1 概述
據(jù)統(tǒng)計(jì),人們?nèi)煊谐^(guò)80%的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的,相比于室外空氣,室內(nèi)空氣對(duì)人體身體健康的影響更為顯著,因此室內(nèi)環(huán)境中的空氣污染及其危害越來(lái)越受到人們的重視。
廚房燃?xì)馊紵笊傻奈廴練怏w主要有一氧化碳和氮氧化物,CO作為一種有毒氣體對(duì)環(huán)境的污染以及人體的危害眾所周知,人們對(duì)燃?xì)庥镁呷紵龝r(shí)產(chǎn)生的CO已有足夠的警惕,在我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燃?xì)庥镁逤O的排放量一直以來(lái)就有嚴(yán)格的控制要求。但另一種污染源氮氧化物(NOX)卻一直被忽視。氮氧化物(NOX)是指NO、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等氮與氧的化合物總稱。室內(nèi)氮氧化物通過(guò)呼吸進(jìn)入人體內(nèi),刺激呼吸道和肺部,對(duì)心、肝、腎等造成腐蝕損害,還會(huì)引起急性或慢性中毒,并有致癌作用,嚴(yán)重影響到人體健康。
2 室內(nèi)氮氧化物的主要來(lái)源及其危害
2.1NOX的污染來(lái)源
室內(nèi)空氣中氮氧化物的污染主要來(lái)源于以下幾種途徑,分別是采暖和烹調(diào)時(shí)燃料的燃燒、室內(nèi)吸煙釋放的煙氣、以及室外大氣中的NOX進(jìn)入等。
據(jù)統(tǒng)計(jì),煤炭是我國(guó)城市家用的主要燃料,約占燃料總量的50%~80%,其次是煤氣和液化氣,約占20%~50%[1],燃料完全燃燒時(shí)將產(chǎn)生大量的NOX將彌散于室內(nèi)難以排出;吸煙產(chǎn)生的煙霧中有CO、醛類、烴類、亞硝胺、NOX和顆粒物等污染物[2],約有90%直接彌散在周圍空氣中,監(jiān)測(cè)表明,室內(nèi)空氣中NOX濃度隨著吸煙人數(shù)、吸煙量的增加而升高;當(dāng)室內(nèi)NOX濃度低于室外時(shí),室外的污染物會(huì)經(jīng)門、窗自然滲入或經(jīng)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入,但濃度一般不會(huì)超過(guò)室外。
2.2 氮氧化物的危害
氮氧化物(NOX)的破壞力很強(qiáng),是一種毒性很強(qiáng)的腐蝕劑,當(dāng)空氣中的NOX被吸入到肺內(nèi),就會(huì)在肺泡內(nèi)形成亞硝酸 (HNO2)和硝酸(HNO3)氮氧化物,由于這兩種酸有較強(qiáng)的刺激作用,就會(huì)增加肺毛細(xì)血管的通透性,導(dǎo)致胸悶、咳嗽、氣喘甚至肺氣腫等癥狀。光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的是NO2和HC。當(dāng)空氣中有這兩種物質(zhì)存在,再遇到合適的氣候條件時(shí),如強(qiáng)烈陽(yáng)光、無(wú)風(fēng)、逆溫等,就會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧對(duì)人的影響主要是對(duì)眼睛和呼吸道產(chǎn)生刺激,使紅眼病患者增加,促進(jìn)哮喘病人發(fā)作,并引發(fā)其它疾病。
3 室內(nèi)氮氧化物的監(jiān)測(cè)方法
3.1 氣相色譜法[3]
由于氮氧化物在氫火焰離子化檢測(cè)器上沒有響應(yīng),不能用常規(guī)的氣相色譜法,因此需要采取轉(zhuǎn)化氣相色譜法檢測(cè)大氣中的氮氧化物。該方法中氮氧化物與氣相的乙醇反應(yīng),生成乙醇的亞硝酸酯氫氣檢測(cè)儀,用氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)檢測(cè)。如果樣品氣體中有高濃度的碳?xì)浠衔锕泊鏁r(shí),則選用電子捕獲檢測(cè)器 (ECD)氧氣報(bào)警器,因?yàn)樵摍z測(cè)器對(duì)亞硝酸酯的響應(yīng)靈敏度很高,而對(duì)高濃度的碳?xì)浠衔镯憫?yīng)較低。因此,應(yīng)用該方法快速、定量分析氮氧化物含量的關(guān)鍵是選擇合適的色譜柱和檢測(cè)器。
3.2 鹽酸萘乙二胺比色法[4]
鹽酸萘乙二胺比色法通過(guò)測(cè)量一氧化氮和二氧化氮的混合物,來(lái)表示一定時(shí)間內(nèi)NOX的平均值,不能反映樣品氣中NOX實(shí)時(shí)的濃度變化。該方法是一種標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)分析方法,也是一種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法。
3.3 化學(xué)發(fā)光法[3]
化學(xué)發(fā)光法是利用測(cè)量化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定,可在液相、氣相或固相中進(jìn)行,應(yīng)用該方法測(cè)量氮氧化物快速、簡(jiǎn)潔氮氧化物,可以同時(shí)測(cè)量NO、 NO2、NOX,既可以進(jìn)行離線分析,又可以進(jìn)行在線測(cè)量。是目前國(guó)家環(huán)保局和美國(guó)環(huán)保署推薦的氮氧化物定量分析方法。
3.4 電化學(xué)方法[3]
電化學(xué)法測(cè)量NOX是用氣敏性離子選擇電極作為指示電極(或稱傳感器),是一種電位測(cè)量方法。該方法中元件的氣敏性的優(yōu)良直接影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性,由于傳感器的響應(yīng)時(shí)間會(huì)隨著使用逐漸變小,達(dá)到平衡的時(shí)間也會(huì)越來(lái)越長(zhǎng),因此,傳感器一般只能使用 1年~2年,屬消耗性元件。
4 室內(nèi)氮氧化物的處理方法
當(dāng)前治理NOX的方法主要有選擇性催化還原法、選擇性非催化還原法、催化分解法、液體吸收法、微生物法、吸附法等。由于溶液吸收法極難溶于水和堿溶液,因此凈化效果差;吸附法雖然能回收氮氧化物,但由于其吸附容量小,吸附劑用量大,造成設(shè)備龐大、再生頻繁,一些技術(shù)還存在障礙,所以應(yīng)用不廣泛。下面我們介紹一些常用的方法。
4.1 催化還原法
催化還原法分為選擇性催化還原法(SCR)和非選擇性催化還原法兩類。
4.1.1 選擇性催化還原法(SCR)[5]
該法用NH3做還原劑,幫助NOX在290℃~400 ℃的催化劑層中分解為N2和H2O。工業(yè)實(shí)踐表明,NOX的轉(zhuǎn)化率為60%~90%。但隨著該系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間的增加,催化劑的活性逐漸喪失,煙氣中殘留的氨或氨泄漏也將增加,造成污染。
4.1.2 選擇性非催化還原法(SNCR)[6-7]
選擇性非催化還原(SNCR)是當(dāng)前NOX治理中廣泛采用且具有前途的技術(shù)之一。SNCR通過(guò)注入NH3或尿素等還原劑在沒有催化劑的情況下發(fā)生還原反應(yīng),將NOX轉(zhuǎn)化為N22222222,溫度的控制在該方法中起著至關(guān)重要的作用。鐘秦等通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在 800℃~1200 ℃下噴射尿素還原劑或幾種銨鹽還原劑能脫除NOX,其中尿素還原劑脫NOX的能力最強(qiáng)氮氧化物,碳酸氫銨還原劑次之。使用尿素安全可靠,又無(wú) NH3 泄漏污染作業(yè)環(huán)境的問題[8]。在工業(yè)實(shí)踐中逐漸用尿素代替作還原劑。SNCR法的除硝效率較低,而費(fèi)用僅為SCR的1/5 左右。
4.2 微生物法
目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于微生物法處理氮氧化物的研究,主要是針對(duì)NO廢氣的處理??煞譃榉聪趸幚砗拖趸幚怼7聪趸抢脜捬跣晕⑸镌趨捬鯒l件下分解NO的一種處理方法;硝化則是利用硝化細(xì)菌在有氧條件下, 將氨氮氧化成硝酸鹽氮,然后再通過(guò)反硝化過(guò)程將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成N2的處理過(guò)程。他們的相同點(diǎn)是均通過(guò)對(duì)溫度、濕度、pH 等環(huán)境因素的控制,使微生物處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài),以提高對(duì)NOX的凈化率。該方法只是近10年來(lái)發(fā)展起來(lái)的,隨著研究的不斷深入,將會(huì)得到更全面的發(fā)展。
5 結(jié)論
氮氧化物直接影響著人體的身心健康和生活質(zhì)量。因此,我們應(yīng)該重視室內(nèi)環(huán)境的污染問題,積極地了解有關(guān)室內(nèi)環(huán)境污染方面的知識(shí),由于氮氧化物的治理還不成熟,因此,從源頭上減少氮氧化物的排放,并采取一切可行的防治措施,來(lái)保證人們的健康至關(guān)重要。
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