气态污染物控制技术基本概念问答(一)

2018-05-24

一、什么是气态污染物? 

空气中的气体状污染物质是指空气的正常成份以外的其他气体成份或者所谓的不纯成份。

气体污染物以分子或蒸汽状态存在时,其分子间的直径一般很小,大概是几个埃到几十个埃。而气溶胶粒子的直径一般认为大于0.01微米。去除气溶胶污染物,一般采用除尘的方法,而去除气体污染物,一般选用气体净化的方法,而不考虑用除尘的办法。蒸气,是指某些在常温常压下是液体或固体(如:苯、丙烯醛、汞在常温常压下是液体,酚在常温常压下是固体),但由于它们的沸点或熔点低,挥发性大,因而能以蒸气态挥发到空气中的物质。

不论是气体分子还是蒸气分子,它们的运动速度都较大,扩散快,并在空气中分布比较均匀。另外,扩散情况与其相对密度有关,相对密度小者向上飘浮,

相对密度大者(汞蒸气)向下沉降。受温度和气流的影响,它们随气流以相等速度扩散,故空气中许多气体污染物常能污染到很远的地方。

二、室内空气中有哪些气态污染物?

室内空气质量标准规定的气体污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯并[a]芘以及各种易挥发性有机化合物等(TVOC)。 

三、解读室内空气质量标准中有关气态污染物的标准

序号 污染物 单位 国际标准 我国标准 备注

1 甲醛 mg/m3 0.03 0.10 1h均值

2 臭氧 mg/m3 0.10 0.16 1h均值

3 二氧化氮 mg/m3 0.20 0.24 1h均值

4 二氧化硫 mg/m3 0.02 0.5 24h/1h

5 TVOC mg/m3 0.2 0.6 8h均值

6 二氧化碳 % 0.1 24h均值

7 苯/甲苯、二甲苯 mg/m3 没有推荐值 0.11/0.20 1h均值

注:

1,甲醛的国际先进标准为0.03mg/m3,,对于儿童来说,这是一个较为安全的标准,一些发达国家,认为室内甲醛的浓度还应该降低,无限接近与未检出。

2,我国大气污染物除了众所周知的PM2.5以外,臭氧、二氧化硫、二氧化氮也是需要密切关注的,这些污染物会随着建筑的不密封性与不加条件的通风而侵入到室内来。

3,你注意到吗?上述所提到的室内气态污染物的浓度都有平均浓度的考量,你在制订室内空气质量方案的时候,应当以污染物的平均浓度进行考量。污染物对健康的影响是剂量的概念,剂量与浓度与暴露时间有关。这样,我们从健康出发可以合理控制室内空气品质,首先要达到安全的标准,尽量使用世界卫生组织推荐的先进标准,其次,没有必要过度净化。过度净化与净化不够同样是不可取的。我们已经进入了室内空气品质的大数据与物联的时代,你关注了上述标准与标准的平均浓度了吗?

4,二氧化碳与空气的新鲜度有关,也是室内空气品质主观标准的重要因素。二氧化碳的国内标准是24小时均值0.1%。您注意一天时间内选择大气质量相对好的时段合理安排通风,或者外出散步、运动,二氧化碳对健康的影响是不足为虑的。

5,苯系物,特别是苯,是一类致癌物质,许多中心城市已经禁止使用苯作为溶剂,而代之以毒性较小的甲苯、二甲苯。世界卫生组织认为苯浓度没有推荐值。室内装修污染也要绝对控制苯系物的浓度。苯系物的浓度低于标准并不意味着安全,还要考虑TVOC的浓度,低于标准的苯系物浓度全部归于TVOC。

四、室内装修污染的七大误区

  1.通风就能解决室内空气污染问题。

  2.我家装修的材料都是环保的,因此不会有室内空气污染的问题。

  3.商家说,我家装修的材料是零甲醛的。

  4.室内空气质量经过检测都达标了,我们全家可以高枕无忧了。

  5.不干不净,吃了没病,家里不能弄得太干净了,会影响抵抗力的。

五、室内空气中甲醛来源与危害

甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性气体。相对分子质量30.3,气体相对密度1.04 ,略重于空气,极易溶于水、醇和醚。其35%-40%水溶液统称福尔马林, 是防腐的功能材料。其溶液的沸点为19℃,在室温条件下极易挥发,加热更甚。甲醛易聚合成多聚甲醛,这是甲醛水溶液浑浊的原因。甲醛的聚合物受热易发生解聚作用,在室温下能放出微量的气态甲醛。

甲醛原先大量用作为消毒剂,现在已证实对人体的健康有很大的影响。在很多场合,特别是与人接触的场合,已被其他的消毒剂所代替。甲醛容易经呼吸道被吸入人体,对人产生伤害。甲醛被认为是一种比较危险的室内空气污染物,有致癌性和致胎儿畸形性,已被世界卫生组织确定为可疑致癌、致畸的物质。

甲醛对人体的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等方面,而个体差异很大。大多数报道其作用浓度均在0.12mg/m3以上。个别报道其作用浓度在0.06-0.07mg/m3时,儿童发生气喘。一般情况下,长期接触低浓度的甲醛会引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症,引起新生儿体质降低、染色体异常。长期接触高浓度甲醛的人,可能引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。

甲醛的污染源很多,污染浓度也较高,是室内的主要污染物之一。自然界中的甲醛是甲烷循环中的一个中间产物,背景值很低。城市空气中的年平均浓度大约是0.005-0.01 mg/m3,一般不超过0.03mg/m3。甲醛有多种来源,室外可来自工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等。

室内来源主要有:,

①室内装修,装饰材料:如刨花板、细木工板、胶合板、中密度板、贴墙纸布、化纤地毯等,以及各种人造板家具。据统计每年大约有100万吨甲醛用在建筑和装饰、装修材料中。(因为甲醛胶具有较强的粘合性,并有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能)

②油漆、涂料、印刷油墨、纸张等(一本2㎝厚的新书1小时可释放出1mg甲醛),学校开学,新书、新校服、新书包可能产生的污染不容忽视;③吸烟,香烟烟气中含甲醛14~24mg/m3

④化妆品、清洁剂、杀虫剂、防腐剂等

⑤床上用品、服装(尤其免烫型衣服)、窗帘等,甲醛作为反应剂广泛应用于各种纺织整理助剂中,如树脂整理剂、固色剂、柔软剂、粘合剂等。

⑥水发食品:对虾仁、海参、百叶等;血豆腐里,米粉、腐竹中都检查出甲醛

⑦餐饮业使用的固体燃料燃烧时会有大量的甲醛逸出。

由于甲醛的室内来源很多,造成室内污染日益严重。20世纪70年代以来,美国、前西德、荷兰、丹麦等国均对此开展了大量调查研究,发现使用UFFI的室内甲醛一般可达3.35 mg/m3,有时可达13.4 mg/m3,甚至高达45.2mg/m3。使用装饰物的室内,峰值也可达2.3 mg/m3以上。我国大宾馆新装修后,峰值也可达0.85 mg/m3左右,使用一段时间后可降至0.08 mg/m3。一般住宅在新装修后的峰值也均在0.2mg/m3左右,个别可达0.87mg/m3,使用一段时间后可降至0.04mg/m3以下。燃料燃烧时可有大量甲醛形成,据报道,北京远郊农村住宅的厨房内,若同时使用煤炉和液化石油气,甲醛可达0.4mg/m3以上。同时发现厨房内甲醛浓度日变化曲线呈现峰型,这与做饭时间有关。卧室内来自装饰化工产品的甲醛浓度日变化曲线的升降比较缓慢,与室内温度升降有关。甲醛在室内的浓度变化,主要与污染源的释放量和释放规律有关,也与使用期限、室内温度、湿度以及通风程度等因素有关。其中,温度和通风的影响最重要。

现代家具制造业使用的合成板、刨花板在制作过程中大量使用甲醛,作为粘合剂,防虫、防腐剂。这些家具与材料形成产品后,投入使用,在很长的时间范围内,板材中残留的和未参加反应的甲醛单体会逐渐释放出来,是形成室内空气中甲醛污染的主要原因。实数据说明,在一定的条件下,室内空气中甲醛浓度很容易聚集达到标准水平以上,而且释放期较长,一般可达3至15年,造成污染。室内的其他各类装饰材料,例如墙布、墙纸、化纤地毯、泡沫塑料、人造皮革、油漆、涂料均可能含有甲醛成分并向空气中持久缓慢地散发。吸烟也会产生甲醛气体。甲醛被认为是一种比较危险的室内空气污染物,有致癌性和致胎儿畸型性。

六、治理室内环境中甲醛的方法有哪些?

(1)污染源治理

(2)空气净化

  ①室内装修采用低甲醛含量和不含甲醛的装修、装饰材料,选用符合国家标准、高质量的健康环保建材。

  ②使用人造板的锯口处,应涂以涂料,并充分固化,这可形成稳定的保护层,以防止板材内的甲醛的散发。

  ③装修后不宜立即入住,应开窗、通风让室内污染空气散发,一般说装修数个月,室内甲醛浓度可降至0.08mg/m3以下,达到室内合格的标准。

  ④室内装修材料中的甲醛的释放与室内的温度、湿度、通风程度及材料的使用年限、装载度等有关,高温、高湿、负压会加快甲醛的散发力度,加强通风频率有利于甲醛的散发和排出。

  ⑤采用化学性的甲醛清除剂对污染源进行治理。

  ⑥使用优质的具有化学处理功能的空气净化器。

  ⑦室内绿化:室内种植吊兰、芦荟等植物会降低室内有害气体浓度。

解决室内空气污染的问题

 应当采取两种方法:

    第一,使用适合不同用途要求的空气净化设备,使室内空气中的所有有害物质浓度控制在允许限值之内;

   第二,有条件通风,即对引入室内的新风进行处理,去除大气中的有害物质。引入新风可以提高室内空气的新鲜度,但不能使室内空气的质量受到大气污染物的影响。

七、室内空气中苯与苯系物的来源与危害

室内空气中的苯类污染物,主要指苯、甲苯和二甲苯。它们包含在以合成树脂为原料的涂料和油漆中。苯类属芳香族化合物。室内空气中的苯类的浓度超过一定的标准后,会出现恶心、呕吐等症状,吸入的量过多,可能导致死亡。世界卫生组织指定苯类为物质为强致癌性物质。

苯为无色浅黄色透明油状液体,具有强烈的芳香气体,易挥发为蒸气。相对分子质量78.11,密度0.978g/mL(20℃),熔点5.5℃,沸点80.1℃,蒸气相对密度(对空气)2.71。苯蒸气与空气可形成爆炸混合物。苯微溶于水,易溶于乙醚、乙醇、氯仿、二硫化碳等有机溶剂中。

苯类物质均为无色、透明,具有特殊芳香气味的液体,不溶于水,极易溶解有机物质。苯类物质均具有一定的毒性,其中苯最大,甲苯次之,二甲苯最小。苯类化合物为各种油漆、涂料、胶合剂、防水剂的溶剂或稀释剂,目前大多采用甲苯、二甲苯代替苯作为原料。

室内空气中苯、甲苯、二甲苯的最高允许浓度分别为:

     0.11mg/m3、0.2 mg/m3、0.2 mg/m3。

在苯类物质中,苯最易挥发。苯还具有易燃性。苯蒸气有易爆的特点。甲苯又称苯基甲烷,对神经系统的作用比苯强,长期接触可能引起膀胱癌。甲苯被吸入体内后,容易被氧化成苯甲醛,产生溶于水的酸性物质而被排出体外,因此甲苯对血液的影响甚小。二甲苯有三种同素异构体,分别为邻三甲苯(沸点144.4℃)、间二甲苯(沸点139.1℃)和对二甲苯(沸点138.35℃)。

苯类物质对皮肤、眼睛和上呼吸道的刺激作用会引起慢性苯中毒。经常接触苯类物质,皮肤可因脱脂而干燥脱屑,有的出现过敏性湿疹。长期吸入苯类物质能导致再生障碍性贫血,初期时齿龈和鼻粘膜处有类似坏血病的出血症,并出现神经衰弱样症状,表现为头昏、乏力、失眠、记忆力减退、思维及判断能力降低,以后出现白细胞减少和血小板减少,严重时可使骨骼造血机能发生障碍。若造血功能完全破坏,可导致致命的颗粒性白细胞消失症,引起白血病。近些年来很多劳动卫生学资料表明:长期接触苯类化合物的工人中再生障碍性贫血罹患率较高。女性对苯及其同系物危害较男性敏感,可引起女性月经过多,经期延长,自然流产率和新生儿低体重发生率增高。也有报道苯对孕妇和胎儿发育也有影响。苯是人类已知的致癌物。

在工农业生产中,苯主要用作脂肪、油墨、涂料及橡胶的溶剂;用作种子油和坚果油的提取;在印刷业和皮革工业中用作溶剂;也用于制造洗涤剂、农业杀虫剂;精密光学仪器和电子工业用作溶剂和清洗剂液日常生活中,苯也用作装饰材料。人造板家具中的粘合剂和油漆、涂料、空气消毒剂和杀虫剂的溶剂。因此,在新装修的居室内空气中,可以测定出较高浓度的苯(1一2mg/m3或更高)。如果新装修的房间立即住人,则人住者就有可能接触大量的苯。工人有时将工作服带入家中,工作环境中的苯就进入居室,造成室内空气的苯污染。

长期接触苯类物质的工厂车间与实验室的工作人员中女性,可能遭受的侵害比男性更厉害。育龄妇女会导致月经异常、妊娠高血压综合症、妊娠贫血及自然流产。妊娠期间吸入大量甲苯的妇女,所生的婴儿都有畸形、中枢神经功能障碍及生长发育迟缓等缺陷。动物实验证明,苯类物质可通过母鼠的胎盘进入胎鼠体内,胎鼠血中的苯类物质含量可达母鼠血中的75%。

八、如何控制装修产生的苯与苯系物污染?

苯、甲苯、二甲苯主要在表面装饰涂刷油漆时产生的挥发物污染空气的。因此加强通风,一般5~7天即可使苯、甲苯、二甲苯的难度达到标准。如有特殊要求可以使用优质的具有介质吸附功能的空气净化器。

九、室内空气中苯并[a]芘(B[a]P)的来源与危害

苯并[a]芘(B[a]P)是多环芳香烃类化合物,相对分子质量252,沸点475℃;熔点170℃;相对密度1.351,纯品为无色或微黄色针状结晶,在水中溶解度较小,易溶于苯、氯仿、乙醚、丙酮、环己烷、二甲苯等有机溶剂。在苯中溶解呈蓝色或紫色荧光。在浓硫酸中呈桔红色并伴有绿色荧光。

苯并[a]芘是环境中普遍存在的致癌物质。大气中苯并[a]芘的主要来源于燃料燃烧及有机物的热解。在人们的生活和生产活动中,各种燃料都会产生一定量的多环芳烃包括苯并[a]芘。苯并[a]芘进入空气中大多被吸附在烟、尘等固体微粒上,有的亦以气态形式存在于空气中。工厂烟气中悬浮颗粒物上吸附有苯并[a]芘,散布在大气中,一部分降落到水面和陆地上,从而污染水源和土壤。炼焦、化工、染料等工厂排出的废水中,以及熏制食品,香烟烟雾中均含有苯并[a]芘。苯并[a]芘是代表多环芳烃类的化学致癌物在环境中存在的指标,但不是多环芳烃的主要成分。云南宣成肺癌高发的主要危害因素是燃烧烟煤所致室内空气中多环芳烃的污染,室内空气中苯并[a]芘浓度高达626 ng/100m3,超过卫生标准6000倍。热电厂、冶金、有色冶炼、石化、炼油等工厂排放的烟气中的悬浮颗粒物上吸附有苯并[a]芘。城市燃烧落叶与垃圾以及农村焚烧桔梗都会产生苯并[a]芘。无论是在重工业地区、污染城市,还是在非污染地区,大气中的悬浮颗粒物中,含有苯并[a]芘的苯类可溶性碳水化合物的比例均大约为10%左右。室内空气中的苯并[a]芘主要来源于大气。室内吸烟时,空气中的苯并[a]芘会超过本底值的几倍甚至十几倍。

我国规定,室内空气中的苯并[a]芘的限值是1.0ng/m3,即0.001微克/立方米。国内国际室内空气中苯并[a]芘浓度水平检测的结果令人十分震惊。我国南方的居室,没有燃煤的采暖设施,但是室内苯并[a]芘检测的浓度达到6微克/立方米。国外使用石油燃料烹调的家庭居室中,苯并[a]芘含量达到4微克/立方米。美国的一项调查测试表明,家庭的客厅、卧室、厨房中苯并[a]芘的平均含量几乎都高于室外。室内如有人吸烟,平均值为1.2微克/立方米,如无人吸烟,平均值为0.631微克/立方米。上述调查测试结果表明,居室空气内的苯并[a]芘含量的浓度可能超过标准限值上千倍,甚至几千倍。

苯并[a]芘对动物具有局部和全身的致癌作用,对猴子反复皮下注射可在局部形成肿瘤,从气管反复滴注可形成肺癌,在小白鼠身上涂抹可使小鼠诱发成皮肤癌。

大量研究结果表明,室内空气中的苯并[a]芘的含量与肺癌死亡率之间有明显的比例关系。

苯并[a]芘(B[a]P)是多环芳香烃类化合物,相对分子质量252,沸点475℃;熔点170℃;相对密度1.351,纯品为无色或微黄色针状结晶,在水中溶解度较小,易溶于苯、氯仿、乙醚、丙酮、环己烷、二甲苯等有机溶剂。在苯中溶解呈蓝色或紫色荧光。在浓硫酸中呈桔红色并伴有绿色荧光。

苯并[a]芘是环境中普遍存在的致癌物质。大气中苯并[a]芘的主要来源于燃料燃烧及有机物的热解。在人们的生活和生产活动中,各种燃料都会产生一定量的多环芳烃包括苯并[a]芘。苯并[a]芘进入空气中大多被吸附在烟、尘等固体微粒上,有的亦以气态形式存在于空气中。工厂烟气中悬浮颗粒物上吸附有苯并[a]芘,散布在大气中,一部分降落到水面和陆地上,从而污染水源和土壤。炼焦、化工、染料等工厂排出的废水中,以及熏制食品,香烟烟雾中均含有苯并[a]芘。苯并[a]芘是代表多环芳烃类的化学致癌物在环境中存在的指标,但不是多环芳烃的主要成分。云南宣成肺癌高发的主要危害因素是燃烧烟煤所致室内空气中多环芳烃的污染,室内空气中苯并[a]芘浓度高达626 ng/100m3,超过卫生标准6000倍。热电厂、冶金、有色冶炼、石化、炼油等工厂排放的烟气中的悬浮颗粒物上吸附有苯并[a]芘。城市燃烧落叶与垃圾以及农村焚烧桔梗都会产生苯并[a]芘。无论是在重工业地区、污染城市,还是在非污染地区,大气中的悬浮颗粒物中,含有苯并[a]芘的苯类可溶性碳水化合物的比例均大约为10%左右。室内空气中的苯并[a]芘主要来源于大气。室内吸烟时,空气中的苯并[a]芘会超过本底值的几倍甚至十几倍。

我国规定,室内空气中的苯并[a]芘的限值是1.0ng/m3,即0.001微克/立方米。国内国际室内空气中苯并[a]芘浓度水平检测的结果令人十分震惊。我国南方的居室,没有燃煤的采暖设施,但是室内苯并[a]芘检测的浓度达到6微克/立方米。国外使用石油燃料烹调的家庭居室中,苯并[a]芘含量达到4微克/立方米。美国的一项调查测试表明,家庭的客厅、卧室、厨房中苯并[a]芘的平均含量几乎都高于室外。室内如有人吸烟,平均值为1.2微克/立方米,如无人吸烟,平均值为0.631微克/立方米。上述调查测试结果表明,居室空气内的苯并[a]芘含量的浓度可能超过标准限值上千倍,甚至几千倍。

苯并[a]芘对动物具有局部和全身的致癌作用,对猴子反复皮下注射可在局部形成肿瘤,从气管反复滴注可形成肺癌,在小白鼠身上涂抹可使小鼠诱发成皮肤癌。

大量研究结果表明,室内空气中的苯并[a]芘的含量与肺癌死亡率之间有明显的比例关系。

十、室内空气中TVOC的来源与危害

挥发性有机物(VOC)是在常温条件下,以气体的形式存在于室内空气中的所有的有机化合物的统称。VOC具有毒性、刺激性和致癌性,会对皮肤和粘膜等造成伤害。

VOC所指的多种有机化合物的沸点在50~250℃范围之内,按化学结构的不同,大致可以分为烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。在一般的室内环境中,大约可以检测到50~300种VOC。在一般情况下,每种化合物都以微量或痕量的浓度出现。每种化合物的浓度很少超过50微克/立方米。在环境中,单一的微量或痕量的挥发性有机化合物对人的健康几乎没有影响,但是,多种微量或痕量的挥发性有机化合物共同存在,其浓度超过0.6微克/立方米时,就会对人体的健康构成威胁。VOC具有毒性、刺激性和致癌性,会对皮肤和粘膜等造成伤害。室内低浓度的VOC会引起过敏反应、会引起头痛、易倦、怕冷怕热及其他不舒适感。VOC长期和综合的作用,可引起各种疾病。

室内VOC的来源极广,主要来自油漆、粘合剂、洗涤剂、化妆品、塑料、隔热材料、装饰材料、纤维材料、家具、办公用品、燃料燃烧、吸烟、人与宠物的排泄物等。室外的工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等大气污染物的侵入也是室内VOC浓度居高不下的原因。

当室内存在的苯类、甲醛、苯并[a]芘等有机气体分别超过有关的最高允许浓度值时,上述有机气体的浓度不应计入VOC的总量。但如果上述有机气体的浓度不超过有关标准时,则应计入VOC总量。

VOC的健康效应的研究远不及甲醛清楚。由于:①VOC并非单一的化合物,各化合物之间的协同作用(相加、相乘、桔抗和独立作用)关系较难了解;②各国。各地、不同时间地点所测的VOC的组分也是不相同的。这些问题给VOC健康效应的研究带来了一系列的困难。一般认为,正常的、非工业性的室内环境VOC浓度水平还不至于导致人体的肿瘤和癌症。


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