[科普中国]-空气净化

净化技术

1、光催化技术：日本科学家最先发现光照的TiO₂单晶电极能分解水，20世纪90年代光催化技术投入使用。当空气和水经过光触媒材料是技术单元时，通过氧化还原反应产生大量的氢氧根离子OH、过氧羟自由基HO2、过氧化离子O2、氢过氧化物H2O2等2，这些离子弥漫在空气中，通过破坏细菌的细胞膜、凝固病毒的蛋白质杀菌消毒3，分解各种有机化合物和部分无机物，祛除有害气体和异味4。已被实验证明的光催化杀菌机理有：细胞渗透作用、辅酶A的破坏、内毒素的降解、蛋白质和脂类的变性分解和细胞矿化等。5

2、定量活性氧技术：活性氧是一项成熟技术，世界上使用活性氧已有一百多年的历史，它能迅速、彻底灭活细菌67，合理使用时是国际公认的最环保、最彻底有效的净化方式之一。同时，其强氧化性使其能够与甲醛（HCHO）、苯（ C6H6）等羰基（碳氧）、烃基（碳氢）化合物发生反应生成CO₂、H2O、O₂等8，从而彻底消除上述有害装修残留物。需要强调的是，使用活性氧一定要控制浓度，当前市面上比较先进的净化器能够精确控制活性氧的产生频率进而控制活性氧浓度。

3、负离子技术：负离子技术又称单极离子流技术，其生成的负离子流，吸附空气中带正电荷的悬浮颗粒物，使颗粒物不断聚积变重，致其脱离气溶状态而沉降3。负离子对于直径介于0.001-100微米的颗粒物均有沉降效果但对于小于等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物，即PM2.5，只有活性高的小粒径负氧离子才有明显效果。负离子空气净化器利用空气弥漫性的特点使整个房间都充满负离子，能够快速除尘降尘，不留死角，净化作用较为彻底。

4、HEPA滤网：分PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布和熔喷玻璃纤维五种材质，可过滤特定粒径的颗粒物。

5、活性炭：活性炭用木屑、果壳、褐煤等含碳物质为原料，经碳化和活化制成。有粉状（粒径为10～50微米）和颗粒状（粒径为0.4～2.4毫米）两种。通性是多孔，比表面积大。总表面积达每克500～1000㎡，活性炭的净化作用与孔径大小直接相关，当孔径大小接近颗粒物直径时净化作用最为明显，椰维炭是一种新型的活性炭，其孔径大小比较直径较小净化效果比较明显。

6、净化植物：常见的有绿萝、秋海棠、菊花、吊兰、白掌等几十种植物。

7、嫁接高分子聚合技术：把产生恶臭以及产生污染的问题物质吸附到自身载体，并产生化学反应，通过改变对象物质的分子结构，来分解问题物质，从而达到强力快速的消臭和净化的目的。分子量一般高达10万级以上，通过活性高分子链强力快速吸附车内有害空气和异味分子，然后再通过活性官能团分解反应，有效消除目标有害物质。在改变有害空气成分的分子结构后，分解出的有机物质和水。无毒副作用，安全可靠。被吸附分解的物质经过处理后，不会再次释放。通过分子结构的嫁接重合技术，嫁接与被嫁接物质形成了稳定的高分子聚合物，从根本上解决了低分子结构带来的稳定性欠缺的问题，不会出现随着时间推移产品性能退化的现象。吸附分解速度快容量大，对使用环境要求低。本技术由日本至心堂研发。技术主要适用于车内等狭小密闭空间，针对有害空气有：甲醛、乙醛、壬烯醛、低级脂肪酸、醋酸、异戊酸、碱性恶臭物质、氨、胺类、笨类、甲苯、二甲苯、其它tvoc总挥发物等。特别是消除车内甲醛等致癌物，效果迅速强力。

8、生态负离子生成芯片技术：生态负离子芯片将压电陶瓷负离子发生器及离子变换器（Ion converter）高度集成，不仅实现了生态级负离子的生成，而且极大的减小了负离子产品的体积和厚度，是全球最为领先的生态负离子生成技术。离子变换器是负离子转换器的升级版，其实质是应用于负离子生成系统的脉冲频率增强器。脉冲频率增强器能有效提高负离子的脉动能量，使利用此技术的空气负离子功能电器产生等同于大自然的小粒径、高活性的生态级负氧离子。

净化器具《国家标准GB/T 18801-2008》9对空气净化器的定义为：对室内空气中的固态污染物、气态污染物等具有一定去除能力的电器装置；可去除两种或两种以上空气污染物的空气净化器称为多功能室空气净化器。污染物主要指室内空气中细菌、病毒、固态污染物（如粉尘、花粉、带菌颗粒等）、气态污染物（异味、甲醛之类的装修污染等）。欧美国家比较关注空气净化器杀菌消毒功能，而国内由于近年来雾霾较为严重，更关注的是去除颗粒物（降尘）。按作用原理主要分为主动式净化和被动式净化两种，按作用污染物的不同分为：

1、杀菌消毒型：包括光催化技术、活性氧技术；10

2、固态污染物去除型：主要有机械过滤、静电集尘、静电驻极、负离子和等离子体法过滤等。其中：机械过滤、静电集尘、静电驻极为被动净化（过滤），只对经过过滤器材的空气进行过滤；负离子和等离子体法过滤为主动净化（过滤），净化器主动释放净化因子进行空气净化。

（1）机械过滤一般主要通过以下4种方式捕获微粒：直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散机理，筛选效应，其对细小颗粒物收集效果好但风阻大，为了获得高的净化效率，滤芯需要致密并定期更换。

（2）静电集尘是利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，当空气流动过快或颗粒物较大时捕集效果差，吸附易脱离形成二次污染。

（3）静电驻极过滤以”高效静电空气过滤网”为代表，采用突破性携带永久静电的滤材，可有效阻隔空气中大于0.1微米的颗粒污染物，如粉尘、毛屑、花粉、细菌等，同时超低阻抗确保空调稳定运行及制冷效果。但也只能对那些流经它的空气进行过滤或处理。

（4）负离子和等离子体法去除室内颗粒污染物的工作原理类似，都是通过使空气中的颗粒物聚结形成较大颗粒而沉降4，可作用于0.001微米至100微米的颗粒物，此过程不可逆，降尘较为彻底。该项技术利用空气弥漫性原理，可以多空间、大面积的对空气和物体表面实施主动净化。

3、气态污染物去除型：祛除甲醛、苯等有害装修残留，主要有活性氧分解和活性炭吸附两种技术。活性氧分解的原理是借助其强氧化性与甲醛（HCHO）、苯（C6H6）等羰基（碳氧）、烃基（碳氢）化合物发生反应生成CO₂、H2O、O₂等，从而彻底消除上述有害残留物。

污染源头呼吸废气人呼吸时需吸入空气，在肺泡内氧气被摄取，然后排出含有高浓度二氧化碳及其它一些有毒、有害气体。研究发现，人肺可排出20余种有毒物质，其中10余种含有挥发性毒物。因此，人们在拥挤、空气不流通的房间内，常感到眩晕、呼吸困难，严重者出现胸闷、出虚汗、恶心等，症状。另外，患有呼吸道传染病的病人，通过呼出气、喷嚏、咳嗽、痰和鼻涕等，可将病原体传播给他人。

二手烟雾烟草在燃烧时，会产生尼古丁、焦油、氰氢酸等。尼古丁可兴奋神经，收缩血管，升高血压和减少组织血液供应，会通过增加心率提高氧消耗量，连续吸入尼古丁过多可使人丧生。焦油含多种有机化合物，其中含有微量苯并芘、苯蒽等物质，苯并芘具有较强的致癌作用。世界卫生组织公布的资料表明，65岁以下男性90/100的肺癌死亡、75/100的慢性支气管炎和肺气肿的死亡是由于吸烟所致。

室内装饰随着小康生活的逐步实现，人们对居家环境的质量也有了更高的要求，居家装修已成为时尚。然而人们往往忽视了经过装修的居室环境对健康及安全的影响。

下面介绍两种比较常见的污染物：甲醛和氡气。

在居家的天花板、墙壁贴面使用的塑料、隔热材料及塑料家具中一般都含有甲醛，它除具有较强的粘合性能外，还具有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能。甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，当室内含量为0.1毫克/立方米时就有异味和不适感；0.5毫克/立方米可刺激眼睛引起流泪；0.6 毫克/立方米时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高可引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；30毫克/立方米时可当即导致死亡。长期接触低剂量甲醛还可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，甚至引起鼻咽癌。控制室内甲醛污染，行之有效的办法是加强室内通风换气，经常性地打开窗户通风，甲醛浓度就会迅速降低。

氡气的主要来源是湖畔放射性建筑材料，如花岗岩、水泥及石膏之类，特别是含有微量铀元素的花岗岩，易释放出这种气体。当室内空气中的氡气浓度低于建筑结构中所含氡气浓度时，建筑物中的氡便向室内空气中扩散出氡气和氡离子体，放射出对人体有害的射线。而现代建筑从节约能源出发，建筑物的密闭程度较高，室内、外通气减少，因而室内氡气会浓缩和蓄积。高剂量的氡气，可使人致肺癌、白血病、皮肤癌及其它一些呼吸道病变。据报道，一些科学家已得出结论，氡气仅次于吸烟，成为致肺癌的第二大因素。为防止氡气对人体的危害，居室应尽量少用花岗岩类作装饰材料，居住新房一定要勤开门窗，使空气流通。

家庭燃料在不少城市中基本上已普及管道煤气，其余的以使用液化石油气为多。液化石油气虽然减少燃煤的硫和烟气尘埃，但它的主要成分是丙烷等碳氢化合物，使用不当会发生中毒事故。这些燃料燃烧时都需要消耗室内氧气而排出一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化会物、醛类、苯并芘以及烟灰微细尘粒等有毒气体和颗粒，这对神经系统、眼结膜和呼吸道粘膜有刺激性，并且具有潜在的致癌性。

烹调油烟我们日常食用的植物油通常是二级油，炒菜时当油温在110℃ 左右，油面平静无油烟冒出；达到130℃ 时生油味虽被去除，油酸却发生氧化反应，生成一系列挥发性化学物质，脂肪氧化，油中所含脂肪酸和脂溶性维生素遭到不同程度破坏，蛋白质变成高分子聚合物；当油锅温度达150℃ 时有青烟冒出；200℃ 以上时青烟较多，由于油中甘油热解失水，有辛辣味的丙烯醛类物质逸出，会使人有咽喉干燥、眼睛发涩、鼻痒和分泌物增多的感觉 ，一些人甚至如同饮酒一般产生醉意，有过敏性哮喘或肺气肿者可诱发气喘咳嗽。油温越高分解的产物越复杂，当锅中油被烧到起火时，温度超过300℃ ，除产生丙烯醛外，还产生一种属二烯类凝聚物，可导致慢性呼吸道炎症，并使细胞突变致癌。我们日常生活中，抽油烟机的集油杯中的深褐色粘稠液就含有此类对人体有害的裂解产物。

污染类型细菌尘螨只要有水分和有机物，就极容易使细菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍，例如玻璃表面、家用电器内部、墙缝里、木板上、甚至喷气式飞机的高级汽油筒的塞子上也能生长。而尘螨喜潮湿温暖，主要生长在尘埃、床垫、枕头、沙发椅、衣服、食物等处。无论是活螨还是死螨，甚至其蜕皮或排泄物，都具有抗原性，能引起哮喘或荨麻疹。

甲醛化学式CH2O，英文名Formalin，有强烈刺激性气味的气体，常温下是气态，毒性较高，是公认的变态毒化反应源，被世界卫生组织确定为一级致癌物（即对人类及动物均致癌），也是潜在的强致性突变物，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位（第一位是二恶英）。但由于甲醛在工业中的广泛应用，使得其成为室内影响人类身体健康的主要污染物，尤其是空气中的甲醛。甲醛主要来自室内装修和装饰材料。用作室内装饰的粘和剂、胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等木制人造板材。日本横滨国立大学的研究表明，人造板材中甲醛的释放期限一般为3-15年。此外，壁纸、化纤地毯、塑料地板砖、泡沫塑料、涂料、油漆和稀释料等亦含有一定量甲醛。

PM2.5PM2.5不是下午两点半，是Particulate matter的缩写，指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物（1毫米=1000微米），它PM2.5微粒之所以得到关注，是因为它们小到足以直接进入肺部甚至血液，并且由于他们可以成为细菌病毒寄生的载体，因而会对人体有严重伤害。

苯系物苯系物在各种建筑装修材料的有机溶剂中大量存在，比如各种油漆和涂料的添加剂、稀释剂和一些防水材料等等。劣质家具也会释放出苯系物等挥发性有机物。壁纸、地板革、胶合板和油漆是室内空气中芳香烃化合物污染的重要来源之一。人在短时间内吸入高浓度苯蒸气可引起中枢神经系统抑制为主的急性苯中毒，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊等现象：严重者会昏迷甚至呼吸、循环衰竭而死亡。长期接触低浓度苯系物可引起慢性中毒，出现头晕、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱症，还会表现为对皮肤、眼睛和上呼吸道刺激作用，出现血小板、白细胞减少，严重者可使骨髓造血功能发生障碍，对生殖功能也有一定影响。苯是严重致癌物质。

室内氡1982 年联合国原子辐射效应科学委员会的报告中指出，建筑材料是室内氡的最要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类，特别是含有放射性元素的天然石材，易释放出氡。各种石材由于产地、地质结构和生成年代不同，其放射性也不同。国家质量技术监督局曾对市场上的天然石材进行了监督抽查，从检测和结果看，其中花岗 岩超标较多，放射性较高。氡已被国际癌症研究机构确认为人体致癌物，导致肺癌因素中，氡被列为吸烟之后的第二因素。电磁辐射能对人体神经、生殖、心血管、免疫系统以及眼睛等产生影响。天然石材也有一定的放射性，它的放射性主要是镭、钍、钾三种放射性元素在衰变中产生的放射性物质，它的危害作用是体内辐射和体外辐射。

挥发物室内的总挥发性有机物（简称TVOC) 主要来自油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、人造板、壁纸、地毯等。在室内已发现的TVOC 多达几千种，分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烯类、酯类、醛类、酮类和其他。TVOC 对人体的影响较大,它的浓度过高将直接刺激人体的嗅觉和其它器官，引起刺激性过敏反应、神经性作用等。

石棉石棉本身并无毒害，它的最大危害来自于它的纤维。这是一种非常细小，肉眼几乎看不见的纤维。这些细小的纤维被吸入人体内，就会附着并沉积在肺部、造成肺部疾病，如石棉肺，胸膜和腹膜的皮间瘤等；这些肺部疾病往往会有很长的潜伏期。因此，石棉已被国际癌症研究中心确定为致癌物。

氨氨主要来自建筑施工中使用的混凝土外加剂：特别是在冬季施工过程中，在混凝土墙体中加入尿素和氨水为主要原料的混凝土防冻剂。这些含有大量氨类物质的外加剂在墙体中随着温湿度等环境因素的变化而被还原成氨气从墙体中缓慢释放出来，造成室内空气中氨的浓度大量增加。另外，室内空气中的氨也可来自室内装饰材料中 的添加剂和增白剂。但是，这种污染释放期比较快，不会在空气中长期大量积存，对人体的危害相应小一些。氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，它是一种碱性物质，对接触的组织有腐蚀和刺激作用。氨可以吸收组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破坏细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。长时间接触低浓度氨，轻者会引起喉咙、声音嘶哑，重者可发生喉头水肿，喉痉挛，甚至出现呼吸困难、肺水肿、昏迷和休克。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通过三叉神经末梢的反射作用而引起心脏停止和呼吸停止。

污染症状室内环境污染症状主要有以下表现：

1、每天清晨起床时，感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩；

2、家里人经常容易患感冒；

3、虽然不吸烟，也很少接触吸烟环境，但是经常感到嗓子不舒服，有异物感，呼吸不畅；

4、家里小孩常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降，新装修的房子孩子不愿意回家；

5、家人常有皮肤过敏等毛病，而且是群发性的；

6、家人共有一种疾病，而且离开这个环境后，症状就有明显变化和好转；

7、新婚夫妇长时间不怀孕，查不出原因；

8、孕妇在正常怀孕情况下发现胎儿畸形；

9、室内植物不易成活，叶子容易发黄、枯萎，特别是一些生命力最强的植物也难以正常生长；

10、家养的宠物猫、狗甚至热带鱼莫名其妙的死掉；

11、觉喉疼，呼吸道发干，时间长了头晕，容易疲劳；

12、新装修的家庭和写字楼的房间或者新买的家具有刺眼、刺鼻等刺激性异味，而且超过一年仍然气味不散。

国内状况我国大气污染已经从上世纪煤烟型污染演变为区域性、复合型大气污染，成为全球气溶胶污染最为严重的地区，其中以京津冀、长三角、成渝、中原地区等为全球污染之最，PM2.5年均浓度已超过70ug/m³，超过国家标准的2倍以上，高于WHO指导值的7倍以上。

2009-2012年卫星遥感表明，我国灰霾污染有持续加剧之势，其中华北、华中、华东及成渝地区增长趋势尤为突出。

从2009-2012年1月份同期卫星遥感数据来看，1月份灰霾污染的频次、影响范围、影响强度均呈现增加态势，特别是2013年1月份发生的灰霾事件覆盖了我国整个华北及华东大部分地区，涉及的区域超过130万平方公里，影响人口8.5亿，严重污染暴露人口2.5亿人，其持续时间之长、覆盖范围之广、污染程度之高、危害人群之多在全球均属罕见。11

另外一方面，室内污染已经成为对人们家居健康生活的重要威胁，中国环境保护协会有关数据统计表明：90%白血病患儿家中曾进行过豪华装修，每年210万儿童死于豪华装修；80%的家庭装修甲醛超标；70%孕妇流产和环境污染有关；每年中国因室内环境污染引起的死亡人数高达11.1万人，平均每天304人死亡12。室内环境污染已经成为严重影响现代人类健康的杀手之一。

环保专家建议，新装修的房子在入住之前一定要经过长时间的通风，室内适当的养殖一些吊兰等绿植和纳净 石，这样新房空置半年左右基本可以达到健康的入住环境。

污染指标1、美国环境保护署相关标准

（1）室内环境问题定义：

美国环境保护署(U.SEnvironmentalProtectionAgency)的室内环境事业部（IED）负责进行研究，并教育市民认识室内环境问题，包括健康风险和由人类接触可以减少的手段。IED告知公众有关与各种室内环境污染物和污染来源，包括氡，潮湿导致的霉菌，二手烟，室内木材（家具）烟雾和诱发哮喘等环境因素所带来的健康风险。

（2）污染物定义

典型的室内空气污染物有如下几种：

Pollen花粉，Human hair人发，skin cell皮肤细胞

Atmospheric & household dust大气与家庭灰尘

Dust mite feces尘螨粪便

Cooking smoke & gasses烹调烟雾和气体

Bacteria菌，Viruses病毒，Mold spores霉菌孢子，Asbestos dust石棉粉尘

Tobacco smoke & gasses烟草烟雾和气体

Typical indoor environment pollutants（particulate） 典型室内环境污染物（颗粒）

2、中国环保部相关标准-环境空气质量标准 1