空气净化技术及其应用的对比分析

空气净化技术及其应用的对比分析

黄立斌

身份证：220102196611253354

摘要：随着社会不断进步，人们生活水平的提高，雾霾天气的频繁出现，越来越多的人开始关注空气污染。其中，室内空气污染在近几年越来越得到人们的重视。人们开始注重室内空气净化技术的研发工作，以期能从根本上缓解室内污染。本文主要针对当前室内污染的特点，剖析了污染物的来源、化学特性及其对人们的危害，并分析和总结了当前常用的室内空气净化技术。

关键词：室内；污染；空气净化技术；应用

1、导言

有统计调查数据表明，全职在办公室上班的上班族来说，他们每天有９４％的时间是在室内度过的。因此室内空气质量对于长时间处于室内的人们来说显得尤为重要，不仅对保证他们的身心健康有重要作用，同时也影响着他们日常工作的效率。由于空气污染的加剧和人们对高品质室内空气和健康的追求，针对室内空气净化技术的研究越来越广泛，并且越来越受到人们的重视。

2、空气净化技术概述

近年来，随着我国经济的高速发展，出现了越来越多装修高档的写字楼和豪华的住宅，人们居住、办公的室内环境发生了巨大变化。封闭式装修和室内所用的装饰材料造成了室内空气污染。常见的室内污染物有：甲醛、苯、氨等挥发性气体污染物、细菌病毒等微生物污染物以及颗粒物等。室内空气污染首先危害呼吸道，除引起“建筑物综合症”外，还会引起或加剧亚慢、慢性呼吸道疾患，如支气管炎、过敏性肺炎、肺癌及其他器官癌症。室内空气污染问题已经引起了人们的极大关注。人们采取各种措施降低室内空气中污染物质的含量，如装修时选用环保材料、经常开窗通风、养一些可吸收污染物的植物等。近年来，一些空气净化设施也逐渐被应用于办公、学校、商场、医院和居民住宅场所，以减轻室内空气污染物对人体的危害，改善办公、生活环境。目前市场的室内空气净化技术主要分为物理方法和化学方法两大类。物理方法又包含机械过滤、吸附净化、静电过滤等。而化学方法则更多的是使用某些特定方法生成氧化性比较强的自由基，或者利用化学制剂通过化学反应从而去除有毒有害气体以及微生物，如离子体净化、光催化净化和次氯酸、过氧化氢消毒等。

3、室内空气污染物分类

3.1、TVOC（室内总挥发有机物）

1986年丹麦学者LarsMolhave首次给出这一概念。TVOC在室内空气中作为异类污染物种类十分复杂，根据其化学结构可分为：烷类、芳烃族、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类以及其他物质，但由于单独浓度较低，一般不予以单独表示，以TVOC表示总量。有调查指出，室内TVOC的主要来源有：涂料、化妆品、清洁剂、建筑材料、室内装饰材料、打印机、烹饪烟气、来自户外的汽车尾气、工业生产废气等。

室内的TVOC含量过高会导致人体免疫水平下降，并致人眩晕、头疼、无力、胸闷气短等，还会危害人的消化系统，致人胃口不振，恶心呕吐，严重时会致癌。不同浓度的TVOC使人体产生的反应不同。

3.2、颗粒物

室内悬浮颗粒物一般是指悬浮于房间内的固体和液体颗粒，它们的直径一般为1~100μm左右。受危害较大的则是具有心血管和呼吸系统疾病的小孩、老人，长期暴露在悬浮颗粒物浓度超标的环境中，会导致癌症和早衰。已有研究表明，悬浮颗粒物可加重哮喘的症状，其表现为呼吸困难、咳嗽、胸痛等。潜在的室内颗粒物来源包括烹饪、吸烟、柴炉和壁炉排放、取暖、清洁和其他居住者活动等。研究表明，室内细颗粒物对人体健康伤害远大于室外，因此，室内颗粒物净化方式更值得人们关注与探讨。

3.3甲醛

甲醛（HCHO）是一种在常温下产生刺激性臭味的有毒无色气体。甲醛大部分来源于室内装修的各种装饰材料及各种家具中，新装修的房屋内装饰材料（如油漆、家具、人造地板等）和木质家具（如人造板等）释放大量甲醛于空气中，对室内空气造成一定程度上的污染。有科学研究结果证实，在我国居民使用天然气或煤气时，因为燃气的不完全燃烧会在室内空气中形成一氧化碳、甲醛等有害废气。我国的《住宅设计规范》（GB50096—2011）中规定，在居住室内游离甲醛质量浓度最高为0.08mg·m-3。

4、室内空气净化技术

4.1、通风换气法

通风换气法是通过开窗通风或者空调等电器的换气系统将室外空气引入室内，减少室内空气中的污染物浓度。这种方法是净化室内空气技术中最简单、环保、直接的方法。但是如果室外空气质量不佳，即使采用该方法也不能降低室内空气污染物的浓度。夏侯炳等研究表明保持室内长期有效地通风，能够减少室内空气中的甲醛浓度。胡晓玲等通过对重新装修宾馆房间中甲醛含量进行检测表明，在装修2个多月后甲醛含量下降20%~50%，随后又通过自然通风方法进行测试，得出甲醛含量在原来的基础上又减少了60%~80%，进而可以得出，通风换气法是净化甲醛的有效方法之一。

4.2多孔材料吸附过滤技术

多孔材料的吸附技术主要是依靠这类材料比较大的比表面积实现的，利用有吸附能力的物质如：活性炭、Ａ１２０３、硅胶和分子筛等吸附剂吸附空气中有毒有害气体，从而达到消除污染物的目的。净化室内空气所用的吸附剂主要是颗粒活性炭和活性炭纤维。由于活性炭纤维拥有更优异的孔结构，并且其表面积大于颗粒活性炭，所以活性炭纤维的吸附能力更强。活性炭能有效除去空气中的挥发性有害气体，同时对可吸入颗粒物也有很好的去除效果。但是，能与活性炭发生反应的ＶＯＣｓ和大分子高沸点的有机物等不宜用该方法。虽然活性炭具有良好的吸附性能，但是它并不能彻底的去除异味和臭气，只是暂时的改变这些物质的状态，如果不及时的进行再生处理，这些物质会再次释放到环境中从而造成二次污染。至于沸石、分子筛在家用空气净化中的应用较少。

4.3、紫外线消毒法

紫外线消毒法常用于净化室内微生物污染物。它是利用紫外线穿透能力强的特性，穿透细菌等微生物的细胞膜，破坏细胞活性直至杀灭。它具有高效、方便、不污染环境等优点，但在紫外线杀菌的过程中，人们应当远离室内，当人类曝光在高强度的紫外线照射下时，会使人类皮肤受到不同程度的损伤，严重的会引起皮肤癌，所以这一技术在日常应用的同时并不便捷，常用于医院住院部的消杀区域、洁净区物料传递口等。

4.4、过滤法

过滤法通过使用各种类型的过滤材料，滤去室内空气中的可吸入粒子、烟雾、粉尘、病菌等，以实现净化空气的目的。用玻璃钢材料制造的高效空气过滤器（HEPA）是目前国际上公认的最有效的过滤器材质，其对直径在0.3毫米以上微粒的去除效果能够达到99.99%，是过滤烟气、粉尘和细菌等污染物最高效媒介。

除此之外，膜分离技术也是一种常用的空气处理技术，其主要特点是简单、快捷，过滤效果非常好。在这类技术中，常使用的材料是无机薄膜，其化学稳定性好、机械强度高、不容易被细菌降解，未来将会成为室内空气净化的主要手段。虽然关于膜分离技术的研究在不断加深，但是该技术处于萌芽阶段，要想广泛应用于室内空气净化中仍存在较大的困难。

4.5、化学净化法

化学净化方法是指利用等离子体、光触媒催化氧化、臭氧和其它的强氧化剂如过氧化氢等进行处理甲醛等有毒有害气体和微生物的空气净化方法。直接使用强氧化剂或者臭氧等方法更多的是用于医院等公共场所，一般来说比较少的应用于家庭的空气消毒。其它如利用某些植物在室内去除甲醛等有害气体也被认为是一种化学净化方法。

结束语

综上所述，由于室内空气中的污染物种类较多，成分复杂，对于人体的危害具有长期性、低剂量、弱效用和联合影响的特点，解决难度比较大。作者认为对于大多数用户来说，仅从净化效率的数值来判断净化效果并不是最合理的方法，因而建议空气净化器这类产品在发布上市时，应该明确告知用户该净化效率测试的时间，从而让用户基于个体的需求做出决定。

参考文献

[1]刘文华.空气净化技术及其应用的对比分析[J].洁净与空调技术,2022(01):25-29.

[2]胡旌钰,李茹,冯燕.室内空气污染物分类及净化技术研究进展[J].当代化工,2022,51(02):418-422.

[3]李术标.室内空气污染及空气净化关键技术探究[J].皮革制作与环保科技,2021,2(24):170-172.