室內空氣污染及其凈化

我們生活中常用的空調，實際上是一種空氣調節裝置，主要調節空氣的“四度”:溫度、濕度、流動速度和潔凈度，其中最容易被人們忽略的潔凈度指標，隨著人們對生活質量的要求的提高，也越發受到人們的重視。“健康空調”也成為廣大暖通空調工程技術人員關注的新熱點。研究室內空氣的潔凈度指標，還得從分析室內空氣的污染入手。

室內空氣污染不僅破壞人們的工作和生活環境，而且直接威脅著人們的身體健康。世界衛生組織證實，因室內空氣污染造成的疾病，是室外的5倍以上。這主要是因為:第一，人們每天大約有80%以上的時間是在室內度過的，所呼吸的空氣主要來自于室內，與室內污染物接觸的機會和時間均多于室外。第二，室內污染物的來源和種類日趨增多，造成室內空氣污染程度在室外空氣污染的基礎上更加重了一層。第三，為了節約能源，現代建筑物密閉化程度增加，由于其中央空調換氣設施不完善，致使室內污染物不能及時排出室外，造成室內空氣質量的惡化。

一、室內空氣的污染

室內空氣污染包括物理、化學、生物和放射性污染，來源于室內和室外兩部分。室內來源主要有消費品和化學品的使用、建筑和裝飾材料以及個人活動。室內主要污染物發生源及其有害性見表1。

表1室內主要污染物發生源及其有害性

污染物發生源有害性

CO、NO2、SO2、可吸入顆粒物、多環芳烴等各種燃料燃燒、烹調油煙及吸煙引起新陳代謝紊亂，刺激眼、鼻等

甲醛和揮發性有機化合物(VOCs)、氡及其子體建筑、裝飾材料、家具和家用化學品刺激氣管，引起皮炎、肺水腫等

CO2、氨類化合物、硫化氫等內源性化學污染物人體呼出氣、汗液、大小便CO2濃度過高會使人感覺不適;過量的氨對眼睛、呼吸道和皮膚產生刺激等

苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物人體呼出氣刺激呼吸道，損傷中樞神經系統及引起黏膜刺激等

流感病毒、結核桿菌、鏈球菌等生物污染物咳嗽、打噴嚏導致各種疾病的傳染等

床褥、地毯中孳生的塵螨等生物性污染物室內用具損傷人體呼吸道，降低人體免疫功能等

室外來源主要有:室外空氣中的各種污染物，包括工業廢氣和汽車尾氣通過門窗、孔隙等進入室內;人為帶入室內的污染物，如干洗后帶回家的衣服，可釋放出殘留的干洗劑四氯乙烯和三氯乙烯;將工作服帶回家中，可使工作環境中的苯進入室內等。

這些污染物雖為微量，有時卻會造成對人體健康或正常工作與生活的危害。這些問題都屬于室內空氣的凈化和質量控制范疇。一般來說，良好的室內空氣質量應該是:空氣中沒有已知的污染物達到公認的權威機構所確定的有害物質濃度指標，并且處于該空氣中的絕大多數人對此表示滿意。

二、室內空氣的凈化標準及方法

為除去空氣中的污染物質，控制室內或空間內的空氣潔凈度達到要求，除了可增大空調系統的新風比，加大新風量之外，必須采用空氣凈化設備對室內空氣進行凈化處理。根據生產要求和人們工作生活的要求，通常將空氣凈化分為三類:

一般凈化:只要求一般凈化處理，無確定的控制指標要求;

中級凈化:對空氣中懸浮微粒的質量濃度有一定的要求，例如在大型公共場所建筑物內，空氣中的懸浮微粒的質量濃度≤0.15mg/m3;

超凈凈化:對空氣中的懸浮微粒的大小和數量均有嚴格要求。

目前暖通制冷領域對空氣進行凈化處理的方法主要是活性炭吸附法。

活性炭是硬質植物和果核經過加工活化后，炭的內部形成極小的非封閉孔隙，具有極強的吸附能力。活性炭吸附法主要就是利用活性炭的吸附能力制成活性炭吸附器(圖1)，吸附室內空氣中的一些有害氣體和蒸氣，達到提高空氣質量的目的。活性炭的吸附量有一定的限度，當吸附量接近飽和值時，其吸附能力明顯下降，這時需要更換已吸附飽和的活性炭或對其進行再生。

現行使用的空氣凈化設備，絕大多數采用活性炭吸附器和濾紙式過濾網對空氣進行凈化。但是活性炭只能吸附有害的化學氣體，過濾網只能除去空氣中較大的懸浮顆粒，有一定的局限性。

要徹底改善空氣質量，消除空氣中的各種主要污染物，單靠活性炭吸附器和過濾網是遠遠不夠的。本文作者經過研究和實踐，提出一種科學有效的空氣凈化方案和“健康空調”的新模型:

對于化學氣體污染，采用活性炭吸附器進行處理，去除了室內空氣中由裝修材料等釋放出的甲醛、苯、二手煙和室外進來的化學氣體，達到了物理除毒的效果。

對于空氣中懸浮的較大顆粒(30μm)，采用濾紙式過濾網進行處理，使用較為簡易的方法，對空氣中的懸浮顆粒進行初過濾，濾去了沙塵，減輕了靜電除塵器的壓力。

對于空氣中的煙霧、微塵和細菌，采用靜電除塵器進行處理。空氣中危害最大的是小于2.5μm的粉塵，它們可以直接進入人的血液和細胞，靜電除塵器可以吸附小至0.1μm的微塵，大大降低室內空氣懸浮微粒的質量濃度，并將吸附的病菌用6000～12000V(電流極低)靜電瞬間殺滅，防止疾病的傳播。

采用負離子發生器，使室內空氣離子化。科學研究結果表明，負離子對人體有良好的生理作用，包括可降低血壓，對神經系統有鎮靜作用，可消除疲勞等。增加室內空氣中的負離子濃度，可以采用人工產生負離子的方法，利用電暈放電，紫外線照射或利用放射性物質使空氣電離，達到改善空氣質量的目的。負離子發生器就是利用類似于靜電集塵器的原理，使負離子不在短時間內被中和，通過空調風機使空氣中的負離子密度增加。

通過在一般的家用空調中加裝以上提到的活性炭吸附器、濾紙式過濾網、靜電除塵器和負離子發生器，可以對室內空氣中的化學、物理類污染物進行有效的凈化，提高空氣質量，成為一臺名副其實的“健康空調”。

隨著研究的深入，新型空氣凈化技術，如電解水技術、凈離子群離子技術、動態凈化技術等，均可應用于家用空調器的升級改造，使家用空調器真正實現對室內空氣的全方位調節。

(作者單位:廣東省廣州市機電高級技工學校)