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室內(nèi)VOC的污染與控制處理現(xiàn)狀

點擊次數(shù):2480 發(fā)布時間:2016-04-01

1.VOC的概念

VOC是揮發(fā)性有機化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫。VOC是指環(huán)境監(jiān)測中以氫焰離子檢測器測出的非甲烷烴類檢出物總稱,其中包括含氧烴類、含鹵烴類、廣義場合包括甲烷、丙烷、氯烴、氟烴及醇、醚、酮、醛等含氧烴,胺等含氮烴,二硫化碳等含硫烴。

VOC在室內(nèi)環(huán)境中并不罕見。室內(nèi)裝修所用的人造板等材料所含的膠黏劑、防腐劑以及涂料等無時不刻不在釋放VOC如苯、二甲苯、甲醛等,其他方面如殺蟲劑、洗滌劑、化妝品等釋放的VOC含量也是不可小視的。

2.VOC對室內(nèi)環(huán)境以及人體健康的影響

調(diào)查顯示,目前人們有68%的疾病都與室內(nèi)VOC有害氣體釋放有關,而人們約有80%的時間處于室內(nèi)環(huán)境之中,因此室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量對人體健康有巨大的影響。由于人造板、涂料、膠黏劑等室內(nèi)裝飾材料中甲醛等物質(zhì)的釋放周期可達幾十年,因此這些物質(zhì)的嚴重標將會誘發(fā)人體產(chǎn)生各種疾病,如:肝毒性、腎毒性、神經(jīng)毒性而產(chǎn)生的智力衰退、代謝系統(tǒng)障礙、白血病等。

3.國內(nèi)外VOC室內(nèi)污染現(xiàn)狀

1982年美國國家勞動安全衛(wèi)生研究所(NIOSH)對具有代表性、普遍性的115座各種類型的建筑物進行了VOC釋放量調(diào)查,并將甲醛這一室內(nèi)污染物列為癌癥的重要誘因之一。英國建筑物研究所對于100所建筑物進行了28天的揮發(fā)性有機化合物的調(diào)查研究,得出了室內(nèi)VOC濃度是室外的2~3倍。由Paolo組織的調(diào)查機構對米蘭的室內(nèi)污染中的苯污染進行了研究,得出了苯污染主要是由于吸煙等因素引起的。黃維等人對蘭州剛剛結束裝修的110間房間的室內(nèi)污染情況進行了研究,得出了氨、氡等均有一定程度的標,甲醛標為嚴重,遠遠過了國內(nèi)標準。

4.VOC控制處理技術研究現(xiàn)狀

4.1 VOC控制處理傳統(tǒng)方法

1.冷凝法

冷凝法廣泛應用于氣相分離體系中,針對于混合氣體各組分沸點的差異性將各組分氣體逐個分離。因此,只需將體系溫度降至VOC的露點溫度以下使VOC氣體冷凝成液態(tài),即完成分離。然而,此方法受限于VOC氣體的含量(>5%)、沸點高低等因素影響。所以,冷凝法一般作為初級處理或者與吸附法、焚燒法等共同使用。

2.焚燒法

此法廣泛應用于印刷、制藥、木材干餾等企業(yè)之中。即將VOC氣體排入反應室中,利用足夠高的溫度、空氣、催化劑、反應時間將VOC氣體燃燒*,生成終產(chǎn)物CO2,H2O。然而,此法受限于反應溫度,且若VOC氣體含有N、S、Cl等元素將會產(chǎn)生SO2、HCl等有害氣體,產(chǎn)生二次污染。

3.吸附法

吸附法是目前廣泛使用的一種VOC處理方法。它是使用固態(tài)或液態(tài)吸附性物質(zhì)對VOC氣體進行吸收、處理。常用的吸附劑有:顆?;钚蕴?、活性炭纖維、高聚物吸附樹脂、粘土礦、水、煤油、酒精等,這些物質(zhì)廉價,做相應的改性處理后能達到較好的吸附效果。然而也要注意相應的二次污染。

4.2 VOC控制處理新型技術

1.生物法

生物法指的是利用微生物的代謝作用吸收并降解VOC氣體的過程。目前較為認可的是荷蘭學者Ottengraf提出的吸收—生物膜理論。他是先利用溶解、吸收能力較強的溶劑與VOC氣體接觸,將揮發(fā)性有機化合物由氣膜滲透入液膜之中,再通過濃度差、壓力將液膜與微生物的生物膜相接觸,從而使VOC氣體被生物膜捕捉,后微生物將會利用VOC氣體作為新陳代謝的能源物質(zhì),將VOC氣體轉化為CO2,H2O等物質(zhì)。然而,由于此法涉及了三相的傳質(zhì)、生物的降解功能等,過程較為復雜且影響因素眾多,因此目前對于此方面技術的研究并不成熟,還有許多技術需要完善。

2.TiO2等半導體光催化氧化法

1977年,F(xiàn)rank等人利用半導體材料對污染物進行了研究處理并取得了突破性進展,從此半導體催化降解受到廣泛關注。半導體的能帶是不連續(xù)的,光照射半導體材料時,當能量達到一定值時,半導體的價電子發(fā)生能帶躍遷,產(chǎn)生的空穴和電子,這些空穴和電子的氧化還原能力非常強,能將吸附的VOC氣體*進行降解,生成CO2,H2O等物質(zhì),而不產(chǎn)生二次污染。同時,TiO2具有來源廣泛、價格低廉、耐腐蝕性、性質(zhì)穩(wěn)定等特征,因此結合半導體的光催化氧化法具有廣泛的市場前景。

原始狀態(tài)的半導體催化及捕捉VOC的能力并不強,因此將納米插層復合技術、親油改性技術等引入原始TiO2的改性之中,增大TiO2的表面積增加其光催化活性,賦予改性之后的TiO2高吸附、強降解能力。然而,由于催化劑面臨著失活、難以固定、催化能力受多種因素影響,因此此技術仍不成熟,尚未廣泛投入使用。

5.結語

雖然國內(nèi)外頒布了一些標準及法規(guī)來限制一些裝飾材料的VOC釋放量,但室內(nèi)VOC的標情況依然嚴重,VOC的防治情況依然嚴峻。同時,廣泛用于處理VOC的方法還較為傳統(tǒng);雖然有相應的新型技術應運而生,如半導體光催化氧化技術等方法的應用前景非常廣闊,但部分理論以及技術實施方面仍不完備,還有待進一步完善。

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