空氣凈化技術(shù)在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)（ＩＡＱ）中的應(yīng)用

[摘要]室內(nèi)空氣品質(zhì)(Indoor Air Quality簡(jiǎn)稱IAQ)特指普遍存在室內(nèi)的長(zhǎng)期的低濃度污染，其濃度低于或僅略高于國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，在ASHAE62-1989R標(biāo)準(zhǔn)中，首次提出了可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)(Acceptable indoor air quality)和感受到的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)(Acceptable perceived indoor air quality)等概念，人性化地定義了室內(nèi)空氣品質(zhì)。隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們?cè)絹碓街匾暿覂?nèi)空氣品質(zhì)（ＩＡＱ），受眾多因素的影響，導(dǎo)致室內(nèi)空氣品質(zhì)不容樂觀。近年來不斷涌現(xiàn)新的空氣凈化技術(shù)，為改善室內(nèi)空氣品質(zhì)帶來福音。

[關(guān)鍵詞]空氣凈化技術(shù) 室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ) 光觸媒 迅潔 （PHI）技術(shù)

一、室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）的影響因素

眾所周知，制冷空調(diào)系統(tǒng)是能源消耗大戶，為了節(jié)能降耗，人們一方面提高建筑物的氣密性和隔熱性，同時(shí)降低室內(nèi)最小新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致室內(nèi)有害物不能得到新風(fēng)稀釋而濃度升高，影響了室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ)，這些有害物是產(chǎn)生“病態(tài)建筑綜合癥”（簡(jiǎn)稱SBS）的罪魁禍?zhǔn)住，F(xiàn)將這些有害物歸納如下：樓宇裝修中用的涂料、地板地毯等人造材料；含有甲醛、甲苯揮發(fā)性有機(jī)物等有害物質(zhì)；家具：常用以人造板為主要材料的家具都含有甲醛、甲苯、二甲苯及其他揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）等污染物質(zhì)； 辦公電器產(chǎn)生的污染物臭氧、電磁輻射及粉塵； 現(xiàn)代樓宇通常使用內(nèi)循環(huán)方式的中央空調(diào)，新風(fēng)量仍難達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。很多中央空調(diào)管道內(nèi)陰暗潮濕，易滋生細(xì)菌、霉菌等。多數(shù)中央空調(diào)安裝粗效過濾網(wǎng)，時(shí)間長(zhǎng)了沉積灰塵，這些灰塵會(huì)造成室內(nèi)可吸入顆粒物的增多，其能攜帶很多細(xì)菌微生物及化學(xué)類物質(zhì)進(jìn)入人體；建筑物自身也可能成為空氣的污染源：一種是建筑物施工中加入的添加劑，另一種是由地下土壤和建筑物石材、地磚、瓷磚中的放射物質(zhì)造成的污染； 吸煙、廚房的油煙等

二、污染物對(duì)人體的危害

通常將污染物歸納為三類：即可吸入顆粒物類、微生物類及有機(jī)和無機(jī)有害氣體污染物。

(一)可吸入顆粒物如粉塵、煙霧、花粉等，主要影響人體呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)；

(二)微生物類：如細(xì)菌、霉菌和病毒等，是導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)傳染性疾病的發(fā)病根源；

(三)有機(jī)和無機(jī)有害氣體污染物：如甲醛、苯、氡已被國際衛(wèi)生組織認(rèn)定為致癌物質(zhì)、TVOC（有機(jī)揮發(fā)物）是造成肺部疾病的主要原因。

三、空氣凈化技術(shù)及空氣凈化原理

根據(jù)空氣污染物分類可知：對(duì)于顆粒物一般采取過濾的方法；對(duì)于微生物類則利用臭氧、紫外線等殺菌；對(duì)于有機(jī)及無機(jī)有害氣體則利用化學(xué)氧化等方法去除。比較普及的空氣凈化技術(shù)有：臭氧殺菌、紫外線殺菌、空氣過濾、靜電濾塵、光觸媒、維他肽、美國RGF環(huán)境集團(tuán)的迅潔（PHI）技術(shù)等。臭氧殺菌、紫外線殺菌、空氣過濾和靜電過濾技術(shù)的凈化原理已廣為人知，而光觸媒、維他肽及迅潔（PHI）技術(shù)近幾年才不同程度地進(jìn)入中國市場(chǎng)。下面分別介紹它們的凈化原理。

(一)光觸媒技術(shù)凈化原理：是把一定波長(zhǎng)的光能照在半導(dǎo)體材料上，利用其光催化特性，使得半導(dǎo)體表面價(jià)帶上形成光致空穴，導(dǎo)帶上形成光致電子（如圖一）。光致空穴具有很強(qiáng)的氧化能力，可以將吸附在半導(dǎo)體表面的OH-和H2O進(jìn)行氧化，生成具有強(qiáng)氧化性的OH自由基，用來氧化降解有機(jī)污染物，也可將吸附在半導(dǎo)體表面的有機(jī)物直接氧化分解。導(dǎo)帶上的光致電子具有很強(qiáng)的還原能力，也可用來還原除去環(huán)境中的某些特定污染物。

噴過光觸媒的物體表面，在光照的情況下，能夠把有機(jī)污染物和部分無機(jī)污染物最終分解為CO2，H2O和鹽等無害物質(zhì)；能破壞細(xì)胞膜使細(xì)胞質(zhì)流失造成細(xì)菌死亡和抑制病毒的活性，故可殺滅被噴物表面的大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌、霉菌類、化膿性球菌等；能破壞有機(jī)氣體分子的能量鍵，使有機(jī)氣體成為單一的氣體分子，因而分解空氣中的有機(jī)物質(zhì)，除去室內(nèi)臭味。

（二）維他肽技術(shù)凈化原理：如圖二所示，利用虹吸和離心原理，將混合于水中的空氣凈化素，通過虹吸原理吸入凈化器電機(jī)底座的同軸離心渦輪下部的吸管中，通過交流罩極電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，再利用離心原理，將水溶液噴在瓶膽內(nèi)，形成一層水膜，將含有灰塵的空氣通過水膜層的過濾凈化后，再將處理后的空氣吹入室內(nèi)。

（三）迅潔（PHI）技術(shù)凈化原理：該技術(shù)是指在寬光譜紫外線與多種稀有金屬催化劑作用下產(chǎn)生包括過氧化氫、羥基離子、超氧離子及純態(tài)負(fù)離子等在內(nèi)的PHI凈化因子（如圖三），能夠迅速殺滅空氣中超過90%的細(xì)菌、病毒和霉菌，并可以分解TVOC氣體，同時(shí)生成的負(fù)離子還可以消除空氣中的微粒和異味。在凈化過程中臭氧量被嚴(yán)格控制在美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)的0.04ppm以下，凈化完成后凈化氣體迅速被還原成二氧化碳和水，無任何化學(xué)殘留物質(zhì)，不產(chǎn)生二次污染。

四、空氣凈化技術(shù)在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)（ＩＡＱ）的應(yīng)用

國家衛(wèi)生部在2006年3月份下文關(guān)于印發(fā)《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》的通知，明文規(guī)定：集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行預(yù)防空氣傳播的衛(wèi)生學(xué)評(píng)說，評(píng)價(jià)合格后方可繼續(xù)運(yùn)行；集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保持清潔、無致病微生物污染等等，特別強(qiáng)調(diào)集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備空氣凈化消毒裝置。

所以，為了對(duì)空氣進(jìn)行凈化消毒，以達(dá)到改善室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ)的目的，下列各種空氣凈化設(shè)備在我們實(shí)際生活和生產(chǎn)中已有不同程度的應(yīng)用。

臭氧具有強(qiáng)烈的消毒滅菌作用，能殺滅空氣中各種有害細(xì)菌、霉菌、病毒等，去除各種異味，分解有害物質(zhì)。臭氧發(fā)生器應(yīng)用于食品、日化企業(yè)在生產(chǎn)加工過程中對(duì)生產(chǎn)車間的空氣進(jìn)行滅菌凈化，在消毒滅菌的同時(shí)，可自行還原為氧氣，不過值得注意的是：臭氧在空氣中的濃度要符合空氣環(huán)境要求的標(biāo)準(zhǔn)，如果濃度過高，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。

紫外線殺菌燈利用燈管內(nèi)的汞原子被激發(fā)產(chǎn)生汞的特征譜線，低壓汞蒸氣主要產(chǎn)生254nm和180nm兩種紫外線，254nm波長(zhǎng)的紫外線很易被生物吸收，破壞了生物的DNA導(dǎo)致細(xì)菌死亡。180nm波長(zhǎng)的紫外線與空氣作用產(chǎn)生臭氧而殺菌。它應(yīng)用于對(duì)醫(yī)院病房、動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)等進(jìn)行消毒殺菌。但在使用紫外線殺菌燈時(shí)，人不能在現(xiàn)場(chǎng)。

空氣過濾器有粗、中、高效之分，可以根據(jù)空氣凈化等級(jí)來選擇合適的空氣過濾器，該裝置只能過濾塵粒，不能殺菌、去異味等，它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)企業(yè)的中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)、除塵及各種通風(fēng)系統(tǒng)的空氣過濾等。

靜電濾塵器是通過金屬板之間所產(chǎn)生的靜電對(duì)灰塵進(jìn)行吸附處理，當(dāng)灰塵積聚并跌落至集塵板上時(shí)，放電顆粒將在第二套放電板上收集并凝結(jié)灰塵。它應(yīng)用于需要除塵的場(chǎng)所，如排放廢氣的工業(yè)煙囪等。

維他肽超能空氣凈化器于今2006年7月率先走進(jìn)廣東市場(chǎng)，它應(yīng)用于家庭、辦公室、醫(yī)院等場(chǎng)所。據(jù)資料顯示，它在新加坡、加拿大、澳大利亞、韓國等地較普及使用。

光觸媒技術(shù)使用較廣，在居室、車內(nèi)、寫字樓、酒店、銀行、醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、 超市、商用火車、汽車和飛機(jī)等場(chǎng)所噴涂光觸媒，可分解室內(nèi)裝修后的有害氣體。但若有塵土或物體覆蓋在光觸媒表面，就影響了其凈化效果。

目前，在眾多的空氣凈化技術(shù)中，技術(shù)比較全面的應(yīng)首推由美國RGF環(huán)境集團(tuán)開發(fā)創(chuàng)造的迅潔（PHI）技術(shù)。2003年，中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院接受國家科技部SARS攻關(guān)課題，將RGF的迅潔（PHI）技術(shù)確定為SARS等傳染性疾病的攻關(guān)技術(shù)。經(jīng)中國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院測(cè)試，其具有高效的空氣凈化能力。由于RGF尖端的凈化技術(shù)和在業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)地位，在美國出現(xiàn)炭疽郵件襲擊后，美國國家實(shí)驗(yàn)室和RGF合作，利用其技術(shù)和設(shè)備開發(fā)生物反恐武器。其安全的技術(shù)，是美國聯(lián)邦政府認(rèn)可的第一種可以在有人環(huán)境下使用的室內(nèi)空氣凈化器。

迅潔（PHI）技術(shù)產(chǎn)品廣泛地使用于裝有中央空調(diào)的樓宇、家庭、辦公室、醫(yī)院、酒店等場(chǎng)所，可以方便地插裝在中央空調(diào)送風(fēng)管道內(nèi)或風(fēng)機(jī)盤管送回風(fēng)口內(nèi)側(cè)凈化空氣，也可以置于室內(nèi)某一角落，達(dá)到凈化空氣的目的。安裝后可保證20，000小時(shí)或2年的運(yùn)行期內(nèi)免維護(hù)和免配件，具有其它空氣凈化技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性。

五、各種凈化技術(shù)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）的性能比較

根據(jù)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求不同，來選擇合適的空氣凈化設(shè)備。各種空氣凈化設(shè)備有它的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，詳見下表：

各種凈化設(shè)備性能比較表

六、結(jié)束語

隨著物質(zhì)生活水平的不斷提高，人們思想觀念的不斷更新，越來越先進(jìn)的空氣凈化設(shè)備將被廣泛地應(yīng)用在改善室內(nèi)空氣品質(zhì)中，從而改善我們的生活，提高我們的生活質(zhì)素并且延年益壽。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉衛(wèi)華.制冷空調(diào)新技術(shù)及進(jìn)展.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9.

（作者單位：廣東清遠(yuǎn)市高級(jí)技工學(xué)校<清遠(yuǎn)市技師學(xué)院>）