣中的致病微生物,如流感病毒、金黃色葡萄球菌、結(jié)核桿菌、溶血性鏈球菌等起殺滅作用。同時,散發(fā)到空氣中的負離子水滴還可以被吸附到煙霧、粉塵等懸浮顆粒物上,使之沉淀降落,從而起到清除室內(nèi)異味、清潔空氣的作用。