王承霞,黃曉天,王喜元,李云龍
(河南省建筑科學(xué)研究院有限公司,河南 鄭州 450053)
世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的調(diào)查報(bào)告確認(rèn)人類80%的時(shí)間在室內(nèi)度過[1-2],室內(nèi)空氣質(zhì)量與人們的身體健康密切相關(guān)。近年來,國內(nèi)由于室內(nèi)空氣污染引發(fā)的事件,更使人們認(rèn)識到室內(nèi)空氣污染治理的重要性、緊迫性,室內(nèi)空氣污染治理行業(yè)也應(yīng)運(yùn)而生。
目前,室內(nèi)空氣污染治理產(chǎn)品已有較大的發(fā)展,從最初的應(yīng)用不同類型的過濾材料吸附污染物[3],如活性炭、沸石、分子篩、硅膠等吸附能力較強(qiáng)的物質(zhì),到靜電凈化技術(shù)[4]、非平衡等離子凈化技術(shù)[5]、負(fù)離子凈化技術(shù)[6]、試劑類凈化技術(shù)[6]、光催化技術(shù)[7]、膜分離技術(shù)[8]、生物凈化技術(shù)[9]等,上述這些技術(shù)除試劑類治理技術(shù)外,其他治理技術(shù)多需要借助于外力被動吸氣,才能發(fā)揮作用(多應(yīng)用于空氣凈化器)。所以,室內(nèi)空氣污染治理技術(shù)最終可以分為試劑類治理產(chǎn)品和空氣凈化器兩類。對這兩類產(chǎn)品,分別從治理對象和治理效果兩個方面進(jìn)行比較研究。
試劑類治理材料產(chǎn)品主要是能與甲醛、氨、苯、TVOC反應(yīng)的物質(zhì)或能使之發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì),后者一般包括氧化劑、氨的衍生物和具有次甲基活潑氫的化合物等,如硼酸鈉、次氯酸、尿素、氨基尿和丙二酸二甲酯、乙酰乙酸酯等;同時(shí)后者也包括光催化技術(shù),光催化劑屬半導(dǎo)體材料,包括 TiO2、SnO2、ZnO、CdS、WO3等,其中TiO2具有較強(qiáng)的氧化還原能力,較好的化學(xué)穩(wěn)定性及無毒性,是最佳的光催化劑,通過納米技術(shù),TiO2微粒也可以成為試劑類的治理產(chǎn)品。用于污染治理時(shí),將試劑類產(chǎn)品噴涂到治理對象上以發(fā)揮作用。治理前后分別檢測空氣中污染物濃度,確定治理效果。這種治理方法是把污染源作為治理對象,從污染源頭上控制污染,治理的較為徹底,適合污染較為嚴(yán)重的狀況。
國家建筑工程室內(nèi)環(huán)境檢測中心(下稱國檢中心,設(shè)在河南省建筑科學(xué)研究院有限公司)自2002年起,依據(jù)GB 50325-2001要求對人造板材進(jìn)行檢測,這期間共檢測板材樣品約500個,達(dá)到E1級約60%,E2級30%,超過E2級約10%。實(shí)踐證明,即使所用板材都達(dá)到E1級(甲醛釋放量<1.5 mg/L),也不能保證室內(nèi)空氣合格,如果使用板材為E2級(甲醛釋放量<5.0mg/L)不合格率更高。涂料、膠粘劑等裝飾材料合格率也不高,裝修材料成為室內(nèi)污染的主要來源。
由于治理行業(yè)起步較晚,相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)較少,因此,對相關(guān)相關(guān)媒體報(bào)道進(jìn)行了調(diào)查,調(diào)查結(jié)果如下:
從中國室內(nèi)裝飾協(xié)會室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測工作委員會在全國開展的新裝修學(xué)校室內(nèi)環(huán)境污染檢測調(diào)查活動表明,北京地區(qū)14所學(xué)校的26處教室和其他教學(xué)場所,綜合污染比例為76.9%,其中甲醛超標(biāo)的占69.2%。(摘自2005年11月2日《北京晚報(bào)》)。
相關(guān)媒體報(bào)道(略)的調(diào)查表明,室內(nèi)環(huán)境基本狀況是:污染物超標(biāo)率高,甲醛超標(biāo)率最高,室內(nèi)環(huán)境污染嚴(yán)重,極大影響人們身心健康。被調(diào)查的國內(nèi)20家治理公司,90%以上利用試劑類產(chǎn)品從事治理服務(wù)。
試驗(yàn)及相關(guān)調(diào)查表明,試劑類治理產(chǎn)品能從污染源頭上控制污染,治理較為徹底,更符合我國目前污染物超標(biāo)率高,甲醛超標(biāo)率最高的情況。
空氣凈化器是對一種或多種空氣污染治理技術(shù)的綜合應(yīng)用,它通過機(jī)械裝置被動抽氣,使空氣循環(huán)往復(fù)經(jīng)過凈化器,達(dá)到凈化目的,凈化器如果停止運(yùn)行,室內(nèi)空氣將持續(xù)受到污染。目前,發(fā)達(dá)國家的室內(nèi)環(huán)境污染問題已經(jīng)大大減輕,人們的環(huán)境意識較強(qiáng),媒體監(jiān)督力度大,裝飾裝修材料的生產(chǎn)受到嚴(yán)格監(jiān)督,一般環(huán)境品質(zhì)較好,污染較輕??諝鈨艋髟诎l(fā)達(dá)國家的普及率較高,使用空氣凈化器的目的主要是更好的提高空氣品質(zhì),而不是消除由于裝修帶來的污染,這一點(diǎn)與國內(nèi)不同。因此,從治理應(yīng)重視污染源治理角度看,空氣凈化器更適合治理污染較輕或提高空氣品質(zhì)狀況。
總而言之,財(cái)務(wù)模型在項(xiàng)目融資的舉辦中扮演著重要的工具角色,是投資方進(jìn)行投資決定,分析選擇具體投資結(jié)構(gòu)和融資方案,確定資金投入規(guī)模不可或缺的手段。另一方面,從項(xiàng)目融資的重要參與方融資人的角度,財(cái)務(wù)模擬也是量化項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn),確定可融資性的一個重要分析工具。誠然,任何預(yù)測在本質(zhì)上都是不可能實(shí)現(xiàn)的,因此財(cái)務(wù)模型具有很強(qiáng)的局限性,但在實(shí)務(wù)中財(cái)務(wù)模型依然是人們不可缺少的重要工具,用以盡量的確定項(xiàng)目的未來經(jīng)濟(jì)可行性。
關(guān)于試劑類治理材料產(chǎn)品治理效果的檢驗(yàn),國家輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2761-2006《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果測定方法》已經(jīng)頒布實(shí)施,國家標(biāo)準(zhǔn)尚未頒布。目前,檢測機(jī)構(gòu)多采用環(huán)境艙測試法[10],測試用污染源采用是一定量的37%~40%甲醛,經(jīng)釋放一定時(shí)間,在艙體內(nèi)達(dá)到一定濃度后,先進(jìn)行治理前檢測,然后在艙內(nèi)噴灑定量的治理材料,或在玻璃板上涂一定量的治理材料,在一定溫度、濕度、空氣交換率的條件下,環(huán)境艙運(yùn)行一定時(shí)間,再檢測艙內(nèi)的甲醛含量,最后計(jì)算甲醛去除率??梢钥闯觯@種方法是治理產(chǎn)品對已釋放到空氣中甲醛的治理效果進(jìn)行檢驗(yàn),治理不徹底,QB/T 2761-2006采用與此方法相似,但未考慮換氣率。干燥器法[10]是對污染源進(jìn)行直接處理(室內(nèi)環(huán)境的污染源主要是裝修用的人造板材、涂料、壁紙等),更接近實(shí)際使用情況,干燥器法成本較環(huán)境艙法低,程序較為簡單。
考慮到我國目前室內(nèi)環(huán)境基本狀況,國檢中心對試劑類產(chǎn)品中甲醛治理材料產(chǎn)品進(jìn)行了專題研究,共調(diào)查研究了鄭州地區(qū)10家治理單位,通過網(wǎng)絡(luò)、實(shí)地考查選定相對有技術(shù)支持、單位較規(guī)范的4家治理公司,用干燥器法對不同類別的人造板刷涂試劑類治理產(chǎn)品(甲醛類)后的效果進(jìn)行了檢測,其中一家效果較好,其他產(chǎn)品甲醛去除率只有10%~30%[11]。隨后,又選擇北京、上海各一家治理單位(時(shí)間有限)進(jìn)行考察,結(jié)果表明[12]:北京產(chǎn)治理材料產(chǎn)品開始及兩個月后的效果都較好,甲醛去除率達(dá)97%以上;上海產(chǎn)品最初甲醛去除率為98.9%,一周后降至40%,持續(xù)性作用較差。
國檢中心接受委托對部分治理后工程進(jìn)行了室內(nèi)環(huán)境檢測,結(jié)果表明,部分治理效果較好(檢測對象為甲醛、氨、苯、TVOC,檢測時(shí)段為治理后 30~60d),部分污染物超標(biāo),達(dá)不到治理目的。
可見,市場上較少部分的治理產(chǎn)品(試劑類)的質(zhì)量可靠,長期效果較差,造成治理效果差異的主要原因是材料的組成成份的不同。
研究治理產(chǎn)品效果,溫度、濕度條件對結(jié)果有重要影響。人造板甲醛釋放量與空氣中甲醛濃度的關(guān)系,井上明生[12-14]提出有以下關(guān)系式:
式中:C——空氣中甲醛濃度,10-6;
D——干燥器法測定的甲醛釋放量,mg/L;
S——材料用量,m2;
t——室內(nèi)溫度,℃;
h——室內(nèi)相對濕度,RH%。
經(jīng)過實(shí)際測試,牧勉[15]等對式(1)進(jìn)行了修正,并將空氣中甲醛濃度的計(jì)量單位換算成mg/m3,得到:
式中:N——換氣次數(shù)(N=Q/V),次/h;
L——材料設(shè)置率(L=S/V),m2/m3;
t1——室內(nèi)溫度,℃;
t2——干燥器法側(cè)甲醛釋放量時(shí)的溫度,℃。
根據(jù)式(2),隨著板材釋放量的增大,室內(nèi)空氣中甲醛濃度與環(huán)境溫度成指數(shù)關(guān)系,濕度對室內(nèi)空氣甲醛濃度也有重要影響。
段云海[16]等把試劑類治理產(chǎn)品放入一個非金屬敞口容器內(nèi),再將敞口容器放入待檢測的環(huán)境中,30.5h后對環(huán)境中的甲醛檢測,發(fā)現(xiàn),甲醛的平均去除率可達(dá)35.8%,如果把治理產(chǎn)品直接刷涂到相應(yīng)污染源上,與污染源有充分接觸,效果可能更加顯著。試劑類治理產(chǎn)品使用方式可能影響最終治理效果。
按照已經(jīng)頒布執(zhí)行的空氣凈化器標(biāo)準(zhǔn)GB/T18801-2001《空氣凈化器》規(guī)定,國檢中心對對空氣凈化器治理效果進(jìn)行了檢測,其中,一種凈化器只檢驗(yàn)甲醛的治理效果,凈化器運(yùn)行15 h后,甲醛從超標(biāo)27.6倍到降至0.02 mg/m3;另一種凈化器對甲醛、氨、苯、TVOC的治理效果進(jìn)行了檢驗(yàn),24h后,甲醛去除率為81.6%,苯去除率為99.18%,TVOC去除率98.12%。所試驗(yàn)的空氣凈化器凈化效果均達(dá)到GB 50325-2001《民用建筑工程室內(nèi)污染控制規(guī)范》污染物限量要求。
徐強(qiáng)[17]等研究結(jié)果表明,空氣凈化器開機(jī)0.36h的凈化效果優(yōu)于開機(jī)30~60min,主要由于過濾材料的吸附效果降低。段云海[16]等對臭氧空氣凈化器、光催化凈化器的凈化效果進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)臭氧空氣凈化器0.5h對甲醛凈化效果為20.6%,但由于臭氧刺激和損害呼吸道深部,并可以損害中樞神經(jīng)系統(tǒng),因此,此凈化方法不適于廣泛應(yīng)用;光催化凈化器對甲醛、苯30.5h凈化效果分別可達(dá)44.41%、5.73%,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,光催化器對甲醛的凈化效果較好。趙雷[18]等對臭氧凈化器、光催化凈化器、負(fù)離子凈化器、多功能凈化器(綜合應(yīng)用多種空氣凈化技術(shù))對比研究表明,多功能凈化器效果最好,光催化次之,再次為臭氧凈化器,最后是負(fù)離子凈化器。上述對空氣凈化器的持續(xù)測試最長時(shí)間為30.5h,對治理產(chǎn)品的測試時(shí)間,多數(shù)為幾個小時(shí),缺乏長期效果研究。
總之,多功能空氣凈化器由于綜合利用多種治理技術(shù),充分發(fā)揮各種治理技術(shù)優(yōu)勢,治理效果較好,多功能空氣凈化器應(yīng)該是空氣凈化器發(fā)展的主要趨勢。
目前,市場上試劑類治理材料產(chǎn)品只有少部分質(zhì)量可靠,長期作用較差。試劑類產(chǎn)品適合的治理對象是相應(yīng)的污染源(裝修材料),而空氣凈化器更適合污染較輕或提高空氣品質(zhì)狀況。多功能空氣凈化器應(yīng)該是空氣凈化器發(fā)展的主要趨勢,我國污染治理重點(diǎn)應(yīng)放在控制污染源上。
[1] Roberts J.National human activity patten survery data base[M].NC:USEPA,Research Triangle Park,1995.
[2] Chaloulakou A,Mavroidis I.Comparison of indoor and outdoor concentrations of a public school[J].Atomospheric Evaluationt,2002,36(11):1769-1781.
[3] 尹維東,劉來紅,喬惠賢,等.室內(nèi)空氣污染物的凈化[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2002,3(2):53-55.
[4] 袁勝利.用空氣凈化的電吸塵器理論及分析[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào),2004,22(2):60-63.
[5]謝 銘,李濟(jì)吾.等離子體在大氣污染控制中的應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)動態(tài),2003(3):1-3.
[6]章 燁,周述瓊.室內(nèi)空氣污染控制技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國測試技術(shù),2005,31(6):131-135.
[7]Ernesto J,Lopez O,Jacoby W A.Microfibrous mesh coasted with titanium dioxide:a self-sterilizing,selfcleaning filter[J].Journal of the Air and water Management Association,2002(52):1206-1213.
[8] 龔 勝,黃肖容,隋賢林.室內(nèi)空氣凈化技術(shù)[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2004(5):55-69.
[9] Khan F I,Ghoshal A K.Removal of volaile organic compounds from polluted air [J].Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2000(13):527-545.
[10]王喜元,潘 紅,熊 偉.民用建筑工程市內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范輔導(dǎo)教材 [M].北京:中國計(jì)劃出版社,2006:128-130.
[11]王承霞,郭 琨,黃曉天.室內(nèi)環(huán)境污染治理產(chǎn)品效果研究[J].化學(xué)分析計(jì)量,2008,17(1):74-75.
[12]井上明生.膠合板中甲醛散發(fā)隨時(shí)間變化:模擬住宅環(huán)境空氣中濃度的測定[J].木材工業(yè),1986,41(2):21-24.
[13]井上明生,小野擴(kuò)幫,千葉保人.干燥器法測定的甲醛釋放量與空氣中甲醛濃度的關(guān)系 [J].木材工業(yè),1990,45(70):14-20.
[14]井上明生.空氣中甲醛濃度的控制對策 [J].木材工業(yè),1997,52(1):9-14.
[15]牧 勉.木質(zhì)材料甲醛釋放對策 [J].住宅與木材,1999(7):12-25.
[16]段云海,王 琨,李玉華,等.室內(nèi)空氣中甲醛和苯系物檢測和凈化[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(6):116-119.
[17]徐 強(qiáng),楊 沛,匡國正,等.空氣凈化器對室內(nèi)有害氣體凈化效果的研究[J].江蘇衛(wèi)生保健,2000,2(1):9-10.
[18]趙 雷,周中平,葛 偉.室內(nèi)空氣凈化器及其應(yīng)用前景[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2006(1):4-7.