1.VOC的概念
VOC是揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatile organic compounds)的英文縮寫(xiě),。VOC是指環(huán)境監(jiān)測(cè)中以氫焰離子檢測(cè)器測(cè)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(chǎng)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(jiàn),。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(wú)時(shí)不刻不在釋放VOC如苯、二甲苯,、甲醛等,,其他方面如殺蟲(chóng)劑、洗滌劑,、化妝品等釋放的VOC含量也是不可小視的,。
2.VOC對(duì)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(guān),,而人們約有80%的時(shí)間處于室內(nèi)環(huán)境之中,,因此室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量對(duì)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(dá)幾十年,因此這些物質(zhì)的嚴(yán)重標(biāo)將會(huì)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(guó)內(nèi)外VOC室內(nèi)污染現(xiàn)狀
1982年美國(guó)國(guó)家勞動(dòng)安全衛(wèi)生研究所(NIOSH)對(duì)具有代表性、普遍性的115座各種類型的建筑物進(jìn)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(guó)建筑物研究所對(duì)于100所建筑物進(jìn)行了28天的揮發(fā)性有機(jī)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(jī)構(gòu)對(duì)米蘭的室內(nèi)污染中的苯污染進(jìn)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(duì)蘭州剛剛結(jié)束裝修的110間房間的室內(nèi)污染情況進(jìn)行了研究,,得出了氨,、氡等均有一定程度的標(biāo),甲醛標(biāo)為嚴(yán)重,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)過(guò)了國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),。
4.VOC控制處理技術(shù)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(yīng)用于氣相分離體系中,針對(duì)于混合氣體各組分沸點(diǎn)的差異性將各組分氣體逐個(gè)分離,。因此,,只需將體系溫度降至VOC的露點(diǎn)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(diǎn)高低等因素影響,。所以,,冷凝法一般作為初級(jí)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(yīng)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(yīng)室中,,利用足夠高的溫度、空氣,、催化劑,、反應(yīng)時(shí)間將VOC氣體燃燒*,生成終產(chǎn)物CO2,,H2O,。然而,此法受限于反應(yīng)溫度,,且若VOC氣體含有N,、S,、Cl等元素將會(huì)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(duì)VOC氣體進(jìn)行吸收,、處理,。常用的吸附劑有:顆粒活性炭,、活性炭纖維,、高聚物吸附樹(shù)脂、粘土礦,、水,、煤油、酒精等,,這些物質(zhì)廉價(jià),,做相應(yīng)的改性處理后能達(dá)到較好的吸附效果。然而也要注意相應(yīng)的二次污染,。
4.2 VOC控制處理新型技術(shù)
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(guò)程,。目前較為認(rèn)可的是荷蘭學(xué)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(qiáng)的溶劑與VOC氣體接觸,,將揮發(fā)性有機(jī)化合物由氣膜滲透入液膜之中,再通過(guò)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(huì)利用VOC氣體作為新陳代謝的能源物質(zhì),,將VOC氣體轉(zhuǎn)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(guò)程較為復(fù)雜且影響因素眾多,,因此目前對(duì)于此方面技術(shù)的研究并不成熟,還有許多技術(shù)需要完善,。
2.TiO2等半導(dǎo)體光催化氧化法
1977年,,F(xiàn)rank等人利用半導(dǎo)體材料對(duì)污染物進(jìn)行了研究處理并取得了突破性進(jìn)展,從此半導(dǎo)體催化降解受到廣泛關(guān)注,。半導(dǎo)體的能帶是不連續(xù)的,,光照射半導(dǎo)體材料時(shí),,當(dāng)能量達(dá)到一定值時(shí),半導(dǎo)體的價(jià)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(qiáng),能將吸附的VOC氣體*進(jìn)行降解,,生成CO2,,H2O等物質(zhì),而不產(chǎn)生二次污染,。同時(shí),,TiO2具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉,、耐腐蝕性,、性質(zhì)穩(wěn)定等特征,因此結(jié)合半導(dǎo)體的光催化氧化法具有廣泛的市場(chǎng)前景,。
原始狀態(tài)的半導(dǎo)體催化及捕捉VOC的能力并不強(qiáng),,因此將納米插層復(fù)合技術(shù)、親油改性技術(shù)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(qiáng)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(shù)仍不成熟,尚未廣泛投入使用,。
5.結(jié)語(yǔ)
雖然國(guó)內(nèi)外頒布了一些標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)來(lái)限制一些裝飾材料的VOC釋放量,,但室內(nèi)VOC的標(biāo)情況依然嚴(yán)重,VOC的防治情況依然嚴(yán)峻,。同時(shí),,廣泛用于處理VOC的方法還較為傳統(tǒng);雖然有相應(yīng)的新型技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,,如半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)等方法的應(yīng)用前景非常廣闊,,但部分理論以及技術(shù)實(shí)施方面仍不完備,還有待進(jìn)一步完善,。
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