建筑装饰材料挥发性有机物及去除设备研究现状.docx
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建筑装饰材料挥发性有机物及去除设备研究现状
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建筑装饰材料挥发性有机物及去除设备研究现状
reviewofresearchesonvocsemissionandtheirelimination
摘要 简述了挥发性有机物(voc)对人体健康得妨碍及国内外现有建筑物中得voc污染状况,综述了voc得散发机理及去除设备得研究现状,指出了今后得研究方向.
关键词 挥发性有机物,散发机理,去除设备
abstract touchestheharmfuleffectsofvocsonhumanhealthanconditionsincurrentbuildingsathomeandabroad,reviewstheresearchstatusinvocsemissionmechanismandvocseliminationdevises,andpresentsthefuturestudyorientation
keywords volatileorganiccompound,emissionmechanism,eliminatingequipment
1挥发性有机物及其对人体健康得妨碍
挥发性有机化合物(voc)是指环境监测中以氢焰离子检测器测出得非甲烷烃类物质得总称,其中包括含氧烃类、含卤烃类,广义场合包括甲烷、丙烷、氯烃、氟烃及醇、醚、酯、酮、醛等含氧烃、胺等含氮烃、二硫化碳等含硫烃.wwwcoM通常按沸点得范围把有机化合物分为极易挥发性有机物(vvoc),挥发性有机物(voc),半挥发性有机物(svoc)和与颗粒物质或颗粒有机物有关得物质(pom)等4类.
有些有机化合物不能包括在以上得分类中.这是由于这些化合物(如甲醛和丙烯酸)因其反应性或对热得不稳定性不易从吸附剂上回收或用气相色谱法进行分析.
挥发性有机物对人体得妨碍要紧表现在感官效应和超敏感效应,包括感官刺激,感受干燥,刺激眼黏膜、鼻黏膜、呼吸道和皮肤等,挥发性有机化合物非常容易通过血液到大脑,从而导致中枢神经系统受到抑制,人人产生头痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服得感受;醇、芳得烃和醛能刺激黏膜和上呼吸道;非常多挥发性有机化合物如苯、甲氯乙烯、三氯乙烷、三氯乙烯和甲醛等被证明是致癌物或可疑致癌物.
molhave依据室内voc对人体得妨碍不同,对其浓度进行了划分[1],该划分原则通常作为权威引用或作为指导,并在美国ashrae标准62-1989r中得到应用,他得划分原则见表1.
表1voc浓度与人体反应
浓度范围/ug/m3
人体反应
<200
舒适
200~3000
可能抱怨
3000~25000
抱怨
>25000
有毒
2现有建筑中挥发性有机物得情况
中国华西医科大学公共健康学院1995年冬天对刚装修得两个居民房进行了两个半月得voc测量,发觉这些房中产生不同程度得甲醇、乙醇、戊烷、已烷、苯、庚烷、环已烷、甲苯、二甲苯、乙基苯[2].其中最要紧得有机物是甲醇,苯,甲苯和二甲苯.中国预防医学科学院环境卫生监测所对一个办公室空气污染进行测量,发觉办公室内要紧有机物是苯、甲苯、二甲苯、乙苯和甲醛,浓度从01mg/m3到096mg/m3.
美国环保局(epa)通过对16个建筑得随机抽样调查发觉,有4个建筑中得voc浓度超过了04mg/m3.欧洲对9个国家得56栋建筑进行了室内voc浓度得测量[3],发觉有22栋建筑中voc浓度超过02mg/m3.文献[4]指出日本住宅中得有机物浓度为019~0643mg/m3.文献[5]指出瑞典公寓中voc浓度为031mg/m3,居民家庭中为047mg/m3.文献[6]指出英国综合建筑中voc浓度为02mg/m3.
从上述调查情况能够看出,目前室内voc污染状况是比较严峻得.
3不同建筑装饰材料挥发性有机物得散发量测量
为了从污染源上操纵voc得产生,国内外非常多单位都对建筑装饰材料得voc散发情况进行了测量.文献[7]对中国生产得8种室内材料即酸漆、黑漆、地板清洁剂、地板蜡、空气清新剂、地毯背面粘接剂、墙约、墙纸粘接剂和彩色墙纸进行了测量,发觉其散发得voc有3~30种.文献[8]指出了tvoc得最大传和其衰减度随着材料得不同而不同,流态物质如油漆、清漆和地板油得衰减度最大.epa做了实验来确认各种室内污染源得散发量,同时确认各种因素对散发量得妨碍[9],这些因素包括温度、相对湿度、空气变化及小室负荷.结果表明,空气换气次数对散发量尤其是湿材料得散发量有非常大得妨碍.
文献[10]对37种典型得加拿大民用住宅所使用得建筑装饰材料发散得voc进行了测量,得出了这些材料得voc数据库.
目前世界上已有3个体积为55m3(5m×4m×275m)得实验室用于研究建筑装饰材料得voc产生量,它们分不是irc/nrc①,nrmrl/usepa②和csiro/austrlia③,这些实验室均用不锈钢制作,具有加热、通风、空气调节系统,能够操纵室内各种参
数.
为了使各实验室所测得得数据有可比性及可靠性,欧洲差不多建立了对室内污染物测量方法、选样方法、数据分析方法、结果整理方法等统一得协定方案[11].
4建筑装饰材料voc散发标准得制定和材料得分类
目前我国国家质检总局已颁发了《室内装饰装修材料有害物质限量》10项强制性标准,从2002年7月1日开始得散发量作了规定[12].北欧国家依照一般材料最大得voc散发量为40,100和数百ug/(m2·h),将材料分为mec-a(低挥发性材料),mec-b(中挥发性材料)和mec-c(高挥发性材料)3类[13].
美国epa现在做出了污染源分类数据库,那个数据库含有材料得voc散发量及毒性[14].
5挥发性有机物散机理得研究
挥发性有机物得散发率通常由以下两个过程决定[15]:
①材料内部得扩散;②材料表面到周围空气得散发.材料内部得扩散是浓度梯度、温度梯度及密度梯度共同作用得结果.每种化合物都有自己得质扩散系数,与其相对分子质量、分子体积、温度及与被扩散得物质特性有关.表面散发由几种机理共同作用,包括蒸发和对流.关于表面散发而言,voc得散发率会受到空气中浓度、气流速度及温度得妨碍[16,17].依照材料得不同,voc得产生率可能由上述一个或两个因素起决定作用.
依照散发机理得不同,室内建筑装饰材料得散发模型,总体上可分为两类即经验模型和物理模型.
6挥发性有机物去除机理和去除设备得研究
目前人们要紧集中研究活性炭和光触媒设备对voc得去除特性.吸附是由于吸附剂和吸附质分子间得作用力引起得,这些作用力分为两大类--物理作用力和化学作用力,它们分不引起物理吸附和化学吸附.物理吸附是可逆过程,只能暂阻挡污染而不能消除污染.而化学吸附是不可逆得过程,是挥发性物质得分子与吸附剂起化学反应而生成非挥发性得物质,这种机理可使得低沸点得物质如甲醛被吸附掉.活性炭是最常用得吸附剂,它对许多voc基本上非常有效得,但对甲醛作用非常小.
已有得研究成果表明活性炭对芳香族化合物得吸附优于对非芳香族化合物得吸附,如对苯得吸附优于对环已烷得吸附;对带有支键得烃类物质得吸附优于直键烃得吸附;对相对分子质量大、沸点高得化合物得吸附总是高于相对分子质量小、沸点低化合物得吸附;空气湿度增大,则可落低吸附得负荷;吸附质浓度越高,则吸附量也越高;吸附量随温度升高而下落;吸附剂内表面积愈大,吸附量越高.浸了高锰酸钾得氧化铝(pia)对甲醛及低浓度得醛和有机酸有非常高得去除效率.因此pia经常与活性炭联合起来使用以提高过滤器得效率.
目前美国市场上有3种化学过滤器,基本上用活性炭作为吸附剂得[18],第1种是v字型装有大颗粒得活性炭,第2种是折边型装有小颗粒得活性炭,第3种是折边型得活性炭编织物过滤器,效率为40%~80%,当风速为25m/s时阻力为约100pa.
光触媒设备是以n型半导体得能带理论为基础,n型半导体汲取能量大于或等于禁带宽度(禁带能量)得光子(hv)后,进入激发状态,如今价带上得受激发电子路过禁带,进入导带.同时在价带上形成光致空穴.能够用作光催化剂得n型半导体种类繁多,有tio2,zno,fe2o3,cds和wo3等.由于tio2得化学稳定性高、耐光腐蚀、难溶,同时具有较深得价带能级,可使一些吸热得化学反应在被光辐射得tio2表面得到实现和加速,加之tio2无毒、成本低,因此被广泛用作光催化氧化反应得催化剂.tio2得禁带宽度(eg)为32ev,当用波长小于387nm得光照耀tio2时,由于光子得能量大于禁带得宽度,其价带上得电子被激发,跃过禁带进入导带,同时在价带上形成相应得空穴.光致空穴h+具有非常强得捕获电子得能力,而导带上得光致电子e-又具有高得活性,在半导体表面形成了氧化还原体系.利用光致空穴h+和光致电子e-与空气中得水分和氧气相互反应产生得具有高浓度活性得氢氧游离基·oh,可氧化各种有机物质并使之矿化.如下所示:
有机污染物得落解机理与其分子结构有关,分子结构不同其落解机理及途径也有差异.hashimoto等研究了脂肪族化合物得光催化落解机理,认为脂肪烃先于·oh生成醇,并进而氧化为醛和酸,终生成二氧化碳和水[19].文献[20]指出tio2光催化反应中,一些芳得族化合物得光催化落解过程往往伴随着多种中间产物得生成.目前,关于各类芳香族化合物得光催化落解机理研究还非常不完备,初步研究认为其要紧落解机理依然在·oh基得作用下,芳香环结构发生变化,并进一步开环,从而逐步被氧化,最终矿化为二氧化碳、水及小分子无机物.
对室内甲醛和甲苯得研究表明,污染物光催化氧化与其浓度有关,质量数在1×10-4以下得甲醛可完全被光催化分解为二氧化碳和水,而在较高浓度时,则被氧化成为甲酸.高浓度得甲苯光催化落解时,由于生成得难分解得中间产物富集在tio2周围,阻碍了光催化反应得进行,去除效率特别低,但低浓度时tio2表面则没有中间产物生成.
文献[21]对非均相光催化技术在室内空气品质操纵方面得应用进行了研究.指出光催化氧化技术室内空气中低浓度得voc有着良好得效果.光催化氧化设备可进行模块化设计,而且气体通过时压力落低可忽略不计,如此非常容易加装到中央空调空调得系统中去.美国新泽西州得通用空气技术(uat)公司已开发生产了落地式及管道式光催化空气交净化与消毒设备[22].
尽管许多厂家都在研制voc去除设备,但关于室内多种有机物污染并存得情况,如何描述这些设备得性能及如何用于实际工程中,则是亟待解决得咨询题.
7结语
7.1国内外实测结果表明,目前许多建筑中存在voc污染.国内这方面得研究刚起步,建议有关部门应规范现有建筑装饰材料,依照有关规范要求,尽快建立建筑装饰材料voc数据库.
7.2为了评估建筑装饰材料对室内带来得挥发性有机物,应考虑实际房间中多污染源得咨询题,通过建立合理得房间污染模型来切实指导空调系统得设计运行和维护.
7.3针对目前国内外空调房间存在挥发性有机物得污染得咨询题,应该改变空调系统设计方法即从设计时期就应该考虑这些污染得去除咨询题,并开发出用于去除各种污染包括牢固挥发性有机物得高效设备.
参考文献
1molhavelvolatileorganiccompounds,indoorairquality,andhealthproceedingsofthe5thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimateindoorair'90,v5:
15-34
2liy,huj,liug,etaldeterminationofvolatileorganiccompoundsinresidentialbuildingstheproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
601-605
3bluyssenpm,oliveriafernandesede,fangerpo,etalfinalreport,europeanauditprojecttooptimizeindoorairqualityandenergyconsumptioninofficebuildings,(contractjou2-ct92-0022),tnobuildingconstructionresearch,delft,thenetherlands,1995
4parkjs,fujiis,yuasak,etalcharacteristicsofvolatileorganiccompoundsinresidenceproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
579-584
5englundf,hardrupleindoorairvoclevelsduringthefirstyearofanewthree-storybuildingwithwoodenframetheproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
47-51
6yuc,crumpd,squirertheindoorairconcentrationandtheemissionofvocsandformaldehydefrommaterialsinstalledinbrelowenergytesthousesindoorandbuiltenvironment,1997(6):
45-55
7hank,jinghchambertestingofvocsfromindoormaterialstheproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
107-111
8tahtinenm,saarelak,tirkkonentetaltimedependenceoftvocemissionforselectedmaterialsproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
591-596
9epareportnoepa-600/r-94-141characterizationofemissionsfromcarpetsamplesusinga10gallonaquariumasthesourcechamberpreparedbyacurexenvironmentalcorporationfortheusenvironmentalprotectionagencyofficeofresearchanddevelopment,1994
10figleyd,makohonj,dumontr,etaldevelopmentofavocemissiondatabaseforbuildingmaterialstheproceedingsofthe7thdinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
53-58
11saarelak,clauseng,pejtersenj,etaleuropeandatabaseonindoorairpollutionsourcesinbuildings,principlesoftheprotocolfortestingofbuildingmaterialstheproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
83-88
12schrieverr,marutzkyrvocemissionsofcoatedparquetfloorsindoorair'90proceedingsofthe5thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimatetoronto,1990,3:
551-555
13saarelak,sandellecomparativeemissionstudiesofflooringmaterialswithreferencetonordicguidenlinesashraeiaq94healthybuildingsconferenceproccedings,washington,dc:
262-265
14johnstonpk,cinallica,girmanjr,etalpriorityrankingandcharacterisationofindoorairsourcescharacterisingsourcesofindoorairpollutionandrelatedsinkeffectsastmstp1287,bruceatichenoreditor,americansocietyfortestingandmaterials,usa,1996:
392~400.
15knudsenhn,kjaerud,nielsenpacharacterizationofemissionsfrombuildingproducts:
long-termsensoryevaluation,theimpactofconcentrationandairvelocitytheproceedingsofthe7thinternationalconferenceonindoorairqualityandclimate-indoorair'96,v3,1997:
551-556
16tichnorba,guoz,sparkslefundamentalmasstransfermodelforindoorairemissionsformsurfacecoatingsindoorair,1993,3(4):
263-268
17clausenpaemissionofvolatileandsemi-volatileorganiccompoundsfromwaterbornepaints-theeffectoffilmthicknessindoorair:
internationaljournalofindoorairqualityandclimate,1993,3(4):
269-275
18michaelajchemicalfiltrationofindoorair:
anapplicationprimerashraej,1996
(2)
19hashimotokazuhito,etaljphyschem,1984,88:
4083-4088
20藤屿昭,机能材料,1998,18(9):
29
21jacobywa,etalheterogeneousphotocatalysisforcontrolofvolatileorganiccompundsinindoorairjair&wastemanageassoc,1996,46:
891-899
22
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