室内新装修装饰大量使用建材、家具、壁纸、地毯、饰物、涂料、油漆等,尤其是人造的、化工合成的材料,此些材料多数使用具有挥发性的粘结剂、稀释剂、印染剂等有机原料而使建材中尚存处于游离状态的化合物大量释放出来,造成室内气态有机化合物VOCs的污染,如甲醛、苯、甲苯、醚类、酯类等。VOCs污染在实际中尤为突出和明显,它们对人的呼吸系统、心血管系统和神经系统会产生明显的不良影响,甚至还会致癌。因此研究室内VOCs污染控制技术和治理方法很有必要。
1 背景技术
住房、办公室等室内的装饰装修已经成为人们改善生活条件,提高生活质量的重要组成部分。同时,由于装饰装修所引发的有关室内环境污染的问题也相继产生,国内外大量的调查资料都证实了这一令人不安的事实。对于装饰装修所引起的室内环境污染,其解决方法是个复杂的过程。目前市场上有很多治理室内环境污染的方法,现列举如下:
1)以活性炭为吸附材料做成的各种吸附剂吸附法:该方法是将室内环境中的污染物吸附在吸附材料上,以达到去除污染物的目的,但是在该方法中使用的净化装置只是对污染物起到转移的作用,不能彻底分解污染物,同时吸附材料吸附到一定的时间就会饱和,这时就需重新更换吸附材料。
2)采用光催化原理法:在吸附材料上涂上一些催化剂,利用催化剂的表面活泼性和降低反应的活化能力的原理将一些在常温情况下无法分解的污染物分解以达到净化的目的,但是这种方法往往对光的要求比较严格,必须要吸收一定波长的紫外光才可达到要求,但事实上一般的居住区或办公区很难达到这种光的要求,所以这种方法用于室内环境污染治理效果并不理想。
3)负离子发生器法:通过气体放电产生大量的负离子,这些负离子一方面对人体健康有直接的作用,另一方面负离子可以对室内环境中的污染物发生作用,使污染物浓度降低。虽然空气负离子如同阳光一样,是人类必不可少的物质,但负离子的寿命很短,在清洁的空气中只有几分钟,而在污浊的环境里仅有几秒钟,甚至更短,所以同样无法从根本上解决室内装饰装修引起的环境污染问题。
4)采用净化器的方法:净化器种类较多,但这些净化器都需要持续耗电,由于污染物质不断持续释放,一旦关闭电源,污染物质浓度必然会持续升高。另外,净化器无法对家具内部进行处理。因此,采用净化器的方法并不是用于室内环境污染治理有效的方法。
5)植物吸附法:现在市场上有一种可以吸附室内由于装饰装修引起的有害物质的植物。由于污染物质是不断持续释放的,即便是这些植物有再强的吸附能力也是远远不够的,而且一旦这些植物吸附饱和,它将不再吸附,或许还会成为第二污染源。所以这种治理室内环境污染的方法也并非有效的方法。
6)直接治理污染源法:将治理室内环境污染的产品直接喷涂于污染源表面,这种方法是目前市场上很多商家所用的方法。但是,这种方法也存在着不足之处,室内环境污染是个复杂的过程,再加上不同有害物质的不同特性,只对污染源进行治理是远远不行的。虽然对污染源进行了治理,但由于污染源所挥发出来的有害物质并不是都可以随空气散发掉,它们会附着在墙壁、天花板等物体的表面,通常将这些地方的有害物质称之为第二污染源。因此,只对污染源进行治理,不对第二污染源进行治理肯定无法保证室内整体空气是达标的。
另外,治理室内污染的方法还有很多,例如用刷子直接刷治理产品于污染源表面的方法,用注射器将治理产品直接注射于污染源(像木质的办公桌椅、家具、衣柜、厨柜等)接缝处的方法等。这些方法对于治理室内环境污染效果也是不理想的。因为室内污染源不仅有胶合板、刨花板、复合地板等这类装饰装修材料,还有油漆、内墙涂料、地毯、装饰物品及生活用品等化工产品、燃料及烟叶的不完全燃烧等一些次要因素。忽视了这些次要因素就如同忽视了其它的有害物质。
目前,室内装修污染问题与公众健康生活息息相关,是室内环境污染控制重点。据中国消费者协会统计,近年来家庭装修投诉名列投诉前五位,而且投诉重点已经从质量投诉逐步转向室内环境污染投诉。所以开发高效、经济、整体的室内环境污染治理技术势在必行。
2 技术内容
针对上面所提出的问题,北京中科中环环境应用技术研究中心通过大量的试验研究,发现并提出室内环境污染具有多源性,即第一污染源或主动污染源和第二污染源或被动污染源相并存在,必须整体解决的理论。并于05年3月率先开发出基于甲醛治理直达标准的甲醛特效溶解酶产品。
实践过程中,我们发现仅单一的解决甲醛治理的问题并不能获得室内整体的环境空气质量,尚有大量的VOCs污染物质存在。此些物质也同样来自装修及其材料。
为此,我们又针对室内污染VOC整体解决方面展开研究。
我们通过具有18年物质水基稳定技术经验的日本OrBS株式会社,以及具有室内污染治理技术经验并创造W’PHIXZ-ABLE工法的日本AbleJP株式会社,就中国国内室内污染VOC解决开展技术合作。通过近两年的研究和实践,成功的开发了消减处理产品,创造性的创立了一项整体解决室内VOC污染的专业施工技法----Z’Able工法,并陆续应用于实际工程案例,获得很好的效果。该工法VOC产品也获日本创造法认定,并被日本国土交通省国土政策综合研究所纳入“室内环境综合症治理技术研究开发”计划。同时,我们也获得中国国家知识产权局“室内环境污染治理工法”发明专利申报。
本工法的目的是提供一种快速、有效、全面地解决室内由于装修和装饰材料如壁纸、地毯、布艺、油漆、涂料、染料及建材等引起的 VOC和甲醛污染问题的整套解决工法。
“室内环境污染治理工法”(Z’Able工法)涉及5个处理液:Z’Able-V系列即Z’Able-V201、Z’Able-V205和Z’Able-V301,Z’Able-H(甲醛特效溶解酶)、Z’Able-C(本草长效除味剂)。
Z’Able-V系列VOC稳定液,其机理为通过调整VOC稳定液中的微量矿物质,作用于污染物载体物质内的VOC,将处于游离不稳定状态的VOC物质改变为稳定的状态,从而全面解除由壁纸、地毯、布艺、油漆、涂料、染料及建材等引起的VOC异味。
含1%~3%(重量)的活性胺基的甲醛处理液Z’Able-H(甲醛特效溶解酶),可以强效吸收并迅速分解其施用空间范围内的甲醛,使施用部位的甲醛浓度降低,而其他部位的高浓度甲醛随即流向该低浓度部位,到来的甲醛即被甲醛处理液迅速分解,从而达到整个空间的空气中甲醛被分解清除的效果。
含0.5%~1.5%(重量)的桉树油的Z’Able-C(本草长效除味剂),依靠其中的降解物质迅速吸收、消除来自室内装饰装修引起的家具、壁纸、地毯、布艺、油漆、涂料、染料等的恶臭。
3 实施过程
本技术的室内环境污染治理工法有如下的实施状况:
1)在VOC的浓度超过国家标准一倍的场合,依次施用如下四种治理液:含K等微量元素的VOC分解液Z’Able-V201、含Zn和B等微量元素的VOC稳定液Z’Able-V205、含Ar等微量元素的VOC稳定液Z’Able-V301和含1%~3%的活性胺基的甲醛处理液Z’Able-H;
2)在甲醛的浓度超过国家标准一倍而VOC的浓度未超过国家标准一倍的场合,依次施用如下两种治理液:含1%~3%(重量)的活性胺基的甲醛处理液Z’Able-H和含0.5%~1.5%(重量)的桉树油的除味剂Z’Able-C。
3)在本技术的室内环境污染治理工法中,在VOC的浓度超过国家标准一倍的场合,三种VOC稳定液的用量均为8~10ml/m2,甲醛处理液的用量为5~15ml/m2。其中,在甲醛的浓度超过国家标准一倍的场合,甲醛处理液的用量为8~15ml/m2;在甲醛的浓度未超过国家标准一倍的场合,甲醛处理液的用量为5~8ml/m2。
4)在甲醛的浓度超过国家标准一倍而VOC的浓度未超过国家标准一倍的场合,甲醛处理液的用量为5~25ml/m2,除味剂的用量为5~8ml/m2。其中,在甲醛的浓度超过国家标准1~3倍时,甲醛处理液的用量为5~8ml/m2,超过国家标准3~5倍时,甲醛处理液的用量为8~12ml/m2,超过国家标准5~8倍时,甲醛处理液的用量为12~15ml/m2,超过国家标准8倍以上时,甲醛处理液的用量为15~25ml/m2。
5)在本技术的室内环境污染治理工法中,在VOC的浓度超过国家标准一倍的场合,在每一种VOC稳定液施用完毕后,封闭门窗10~20分钟,然后通风1~2小时,在甲醛处理液施用完毕后,封闭门窗30~50分钟,然后通风。在甲醛的浓度超过国家标准一倍而VOC的浓度未超过国家标准一倍的场合,在甲醛处理液施用完毕后,封闭门窗30~50分钟,在除味剂施用完毕后,封闭门窗30~50分钟,然后通风。
室内环境污染是多元污染,必须整体治理。本技术的室内环境污染治理工法运用了这一特性,不仅对作为室内污染源的建筑装饰、装修材料进行了治理,而且对室内墙壁、天花、地板等这些第二污染源也进行整体治理。本发明严格控制不同治理液的用量以及施用不同治理液的间隔时间,使之各自发挥有效的作用。另外,不同的室内装饰装修就会有不同的室内环境污染,合理地划分污染的情况,对症下药,既节约了成本,提高了施工效率,又能快速有效地解决室内由于装饰装修所引起的VOC和甲醛污染的问题,从而为人们提供一个舒适、健康的生活环境。
本技术的室内环境污染治理工法中,针对不同的VOC浓度和甲醛浓度,使用不同的治理液进行治理。一般来说,如果VOC浓度或甲醛浓度超过上述国家标准一倍的场合,则认为浓度较大。
4 实施建议
在前面所有的场合下,治理液用量单位中的面积指的是治理面积。
施工中可使用口径为0.5~0.8毫米的喷枪。每一种治理液的施工后,应在上述规定的封闭与通风时间后,再进行下一种治理液的施工。未按要求施工下一种治理液,会造成两种治理液混合,影响作用效果。最后完工须敞开门窗予以充分通风,以保证效果。
由于本技术的室内环境污染治理工法涉及施用多种治理液,而在施用每一种治理液后需要等待,因此在待治理房间较多的情况下,可以采取分项或分段的立体流水施工方式。
施用本发明的室内环境污染治理工法,污染物浓度显示出随时间而减少的趋势。根据多次实验跟踪,本发明的工法对由壁纸、地毯、布艺、油漆、涂料、染料及建材等引起的室内VOC和甲醛浓度的降低具有显著的效果。
本发明工法的效果可通过下面的具体实施例得到体现。
5 实施案例
5.1实施案例1
对于VOC和甲醛的浓度均超过国家标准一倍的场合:
治理对象为建筑面积15m2(治理面积约52.5m2)的房间,在没有装修前对室内的甲醛和VOC分别进行检测并记录结果,之后对房间模拟家庭装修,墙壁贴上质量较差的壁纸,地上铺上地毯,房间内放一小木桌。装修三天后对此房间进行甲醛和VOC的检测并记录结果,然后进行治理。
治理过程:
喷涂Z’Able-V201,用量525ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-V205,用量525ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-V301,用量525ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-H,用量577ml,喷涂后封闭门窗50分钟,然后通风。
治理之后通过多次实验跟踪,跟踪记录结果如下表2所示:
表2
时间
|
检测项目
|
甲醛浓度(mg/m3)
|
TVOC浓度(mg/m3)
|
装修前
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0.07
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0.23
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装修后3天,治理前
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0.21
|
1.21
|
第一次复检(治理后4天)
|
0.05
|
0.35
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第二次复检(治理后, 11天)
|
0.06
|
0.33
|
第三次复检(治理后18天)
|
0.06
|
0.33
|
第四次复检(治理后25天)
|
0.07
|
0.35
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第五次复检(治理后32天)
|
0.05
|
0.32
|
第六次复检(治理后39天)
|
0.04
|
0.28
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第七次复检(治理后53天)
|
0.06
|
0.28
|
第八次复检(治理后63天)
|
0.06
|
0.27
|
5.2 实施案例2
对于VOC的浓度超过国家标准一倍而甲醛的浓度未超过国家标准一倍的场合。
治理对象为建筑面积20m2(治理面积约70m2)的KTV包间,同样墙壁贴有壁纸,地上铺有地毯,房间内有桌椅。治理前检测甲醛浓度为0.20mg/m3、TVOC浓度为1.32mg/m3。
治理过程:
喷涂Z’Able-V201,用量700ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-V205,用量700ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-V301,用量700ml,喷涂后封闭门窗20分钟,然后通风1小时;
喷涂Z’Able-H,用量560ml,喷涂后封闭门窗50分钟,然后通风。
治理之后第三天对治理后的房间进行复检,检测结果:甲醛浓度为0.05mg/m3、TVOC浓度为0.35mg/m3。
5.3 实施案例3
对于甲醛的浓度超过国家标准一倍而VOC的浓度未超过国家标准一倍的场合。
治理对象为建筑面积15m2(治理面积约52.5m2)的书房,经检测,甲醛浓度为0.85mg/m3,TVOC浓度为0.23mg/m3。检测后对其进行治理。
治理过程:
喷涂Z’Able-H,用量1050ml,喷涂后封闭门窗30分钟;
喷涂Z’Able-C,用量367ml,喷涂后封闭门窗50分钟,然后通风。
治理之后通过多次实验跟踪,跟踪记录结果如下表3所示:
表3
时间
|
检测项目
|
甲醛浓度(mg/m3)
|
TVOC浓度(mg/m3)
|
治理前
|
0.85
|
0.23
|
第一次复检(治理后4天)
|
0.08
|
0.16
|
第二次复检(治理后9天)
|
0.06
|
0.15
|
第三次复检(治理后16天)
|
0.06
|
0.16
|
第四次复检(治理后23天)
|
0.07
|
0.13
|
第五次复检(治理后30天)
|
0.05
|
0.14
|
第六次复检(治理后39天)
|
0.04
|
0.16
|
第七次复检(治理后46天)
|
0.06
|
0.15
|
第八次复检(治理后53天)
|
0.06
|
0.15
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作者信息:
谢华庆,北京中科中环环境应用技术研究中心,高级工程师,环境污染控制检测实验室主任,通信地址:北京朝阳区安苑路中燃大厦二层,邮编100029,Email: zkzh@zkzh.net
杨霞、李晓冬,北京中科中环环境应用技术研究中心,工程师,电话010-51661301
陈宁,北京中科中环环境应用技术研究中心,高工,环境污染控制检测实验室技术负责人
周介文,北京中科中环环境应用技术研究中心,教授,电话010-51661301
岸清美,日本ORBS株式会社社长,日本AbleJP株式会社CTO,日本国土政策综合研究所“室内环境综合症治理技术研究开发”计划研究组成员。