背景:随着我国室内经济建设的高速发展,和人民生活水平的不断提高,由于装饰装修和家具造成的室内环境污染问题,成为全社会广泛关注的生活质量问题。6月25日,“人居环境空气污染监测与净化技术研究高端论坛”在北京港中旅维景国际酒店举行。
【时间】:6月25日
【地点】:北京港中旅维景国际酒店
【会议主题】:人居环境空气污染监测与净化技术研究
主持人:尊敬的伍主任,各位领导、各位院士、各位专家、各位嘉宾:大家上午好!
我们的传统节日端午节刚过,由中国工程院环境与轻纺工程学部主办的“人居环境空气污染监测与净化技术研究高端论坛”于今天在北京开幕了。我代表组委会向各位领导、嘉宾的光临表示衷心的感谢和热烈的欢迎!
首先介绍参加这次高端论坛的主要领导和嘉宾:
中国科学院海洋研究所院士 侯保荣
北京市科委主任 伍建民
中国环境科学研究院院士 王文兴
北京大学院士 唐孝炎
中国环境科学研究院院士 任阵海
中国气象局国家气象中心院士 李泽椿
中国室内装饰协会会长 刘珝
国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心主任 宋广生
中国科学院生态环境研究中心院士 江桂斌
让我们以热烈的掌声感谢各位领导、嘉宾的光临指导!
首先请中国科学院海洋研究所侯保荣院士致辞。
侯保荣:各位领导,各位朋友,各位同事,大家早上好!今天我代表中国工程院环境与轻纺工程学部对这次大会的召开表示热烈的祝贺。人居环境监测和净化是一个非常重要的课题,牵扯到我们国家的千家万户,也跟我们在座的每一个人都有密切的关系。侯院士他们的工作组,以及其他的同志在这方面做了大量的研究,也做了好多的创新,这对我们保护人体健康有着非常重要的意义。我觉得这次会议的召开,作为工程院环境学部的一个部分,是非常有意义的。我相信今天的会议在几位院士、专家的报告中一定会提出一些新的观点,新的措施和新的方法,把我们国家的人居环境监测和净化工作提高到一个新的高度。我预祝大会成功,谢谢大家!
主持人:谢谢侯院士的精彩致辞,感谢工程院环境与轻纺工程学部对本次大会的关注。下面请中国装饰协会刘珝会长讲话。
刘珝:尊敬的各位院士,各位领导,各位专家,女士们、先生们,大家上午好!首先我代表中国室内装饰协会,祝贺中国工程院人居环境空气污染监测与净化技术研究高峰论坛隆重召开,感谢中国工程院的院士和专家对我国人居环境工作的不懈努力。
随着我国室内经济建设的高速发展,和人民生活水平的不断提高,由于装饰装修和家具造成的室内环境污染问题,成为全社会广泛关注的生活质量问题。而装饰装修和家具,是目前造成室内环境污染的主要问题,为此我们中国室内装饰协会,于1999年建立了我国专门针对民用建筑装饰装修和家具污染问题防控工作的室内监测环境中心,是我国第一家专业从事室内环境和室内环保产品质量监测的行业监测中心,同时也是经过国家民政部批准的我国室内环境和室内环保行业的社会团体组织。2008年被国家认可委和质监局正式批准为国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心。中心成立十年多来,在党和政府的领导下,在各位院士、专家的支持下,充分发挥了国家专业检测中心和行业组织的作用,使环境污染控制,室内装饰装修材料污染防控,以及室内环保产品材料的检测、评价方面做了一些工作。特别是在2008年5.12汶川地震抗震救灾工作,和保证北京奥运会的筹备工作中,在推动我国室内环保产业发展和法律法规的贯彻实施中,为国家贯彻室内环境和室内装饰装修材料有害物质控制标准,提高社会室内环境保护意识,发展我国的室内环境保护行业做了工作,受到了上级有关部门的表扬和全社会的认可。
随着我国经济社会建设的高速发展以及生活水平的提高,以及车内污染问题,室内环境污染问题,仍然是关系人民身体健康大问题。我国每年9000万套新装修房屋中,60%以上存在着不同程度的甲醛和化学污染等问题,大气环境污染的问题引发全社会对PM2.5污染的关注同样影响到室内环境。近一段时间,空气净化器行业成为社会关注的热点行业,今年3月国家发布了实施车内空气质量评价指南,车内环境污染问题得到了国务院领导和全社会的关注。努力解决我国新装饰装修房屋和家具造成的室内环境污染问题,解决我国汽车工业中新车内环境污染问题,在一段时间内仍然是摆我们面前主要的任务。从根源上控制室内和车内环境污染问题,解决新材料,新技术的问题,一方面需要我们在场的各位院士、专家、研究人员努力研发先进的环境污染问题的技术和产品,通过我们行业进一步推广。另一方面,衷心的希望各位院士、专家,能够对我们行业中室内环境和车内污染的技术净化产品等多多关注和指导。
今后,我们将认真贯彻胡锦涛总书记在两院院士大会上的要求,要面向民生重大需求,加强关心人民衣食住行的科学创新,努力解决人民群众高度关注的食品安全、饮水安全、空气质量等科技问题,让广泛人民生活得到更健康,更舒适,更安全,更幸福。
最后,对各位院士和专家,特别是候立安院士多年来对推动室内装饰行业,室内环保工作的发展做出重要贡献再次表示衷心的感谢!预祝会议取得圆满成功。谢谢大家!
主持人:谢谢刘会长热情洋溢的致辞。我们这次会议非常荣幸的请到了北京市科委伍建民主任,下面我们请他给我们做一个讲话。并就北京市的PM2.5污染的治理情况做一个报告。大家掌声欢迎。
伍建民:非常高兴接受侯立安院士的邀请参加这次高端论坛,并且候院士特意给了我25分钟的宝贵时间。今天看到这么多的院士和专家齐聚一堂,我借此机会向各位院士和专家报告一下北京市科技计划项目和科技创新的政策,并且给大家报告一下最近刚刚完成的,关于家具化学污染物的释放标识体系研究的题目。
北京市科委科技项目立项来看,我们有三个方面的考虑。第一个考虑,从北京是作为首都,科技项目首先是对接国家的创新战略,科技项目既能够落实国家的创新战略,又能解决北京经济社会发展的重大实际问题。第二个考虑,特别强调科技项目全程的管理,尤其是项目成果研发完成以后,要面向社会公开,面向社会转化应用。第三个考虑,怎么样能够进一步发挥政府在科技经费的引导作用,调动全社会投入科技创新。这里面我们在科技项目的立项方面,要切实发挥规划和计划的指南作用。各位专家知道,科委在2009年以前,每年4、5月份要向社会公开发布年度科技项目申请指南,但是从2009年以后,除了北京市自然科学基金以外,我们每年不向社会发布每年度的科技项目的申请指南。如果要说有指南,这个指南是我们“十二五”时期科技北京发展建设规划。整个五年科技发展规划,每年度要申报科技计划项目的指南。
我在这里简单汇报一下我们“十二五”科技北京发展规划。
第一个方面,实施全面对接工程。充分吸纳中央在京单位,包括中科院、工程院、中央企业、高校院所他们的科技成果,通过我们政府的引导,能够在北京落地、转化和实施,同时承担国家科技计划项目,增强技术研究和前沿技术储备。从北京来说,我们特别考虑一个方面,怎么样充分利用中央在京广泛的,丰富的科技资源,实施全面对接工程。
第二个方面,推进科技振兴产业工程。北京要重点发展八大新兴产业,在国家所确定七个新兴产业之外,我们又加了一个航空航天产业,从科技如何支持北京农业,还有第二产业和第三产业。农业方面,我们北京市跟科技部、农业部在北京共建国家现代农业科技城,用现代服务业引领现代农业发展。在第二产业发展方面,主要科技如何支撑新兴产业,在第三产业主要的发展,以信息技术和IT技术为支撑的现代服务业。尤其在节能环保领域,重点支持建筑节能、水资源利用、交通节能、工业节能、垃圾处理,包括节能环保和资源循环利用的相关技术的研究与示范。
第三个方面,强化科技支撑民生工程。科技方面,全面支撑文化教育事业、食品安全、医疗健康、城乡建设管理、低碳城市、公共安全与应急技术的保障体系。
第四个方面,全力推进中关村国家自主创新示范区建设。包括中关村示范区里如何推动技术创新、机制创新和成果的转化和产业化,如何提升国际化的发展水平。同时北京市科委科技计划项目,从2010年开始我们有一个新的技术,建立科技计划项目的储备制度。2009年以前要申报项目一般在每年五月底以前,我们实行科技计划项目的储备以后,每年1月1日到12月31日都可以随时接受科技计划项目的申报,没有具体时限的限制。我们建立储备项目主要包括,推荐申报国家级科技计划项目,全市科技成果转化和统筹项目,北京市科技项目重点统筹项目,还有北京市重点实验室和工程技术中心项目。同时在我们储备库入库原则里,特别强调具有粮食的科技切入点,体现科技研发的支撑作用。这个项目每年都可以申报,申报完了通过相关的处室审核,提交科委主任办会议审定,审定完成放在储备库里,根据每年科技经费的情况,随时从储备库里把项目拿出来启动立项程序。从科技计划项目组织方式看,主要有公开招标、邀标、定向征集、择优委托、稳定支持等其他方式。科委计划体系与管理制度,包括科技计划项目和科技计划专项。科技计划项目,主要包括专兼技术的攻关,重大殃及设备的研制,科技成果转化应用以及产业化。
第二个,北京市科技创新政策。
(一),科技创新平台,科委统筹北京市科技创新平台的建设。创新平台我们把重点放在首都科技条件评价、科技成果转化平台、以及联盟新兴产业组织平台,技术研发创新平台。技术研发创新平台,我们从2010年开始面向北京地区开展北京市重点实验室和北京市工程技术研究中心认定工作。在重点实验室和工程研究中心的认定方面,相关的政策,第一,先行先试,中关村自主创新示范区里,一些相关的体制、机制的创新可以优先在重点实验室里加以推广应用。第二,认定为重点实验室以后,我们以项目支持的方式,支持重点实验室开展关键技术的公关,开展实验室能力建设,以及实验室里一些科技成果的转化应用。第三,在人才方面,鼓励重点实验室成为人才引进和培养的重要基。在重点实验室里在职科研人员,符合北京相关人才专项计划,包括“科技北京百名领军人才培养工程”,重点支持35岁以下青年科技骨干,我们专门有一个“北京市科技新星计划”,科委将择优资助。工程技术研究中心对接科技部国家级工程技术中心,相关的政策也是跟重点实验室差不多一样。我们在全市认定北京市企业科技研发机构,从政策引导重点支持市属国有企业,整合优势资源成为研发机构,同时引导企业加大研发投入。从目前来看,北京规模以上工业企业开展正儿八经的科技活动和设计专门的研发机构的比例不是很高,通过这个政策能够鼓励企业加大对研发的投入,以企业为主体跟高校院所联合提高自主创新能力。
(二)、首都科技条件平台,从2009年6月份开始,我们通过相关政策引导和科技经费的引导,鼓励中央在北京高校院所和中央企业,把他们实验室里大型科研仪器设备,科学数据和文献向社会开放共享,尤其是向中小企业提供一些分析、研发、检测、认证的服务。在条件平台里,中央在京高校院所和企业,跟科委共建条件平台,我们采取对条件平台绩效评价的后补贴方式。加入北大、清华,北大把他们内部科研仪器设备和资源能够对外开放共享量,再加上你对外对企业提供研发实验服务的业绩给予科技经费的后补贴。
(三),科技成果转化服务平台。同时我们看到北京在京院所非常多,我们搭建科技成果转化服务平台,筛选一批符合北京功能地位的功能成果,优先考虑在北京落地转化和产业化。我们建立了首都科技成果产业化服务平台,为了更好的评价和筛选,建立北京产业化成果平台。
(四)新兴产业组织平台。
财政税收政策方面,第一个政策,国家科技重大专项有地方的配套,包括11个科技领域重大专项,在北京落地实施,我们有选择根据产业发展方向,根据中央实际到位经费15%到20%给予地方配套,并且重点支持优先考虑将研究成果在北京落地转化和产业化。对民口专项的项目,课题、结合成果落地和产业化意向,按在京单位实际15%到20%予以地方配套。
北京市重大科技成果转化和统筹项目资金,这个统筹资金的设立是2010年以后北京市一个新生事物,从北京市七个委办局原有的部门预算里,包括财政局、财政局、中关村管委会和北京市科委,以及亦庄开发区管委会,七个委办局里,每一个委办局从原有部门里拿出一笔钱放到一个大筐子里,每年凑足一百亿专门支持国家重大科技专项,支持重大科技成果转化项目,同时扶持战略性新兴产业重大项目,能够做到把相关的知识成果的转化、应用和产业化项目,政府的资金统筹到一起,集中力量聚焦资源,提高政府资金的使用效益,重点支持一批重大项目。对于重大科技成果转九项目,要求项目总投资超过2000万元,对于统筹资金的需求大概在500万元到1000万元之间。对于重大产业项目,要求总投资超过1亿元,最政府统筹资金需要1000万元到2000万元,政府总投入低于30%,支持的时间一到两年,或者两到三年。统筹资金每年100亿元支持成果转化和产业项目,采取两种方式,第一个,无偿资助的方式。第二个,把自己的资金作为股权投资到企业里的政府股权投入方式。我们北京有一大批科技创新基地,专门有一批专项计划,用于支持科技创新基地培育专项,支持创新研发平台,重点实验室,不管是北京市的省部级还是国家级,支持重点实验室资源整合、技术研发、成果转化和人才培养。 按照国家高新技术企业认定,专门有一个高新技术企业认定相关政策。软件和信息外包的要求,专门有一个认定技术先进性服务企业的认定,不管是高新技术企业还是先进性服务企业都有相关税收和财政支持政策。北京地区在技术买和卖之间,有技术转让、开发以及咨询之间,还有技术合同的登记,登记以后也享受相关营业税政策,这是跟国家技术市场政策是一致的。同时还要落实国家关于企业研发费用加计扣除的相关政策。对接科技部科技型中小企业技术创新资金的政策。
科技与金融结合。这个最核心的是,专门有一笔资金给银行补偿贷款风险,鼓励银行加大对科技型中小企业信贷投入的力度。
政府采购新技术新产品的政策,我们严格承诺国家所制定中国的创新政策与提供政府采购优惠不挂钩的承诺,我们有一个专门政府采购新技术,新产品的相关政策,发挥政府采购的调控作用,通过首购、定购以及首台重大装备技术实验,推广应用的方式,通过政府采购的引导调控作用,带动社会各方面优先采用和推广应用新技术,新产品。我们“十二五”期间政府采购新技术、新产品每年大概60亿元,五年累计300亿元。
科学技术奖励。我们奖励每年一次,一等奖大约30项左右,二等奖60项左右。
北京市自然科学基金的申报,每年都有一个基金的申报指南,我们去年自然科学基金,从总量上来说跟国家基金相比,资金额度上差别比较大,国家自然科学基金达到130亿元,作用地方的自然科学基金一方面是补充国家的不足,另一方面地方的自然科学基金重点结合我们北京经济社会发展的重大战略需求,把需求导向跟自由探索结合起来。我们去年基本预算大约是0.6亿。每年北京地区高校、院所、企业,申报北京市自然科学基金的竞争非常激烈,我看国家自然科学基金每年入选的比例会在18%或20%左右,而北京市自然科学基金,项目的入选跟申报的比例,这几年在8%到9%,所以我们感觉北京市自然科学基金竞争的程度和入选的比例,竞争还是非常激烈的。
国际科技合作,由北京相关专门从事技术转移机构,联合国内外技术转移机构,共同设定了国际技术转移的协作网络。同时,我们针对这些企业、高校、院所和科技服务机构,也正在认定北京市国家科技合作基地,认定为基地以后,有关国际科技合作支持下,鼓励国际单位和国外进行技术转移开发有专项的资金扶持,包括我们依托企业建立国际合作基金,依托科研院所和高校,以及寄托科技中介机构,还有一个依托科技园区,建了四个类别北京市国际科技合作基地。
科技创新人才建设,人才培养方面北京市有四个方面,第一个,北京市为了对接中央千人计划,专门有北京海外人才聚集工程。相关优惠政策很多,包括待遇优惠、出入境优惠、落户方面,入选北京市海外人才聚集工程,这个人才除了其他相关政策,一次性北京市政府发放100万元的奖励。北京市科委还有一个科技北京百名领军人才培养工程,这个工程主要是通过培养成为引领首都重点产业科学技术形成的相关成果。入选科技北京人才以后,资助人选的人员每年50万元多80万元专项资金支持与国外机构合作,搭建交流的平台,优先推荐承担北京市科技计划项目。北京市科技新星计划,针对北京市高校、院所、企业,35岁以下青年和科技骨干,通过科技新星计划尽快提高他们科技研发能力。北京企业研发机构高级人才奖励。产业空间布局,北京在重点产业发展方面正在实施“两城”、“两代”、“六高”、“四新”,重点建设北京市中关村自主创业示范区、北京经济技术开发区、商务中心等等。
北京市科委2009年做了“家具化学污染物释放标识体系构建与示范”,承担单位:北京市质量技术监督局、清华大学、北京市产品质量监督检验所、北京市标准化研究所、北京国建联信认证中心有限公司家具标识支撑技术和设备研究。牵头单位:北京市产品质量监督检验所,主要研究四个方面,家具标识支撑技术和设备研究、标准体系研究及建立,认证技术和监管方式研究及实施,检测及综合服务平台构建。形成一套家具监测技术和评价方法,开发家具污染物释放软件,家具标识的标准,以及标识的认证体系,释放标识的监管体系,并且正在搭建家具化学污染物释放检测服务平台。这个课题我们特别希望今天在座的院士和专家,在这个课题马上要做完了,在做完了之后给质监局和相关单位合作,如何进一步开发,进一步的转化应用,关于在家具化学污染物释放方面的相关研究成果。我们调研,并且搭建完成家具污染物释放平台,有了这个平台,能够更好的开展对室内环境质量相关技术研发和技术研究及应用。谢谢大家!
主持人:刚才伍主任从北京是科技政策,以及“十二五”规划,以及一些科研方面如何申报和管理,以及对人才培养的激励等方面做了介绍。同时,结合今天会议的主题,给我们概要的介绍下北京市科委组织对家具标识污染监测,以及督导和污染物控制研究成果的情况,内容非常丰富,对我们也具有很好的指导性。我们再一次以热烈的掌声谢谢伍主任的演讲。
接下来是三位院士做专题报告,第一位是王文兴院士,王文兴院士是中国科学环境研究院以前老的副院长,他从事大气环境化学的工作多年,取得了很多的成就,特别是在酸雨的研究方面有很深厚的经验。今天请王院士给大家做报告十分荣幸,下面有请王院士。
王文兴:各位院士,各位专家,大家早上好!今天非常高兴参加中国工程院环境和轻纺工程学部主办的人居环境监测与净化技术研究高端论坛。我想借此机会向各位介绍一下我对中国室内空气质量演变和它的污染特征,跟大家一起研讨。
室内空气污染我这次才接触一点,要真正说起来我还是室内空气污染方面的门外汉。我今天介绍这个题目的想法是,刚才唐先生介绍,他也是做了多年大气环境方面的问题,使我想到室内空气污染,空气质量的变化以及它的一些特点,我就联想到室外的大气环境,这几十年,特别是建国以来,室内大气环境的变化,大家都知道从边远到面远,从城市到区域,发展是一个漫长的历程。污染的特征是从点源到城市,一直到区域。我联想到室内我们在座的老先生,中间很多人是在乡村过的,乡村里那个时代的环境是什么含量,现在在城市的年轻人都不了解,也不知道。现在室内环境和目前边远农村的室内空气污染有天壤之别,污染的特点有很大的变化。我今天想介绍的意思是,我们回顾一下过去室外大气环境和室内大气环境,现在室外大气环境和室内大气环境的状况,预估今后室内大气环境会有什么样的情景,我们应该做什么样的考虑?我今天的用意是想做这样的介绍。
我主要介绍五个方面的内容:一、城镇化与室内空气污染。二、生活水平与室内空气污染程度。三、室内空气污染物的化学行为。四、室内颗粒物及其化学成分的污染研究。 五、室内空气污染研究展望
我们国家从1949年到2000年,我做这张图大家可以看到污染物的排放,从解放初期 全国污染物的排放,我举两个例子大家可以看到当时的空气质量是什么水平。全国1949年二氧化硫排放量只有50万吨,相当于山东省现在年排放量四分之一,氮氧化物排放量是全国25万吨,只有山东省的四分之一。由此可见,当时中国室外大气环境是这样。这张图我们可以联想到污染物的排放与经济发展,能源利用有密切的关系。主要的工业,产品材料的发展,能源消费以及煤的消费,甚至于重要工作的发展过程。1949年我们只有很少量的工业产品,大家都知道现在我们工业产品有许多是世界第一位的,这个过程里可以回忆过去室外环境是什么样的,现在城市化以及工业发展,人居环境从某种意义上得到了很大的改善。我下面讲带来新的环境问题。
现代大城市,人的一生超过80%的时间在室内度过的。对于发达国家具有一定代表性,加洲人在室内外度过的时间比例,在封闭交通工具中的时间和家中的时间比例达到三分之二,在室外的时间很少。现在家庭室内环境跟室外环境要通风,人和家具、吸烟、害虫驱虫剂等等,我们住宾馆大家都知道有各种各样的污染物,这和我们传统农村里的污染物完全不同,比如山西等边远地区,农村烧柴禾或以煤为主要材料,煤是排放二氧化硫和氮氧化物,但是在这样的环境就多了,除了传统的污染物以外,还有新的,对人体危害给大的一些化学物质。
现在城镇化与室内空气污染,大家看到还不算落后的农村,烧木材、煤炉,生物质气化炉还算是好的。欠发达地区生物制燃料仍是主要的燃料。全球生物质燃烧能源消耗,全球室内生物质燃料致死率,左边是最严重的,非洲大部分地区,亚洲、印度、巴基斯坦这一代地区,中国广大地区的生物质燃烧,生物质燃烧除了炊事和农民的秸秆燃烧也造成了一定的危害。城市厨房里的燃料,大家看到都是落后的情况。城市某小区住房及厨房内污染物浓度,可以看到一氧化碳20ppm,PM10达到5倍多。二氧化碳甚至到了8倍多每微克。加洲室内一氧化碳排放致死占总一氧化碳致死量一半左右。农村住房以土墙、土地面、砖墙为主,污染物比城市室内强得多。新装修服务室内甲醛超标严重的情况,可以看到图里面标注的全国各地,这里面列出了我国室内环境装修污染十大典型案件,有多起发生在北京,其中很多是涉及到甲醛污染。城镇的水平可以显示出来,室内空气污染特征的转变。
第二个方面我想介绍一下生活水平与室内空气污染浓度的情况。厨房燃料的更新换代,国内现在在农村燃料发生了很大的变化,地区很不平衡,有很先进的地方,也有非常落后的地方。比如还有直接用柴禾、秸秆燃烧,还有用块煤不经过任何加工出来的,那是最原始的燃烧方式,因此带来的危害最大。
装修使用的材料,下午关于污染控制很有很多好的报告,我在这里简单给大家介绍一下。豪华房间释放的空气污染物多,我们到卧室里看就时候这一类的。现在吸烟对空气污染影响很大,特别是小的房间,累计可以引起颗粒物浓度的上升,上升非常显著。我们不同地区被动吸烟率可以看出北方比南方严重,吸烟的人南方比北方多一些。
第三部分,室内空气污染物的化学行为。首先,室内空气污染源确实是一个重要的来源之一,还有装修、化学用品以及用的电器等等,从这些设施里释放的各种有机物,可以在室内进行一些化学变化。因为室内有好多各种条件进行反映。首先室内外空气环境有很大的差异,我们开会的地方室内空气和室外空气相比,室内空气影响小一些。像一些开放的教室,一般的家里开窗户,与室外交流比较大,室外对室内的影响就大。室内像农村里很少使用臭氧,因为农村没有臭氧源,都是从室外扩散进来的。现代化的室内有许多可以产生臭氧的装置。臭氧是一个强氧化剂,它对室内有机物可以氧化,可以氧化为一系列的碳氧化合物。过氧乙酰硝酸酯的热解、自由基反应、多环芳烃的反应。这一类国内已经做了,但是做的不多,是我们以后要研究的方向。
室内外空气环境的差异、室内缺乏短波长光照,因此光化学反应较弱。室内有多种固体表面,非均相反应的主导。室内外空气交换:室外污染物带入室内,室内污染物稀释。臭氧氧化,臭氧氧化不饱和烃,产生甲醛、酸和酯等低挥发性有机物以及OH自由基等中间产物,进而形成二次有机气溶胶。臭氧与氮氧化物反应,产生NO3自由基、硝酸。室内一系列的反应已经了解了一些,还有许多的反应并不清楚。室内表面的非均相反应。
四、室内颗粒物及其化学成分的污染特征。
室内空气污染的热门研究对象,挥发性有机物、水溶性离子、微生物、颗粒物粒径分布,这几个反应我们可以看从2000年到2012年几年的变化,这就表明这些方面可能也是我们室内空气污染研究重要领域,重要的方面。最近两年在济南市超市、餐厅、教室、办公室几个地方观测的结果。从浓度上看,在济南市超市、餐厅、办公室、教室里,我们可以看到PM2.5的浓度都非常高。中国西安博物馆里浓度达到108.4,从这些数字来看,PM2.5的浓度有一定的代表性,有一定的污染较重城市的代表性。中国香港、瑞典、捷克、美国、希腊等等PM2.5的浓度都比较低,我相信这些数据像西安博物馆的数据,主要原因,PM2.5在室内达到这么高的浓度,和室外大气污染严重密切相关。不同采样点PM2.5浓度的差异,室内和室外的比例。可以看出室内绝对浓度很高,而室外浓度比它好得多。室内和室外浓度比较,最多达到0.7几,就是说室内浓度比室外浓度低很多,所以在北京很多时间里也是处于这种状态。在这种状态下你最好不要开窗户。
室内空气PM2.5水溶性离子浓度,也差不多,总体上还是室外高一些。室内外空气中PM2.5离子质量浓度的百分比,从图上我们可以看到,中间蓝色是硫酸钙,硫酸钙的浓度应该占主导地位。硝酸钙的浓度在银离子里是第二位。三类离子在室内外空气PM2.5占主要地位。硫酸、硝酸钙、铵,跟室内外几乎可以同比,表明室内很多颗粒物是从室外扩散进来的。室内颗粒物数浓度及粒径分布,室内颗粒物再悬浮的作用,粒径以及数浓度的变化,在粒径主要集中在100到1000的范围里。办公室打印机使用颗粒物的粒径增长马上可以显示出来。室内吸烟,随着吸烟时间的出现,马上可以反映出粒径颗粒物的反应。
室内颗粒物多环芳烃污染特征,多环芳烃在粗、细颗粒物中的分配,在参加、教室、办公室,可以看到多环芳烃在里面占三分之二。从初步研究结果可以看到,多环芳烃PM2.5的浓度已经大大超过了标准。
刚才我提到室内空气污染,由于我们国家大,发展水平不同,现在可以说跨国外发展一个世纪的情况,从最原始到最先进的,因此我们今后室内空气污染研究方面有下面六个方面,1、室内污染源识别。2、室内污染物种、释放与浓度分布。3、室外自然空气对室内空气质量的影响。4、室内污染物均相、复相化学反应。5、室内空气污染对人体健康影响。6、室内污染控制对策。
让我们回顾过去,认识现在,策划我们将来,能够有一个美好的人居环境。谢谢大家!
主持人:谢谢王院士,王院士给大家指出了今后有可能进行室内空气污染的研究方向,希望大家能够更多的关注。下面请李泽椿院士报告。李泽椿是中国最早搞天气预报,在中期预报方面有很突出的成就,他是从气象学的角度观察我们有关人居环境的问题。
李泽椿:我今天演讲的主题是,气象条件对人居环境“污染”及“净化”建议。
我看到大家来的都是搞净化技术,主要是室内空气污染的条件,作为这个论坛我跟大家交流,互相之间了解一些情况。大家看到最近这些年城市灾害严重,非常大的危机是人居环境。我强调的是气象对人居环境的设计模拟上可以做些什么。比如在超市,超市发生突发事件燃烧首先产生有害气体,这个有害气体我们事先做一些严重。第二个,北方城市我们气象部门经常碰到,很多弱势群体住平房,住棚户,他烧煤取暖扩散不出去导致起集体中毒,我们气象部门能做一些什么。第三个,过去科委支持的,城市建筑的分布对污染扩散能做什么。我简单给大家介绍一下,最后做一点建议。
人生存在大气之中且离不开大气,空气的洁净至关重要。人居环境不仅是大气,还有人们希望居住环境是:空气洁净环境卫生,建筑整齐舒适方便,物产丰沛安全和谐等等。
城市大气污染形成及程度,通常由污染源与气象条件决定,污染源决定了污染物的总量,气象条件决定了其输送扩散及水平稀释的能力。
影响大气污染物的环境(气象)条件,大气污染的形成与城市地理位置、地形、人口密度、居民生活水平、工业发展状况、交通工具的运用与城市布局等有重要关系。地理位置、地形、地貌又决定当地气象场条件。比如山谷风、迎风面、背风坡、海陆风、热岛效应都改变山谷流场,影响大气污染物的传输、扩散与稀释。
城市建筑物使下垫面不均而形成复杂局地环流,导致污染物的分流与滞留,建筑布局不合理使大气的自净力下降。垃圾处理有没有产生有害气体和污染水源及如何迅速排放控制在允许范围内,都与人居环境有很大的关系。建筑整齐,不杂乱无章,建筑群有利于在当地气象条件下污染气体扩散,积水排涝。同志们都在北京,大家说谁要“观海”到北京,6月23日下了一场大雨水排不出去。舒适方便,在恶劣的气象条件下,生活条件有保障,出行交通通畅非正常时有应对办法。和谐安全,对突发事件有科学的预测、有正确的对策处置;群众有较高的科学素质,所以各级领导和科学工作者应有足够的认识。
(一)城市气象灾害的危及人居环境的特点
1.城市气象灾害存在周期性、季节性和必然性,不像地震有时有,有时候没有。
2.城市气象灾害存在连锁性危及生命线工程(供电、供水、供气、供暖,通讯、交通乃至医疗、大气洁净度)。
3.城市是政治、经济、文化中心,人口密集居住,因此气象灾害影响大,损失严重甚至导致社会稳定。
4.城市化对气象灾害有扩大作用。改变了地面的自然状态,产生了局地大气环流对自净能力不利,和加大极端气象条件产生。现在城市的高楼增多了,因为地面都是水泥地,稀释力强了。
(二)气象灾害对人居环境影响的方面
1.城市化改变了局地气象条件。城市化进程可能增加城区及其下风向地区降水强度。 城市热岛促使城市上空大气层结趋向不稳定导致对流性降水。城市中高度不一,分布不一的建筑群阻滞气团(流)运动,导致城市降水加强。城市群的形成导致污染难于“净化”
2.城市道路大面积水泥化,暴雨时不利于雪水、雨的渗透产生城市暴雨渍涝,导致交通瘫痪、物资浸泡等等。地面吸热及反射率导致城市高温。
3.增加城市雾害,城镇化使气溶胶增加,条件合适产生雾害,给人类健康、供电线路、城市交通、航空运输受影响,其热岛效应不利于大气污染物扩散。
4.城市易于产生热害,疾病增多用水用电高峰,多发交通事故。
5.干旱少雨,水库蓄水少,河流水位下降,难于满足城市巨大用水需求。
6.大风、城市高层建筑的狭管效应局部风速增大,导致诸多灾害,如广告牌倾倒,高的建筑脚手架翻塌。
7.雷电,城镇化对流性天气增多,雷暴日数也增大,影响人身安全,供
电、航空、计算机、网络通信等。
8.积雪冰冻,天然气和用电增加,或断电,交通受阻、自来水、燃气管,道破裂,菜蔬运输受影响,有的北方,城市平房住区易发生CO中毒。例如:2005年8月29日 “卡特里娜” 飓风袭击美国新奥尔良,使新奥尔良市陷入一片混乱。
9.霾,雾水汽蒸发形成空中悬浮物形成的霾。我到德州,我说德州的空气空污染比北京还大,他们烧秸秆形成的。标准的判定(按相对湿度),产生霾的主因之一农民烧桔杆应分析解决办法)。
10.沙尘暴(浮尘、扬沙),影响民航、城市交通、人体健康、生命安全、生产条件。
二、当前气象科技能作和应当作些什么?
北京市气象局几个年轻人,用模式和软件做了一个公共场所,模拟超市如果发生突发事件,他的防火、流场、温场怎么做。他举了一个例子,因为超市都是通风不畅,货架林立。他们做了一个模拟,超市多大、多宽,安全门多大,建立一个模型进行计算,算的结果是,风扩散的速度怎么样,人员疏散的状况怎么样。只有2分钟疏散,超市现有的人必须五分内才能疏散完,三分钟一氧化碳就全都下来了。这样他们做出一定的东西,建议超市有几个通风口。另外,建议不同的情况有不同的情形怎么做。
第二个,延吉棚户很多发生一起事故,我们计算到底在外界条件下,怎么使室内烧煤的一氧化碳排出来之后,在室外也迅速的扩散。他们也得出了条件,室内外温差对老式民居的通风效率有着明显的影响,在其他条件不变的情况下,室内外温差越小,民居的通风效率越低,室内的污染物浓度会更高。
第三,提高“净化”能力的建筑设计。急剧加快的“城市化”是当前中国社会经济发展的重要特征。北京市做了工作,在深圳、东莞等很多地方推广使用,这对我们城镇化和城市固定,城镇化的改造,城镇化新的建设是很有作用的。在传统的城市规划理论下联系起来。有一次我去西德,西德大的建筑必须要气象部门盖章,我当时就不理解,后来我才知道,大的建筑对城镇的气象影响,城镇气象对建筑的影响,他这样规划设计。城市有多种尺度,还有城镇小区的尺度来自于一个单体建筑物的尺度。
三、相关的建议。
1.城镇化过程重视规划(包括改造)防止经常的气象至灾影响人居环境,应变成法制化行为。包括核电站的评估等等。
2.建立完善统一可共享的监测系统。现在我们的系统不能共享,我要了北京市气象局200多个点,还要建110个点。我在网上下载了环保局的点,两者不统一。我记得在沈阳,沈阳的结论,环保局认为今天是好天,气象局说我们的监测点跟你们是不一样的,没有统一的标准,统一的结论。而且大气污染情况是很复杂的,污染物很多,有一个973,都是类似他们研究的。部门分散导致信息标准、结论不统一,重复浪费,国家层面决定统一搞。
3.建立危及人居环境的事件预测及影响预评估系统。
4.建立诸多情景的应对策略方案,加强城市环境科学的基础性研究。
5.建设统一的、科学的、安全避难的基础设施。使整个危机人居环境事件出现我们有解决的办法。
谢谢大家!
主持人:谢谢李院士,前面两位院士都讲到了,虽然他们都不是室内空气污染的专家,但是他们都从自己本身的工作,对于室内空气环境的内容提出了一些看法。他们中提到了一个很重要的问题,由于我们国家城镇化高速度的发展,这个速度现在不会降下来,城镇化率还会大大的提高,到现在我们国家城镇化率达到50.1%,但还是不够。这个情况看起来,城镇化率对目前不管是环境气象条件,环境的大气污染,甚至也对我们人居环境中室内空气污染都会造成明显的影响。不管这个影响从空气污染物的种类方面会有变化,对于室内污染的要求、净化与监测净化,以及各种技术方面都会提出新的要求。我感觉到,现在我们面临的情况必须要考虑跟过去有所不同,不是完全靠着过去传统的,老的一些污染问题我们能够解决。比如现在提出PM2.5的污染问题,实际上这个污染为什么会引起大家那么大的重视,原因就是对健康,人在我们的生存条件有了改变,越来越变好的情况下,对健康的要求越来越高。在这种情况下,PM2.5原来对它的认识,只对人的呼吸系统有影响,新的一些研究已经表明,不仅仅是呼吸系统,它的细颗粒物可以进入人体的肺泡以及血液,并且影响免疫系统、心血管系统、遗传系统等等。越来越多实验的结果,最近发表的是很猛烈的。我们国家也对PM2.5制定了大体环境质量标准,居室的问题也提出来了,居室里刚才王院士已经提到了炊事,特别是吸烟对PM2.5的影响是很有关系的。尤其在这种密闭的环境里,它会造成一定程度的积累浓度就会高,人经常会感觉到透气不舒适,需要到户外呼吸一下新鲜空气。这些情况提醒我们在不同时期下,进行不同研究的要求。
下面,我们有请江桂斌院士,他是中国科学院的院士,主要从事分析化学和环境化学的研究。他的主要工作是在持久性有机污染物的研究,他做的非常系统,得到国家的各种奖励。下面有请江院士做报嘎。
江桂斌:尊敬的各位专家,各位领导,大家上午好!刚才唐院士介绍了,在今天的主题下,在我们大气中含量一种新的化合物没有被认识到,PM2.5很多机理以及很多新的产品。我们国家随着经济的发展,我们现在面临越来越复杂的局面,特别是我们已知的一些污染物并没有很好的在它的检测方法,传输的机理和毒理效应搞清楚下,还面临着很多新的污染物。我今天的演讲的题目是,发现新型化学污染物的技术途径。随着经济的发展,大量的化合物为我们工业、农业和日常生活中使用,结果造成了我们环境新的化合物的输入,新的化合物在复杂的环境影响下,包括光和微生物的作用下,由此可以产生一些新的污染物。我们对新的污染物的研究也是现在全球大家关注的命题。
新型化学污染物可以广泛的定义为,任何人工合成或自然存在的化学品或微生物,这些物质尚未被广泛地在环境中检测出来,但是这些物质具有潜在的进入环境并引起已知或可疑的生态毒理效应和健康效应。这个物质不一定是完全新的化合物,我们对它认识非常有限,非常复杂。我们有的对它有研究,有的安全没有研究,有的完全不知道。目前危险化学污染物分成四类,比如消毒副产物,、个人护理与抗菌剂等、全氟化合物、溴代阻燃剂、短链氯化石蜡、农药降解产物、藻毒素、高氯酸、大气新污染物、纳米污染物。
做这个工作有四个驱动力,第一个是我们国家的生产情况,短链氯化石蜡我们中国有149加工厂,产量非常高。第二个,科学情况非常复杂。PPT有210种,跟PPD是一样的。第三个,社会的需求,民众的关注。大家知道垃圾焚烧中二恶英的排放是高关注的领域。第四个,斯德哥尔摩公约是一个开放性公约,2009年5月份有9类化合物,这个公约还是一个开放的公约,现在还在讨论一些新的化合物,我刚才提到的短链氯化石蜡等,它是很容易作为一个前提产生一些毒性的化合物。PCN有75种毒性,实验表明它的毒性是非常高的。六氯丁二烯化合物现在也在讨论要在全球限制它,我们国家生产也是很高的。我们要了解污染源、浓度的分布,同时更多的方面还要选择它的代替物,你把这个化合物限制掉以后,必须有新的化合物代替它的功能,否则对我们生产、生活会首先一定的影响。各种评估,像气流性、全球传输性以及它的毒性,这些方面我们需要数据,我们现在没有数据。
我们通常把所遇到的化学污染物,不包括微生物、病毒、细菌,我们所遇到的污染物除了光电、声、磁之外分成四类,常规污染物、金属化合物、室内空气污染物,我们今天讨论的人居环境大部分是室内的,也包括室外特殊的情况,这三类化合物相对来说它的检测、传输都比较简单。
持久性有机污染物有四大特点:第一个,持久性,在环境中非常难以讲解,像二恶英、PPT非常难以讲解。第二个,这种污染物非常难以降解,我们遇到三聚氰氨这种的化合物不具有全球传输的特点,这些化合物大于等于五,通过具有半挥发性化合物具有全球传输的特点,所以全球传输也是很重要,我们经常研究传输的模型,分子转化的机制,在传输过程中它可能发生了转化。到了目的地以后又转化回来了。第三个,生物颗粒有机性,这是非常重要的一个因素,在水体中,大气中、环境中和生物体中,它的即使浓度非常低,最终它产生毒性会非常高的。第四个,毒性,这些化合物具有比较高的毒性。我们现在谈到新型的污染物,从目前跟二恶英和PPT比起来毒性低一些,PFOS虽然毒性非常低,但是它的气体性是很大的问题。PFOS是九个碳的。
我们过去十年中在POPs领域,研究方面还是取得比较大的进步,我们现在在论文发表方面,特别是在EST著名的刊物上发表的论文已经名列第二。过去十年,我们进步了15倍,我们现在跟美国的差距已经在可视的范围里,美国发表577篇文章,中国是417篇,大概差距是100篇左右。大家知道,我们国家论文现在是全世界总量的第二位,我们的荣誉是第九位,说明我们这些文章的影响力还是有一定的差距。但是在POPs领域,论文发表的数量是第二位,我们的排名也是第二,应该是比较非常好的局面。中国同时在POPs领域,全球TOP10有十个单位是最活跃的,第一个、加拿大环境部。第二个、中科院生态环境中心。第三个、美国环保署。中国也有10个机构,我们的领域已经进入了比较前沿的情况。我们课题组在过去五年中我们在EST上发表五篇文章,基本上关于新型污染物。
下面给大家汇报一下发现新POPs污染物的技术途径。现在我们课题组的老师和北大的老师参加关于POPs的谈判,我们比较被动,我们第一没有数据,第二机理的研究是比较少的,没有一个中国人研究出来说我们提出一个建议要讨论哪一个化合物。第二,因为国家现在生活方式等等有很大的差别,在我们国家环境中,完全可能发现一些新的化合物,这些化合物可能是一些污染物,它可能对我们的健康造成了影响,基于这样几个考虑,我们在五年以前决定要把这个方向作为我们重点的方向,发展新型污染物,新型污染物将来对我们的健康造成很大的影响,我们要关注。基于这样的思考我们开始做这个工作。
第一个方面,以创新的分析方法为研究先导。这个思考有三个方面,第一个,我们针对现在已经有的分析方法,国内外都有的分析方式,HBCD、PBDEs我们希望优化成为国家的标准,大家都在使用。第二个,国外做的挺好,像PFOS,我们自己做的不好的方法,我们希望解决技术的难点也达到这个标准化,推广使用为目的。第三个,完全原创性的方法,国内没有国外也没有,我们需要建立这样的方法,只有在这样的方法基础上我们才能有所发现。
在思考的指导下我们解决的问题及比如毒杀芬具有32768个同族体,我们做它的分析方法,经过最近几年的工作我们也得到比较好的方法。二恶英的分析我们现在水平已经很高了,已经达到了国际水平,很多实验室都具备了国际的水平。PBEDs分析方面有很多的问题,209个物理化学特点差别很大,在环境中差别也很大。PPM和PPT差1000倍,把它分离测定实际上是有难度的。如果浓度比较均一,这个测定是比较容易的。这样一些技术的问题,我们需要解决。在我们研究基础上,我们同时测量二恶英和PBED的方法,我们现在发明的方法大大提高它的方法,发展了同时测定 Dioxins, PCBs 和 PBDEs 的方法体系。
短链氯化石蜡工作非常复杂,我们特别需要国家在水体、环境和SCCP的基本认识,现在CPs改善了灵敏度,我们只能用不是太成熟的方法做研究。在这个过程中原理非常重要,比如碳的吸附材料在陈述里是非常有用的,第一代碳材料碳黑,第二代人造的活性炭。第三代富勒烯,第四代碳纳米管,在小的吸附作用是非常大的,第五代石墨烯,石墨烯可以比较好的吸附污染物。石墨烯跟土壤进行搅拌可以把污染物吸附下来,再用柱子可以把这个获得。前处理和采样技术的发展,特别是被动采样技术的发展,我们现在有条件在南极、北极和珠峰做这样的工作,奠定了POPs长尺度,大距离的迁移。
新型化合物怎么发现?我们现在发展有几种途径。第一个,通过物理化学性质比对在我国环境中发现新的溴代阻燃剂TBC。第二个,通过质量平衡关系发现了全氟碘烷类化合物。第三个,通过效应-毒性关系在污染环境中发现了四溴双酚-A二丙烯基醚。第四个,效应引导的污染物识别(EDA)。第五个,基于发育神经毒性的EDA方法。第六个,建立原代培养大鼠小脑颗粒神经元细胞模型。第七个,F2.16和F2.17为主要贡献组分。
为了更有效的研究化合物的效应,我们研究了成组毒理分析仪,我们希望在未来在我们国家的环境中发现更多新型污染物,这些新型污染物我们发现它以后,如果对健康造成很大的影响,通过一定的严重可以上升到一定的政策层面,这样对保护我们健康是有意的。从这个思路上我们大气中肯定有新的东西,北大唐院士的团队在过去一些年中也有新的发现,我想这对我们把环境作为整体来考虑,大气中的污染物也有新的反应基点和新的化学物种和形态等待我们发现。
下一步的研究有这样几个方面,第一个,提高分离的能力。第二个,生物检测。第三个,同位素技术的使用将会提高整体研究水平。第四个,过程机理的研究。第五个,代谢产物鉴定及作用机理。第六个,污染物小分子与生物大分子的作用机理。第七个,我们现在还能发现多少化合物,其实很多。我举一个例子,一个普通的拉手可以发现1000多种碳氢化合物,但是这些不一定对环境有益,但是里面肯定有一些有价值的。第八个,催化降解。
谢谢大家!
主持人:谢谢江院士,他的报告实际上是非常精彩的,这个方面给了我们好多启发。化学品种类太多了,许多化学品过去也许由于大的发现,或者合成成功被当做诺贝尔奖授予过。但是随着时代的变迁,对它了解越来越多之后,它的毒性问题变成我们必须要关注的。POPs大家也许不一定知道,POPs公约网上可以查的到。现在斯德哥尔摩宣言,POPs公约我们国家已经参与了,并且正在执行中。刚才提到POPs的物质是属于要被淘汰的,在我们国家必须被淘汰的物质,这样的一些物质有意思的是,有一些譬如DDT过去也是得了诺贝尔奖。再一个我也经历过改变PFOS,PFOS在蒙特利尔议定书,臭氧层淘汰物质中它是被作为替代品提出里的,因为氟利昂不能用了,要禁止,灭火剂里面原来用佛里昂的,除了二氧化碳可以作为灭火剂,PFOS作为非常好的灭火剂被提出来,所以PFOS在臭氧层公约作为好的东西提出来的。但是到了POPs公约,现在第二批POPs作为持久性有机物,从全球问题的考虑把它列入到淘汰的行列里来。我们国家也面临这样的问题,欧洲的问题更多,他们用了很多。我们人居环境也跟PFOS有关系,就是灭火剂,当有火烧的时候也需要用这个灭火剂。另外,在POPs里还有医疗上常要用的麻醉剂,这也是我们在人居环境中会碰到,不仅仅是国际问题,也是人居环境中也会有的问题。
江桂斌:PFOS在每个人的血液中都在增加,我们在湖北一个工厂做了实验,他们现在要转向小分子,停止生产了以后这个血液中PFOS含量会降下来。
主持人:谢谢江院士。三位院士的报告就到此结束,我们上午的会议就到此结束。
主持人:今天上午非常精彩的报告,今天下午我们还有更精彩的报告。第一个,我们请中国环保产业协会,废气净化委员会秘书长,中科院生态研究中心的研究员郝郑平先生,做室内污染物的活化与催化讲解技术的报告。
郝郑平:各位领导,各位专家,下午好,感谢王如松院士的介绍。王如松院士在我们生态中心是很著名的院士,也是我的同事。我很高兴今天有这个机会在这里给大家介绍一下我们这几年在室内空气方面做的工作。这么多年我们主要在做工业排放,有机物和工业污染物排放的控制。今天在这个过程中介绍我们在室内做的一点工作。我的题目叫纳米氧化物孔材料上室内小分子污染物的活性与催化讲解。
这是一个氧化钛完整晶体的晶面。这里面有不同的晶面,我讲到孔材料,分子材料有微孔,介孔、大孔和多级孔。我今天主要讲两个方面的内容,低温下小分子污染物化学键的活化: 氧化物的活性晶面、反应机理、化学键活化与断裂。污染控制材料、技术与应用: 臭氧、乙烯、甲醛等。
表面活性氧物种O2-实验证据,采用骤冷 In-situ EPR(77K)与脉冲反应的技术。Au/Meso-氧化钴乙烯完全氧化活性,5 nm金粒子镶嵌在介孔氧化钴的孔壁。有望应用于冷库去除散发出微量乙烯。在水果的储存过程中,乙烯释放出来,并加快水果的成熟和腐烂。因此,在低温下通过催化氧化的方法消除乙烯具有一定的意义。在最近发表的关于纳米孔材料低温氧化消除乙烯的工作中,合成了暴露高活性{110}晶面的氧化钴和Au@氧化钴催化剂,可以在0 .C下消除30%和76%的乙烯。嵌入在介孔氧化钴孔壁上稳定的,高分散并且暴露的金纳米粒子为氧化反应提供了表面活性氧种,从而提供了高的催化活性。首次实现了0 .C下C-C .和C-C .键的同时断裂。这个发表以后,世界环境组织Gold Bulletin觉得这是一个很好的工作。
这个催化剂能不能做甲醛?氧化钴纳米片主要暴露{112}晶面,介孔氧化钴主要暴露{111}和{220}晶面,而{111}晶面为惰性晶面,活性晶面为{110}晶面。我们也可以控制氧化钴的形状,我们可以做氧化钴纳米的线,也可以做纳米的块,也可以做立方的氧化钴,我们也可以做乙烯的氧化,用纳米线做的氧化钴做乙烯活性是比较高的。
这些污染物分子是怎么活化的?我们发现甲醛和氧的反应过程中有甲酸的物种,有了甲酸的物种再变成碳酸,碳酸做成了二氧化碳和水。在这里面,实际上不牵扯碳氧的断裂。乙烯从两个碳,我们发现碳酸的物种,从碳2变成碳1,我们怎么样把这样一个稳定的污染物分子,在什么样催化剂表面能够活化,我们想在氧化钴的110界面把它活性。
我们做氧化物的孔材料,特别是中孔氧化孔材料,有可能形成局部空气质量提高的技术,我们改善空气质量。有的污染物不能拿催化的办法做,但是是可以的。臭氧的催化分解我们可以拿催化剂做有很好的活性,包括打印机和飞机上用到的臭氧催化剂。我们可以用水果保鲜,以前用臭氧氧化,现在我们直接用催化氧化的办法做。甲醛我们也可以去除室内空气,我们可以用氧化催化剂,我们这个催化剂跟别人的催化剂不一样,可以参一点催化剂。我们合成了一些不同结构的钴等材料,我们发现催化剂界面跟反应活性是有关系的,我们研究了它的反应机理,我们得到了具有良好催化活性真正意义上的反应催化材料,实现了污染物低温和室温下的消除。谢谢各位。
主持人:谢谢郝教授。好教授是中科院生态环境研究中心杰出的青年科学家,在刚才讲的好多领域里做出了很多在国际上有影响的工作。下面有请国家全国工业陶瓷标准化技术委员会的顾问陈大博教授,做关于新型蜂窝炭材料在环境净化中的应用。
陈大博:各位领导,各位院士,大家好!我讲的题目是新型空气净化材料及其应用。我着重在三个方面,第一个,蜂窝状活性炭的制备及其基本性能。第二个,室内空气净化专用蜂窝状活性炭。第三个,蜂窝状沸石的研制及其性能。
蜂窝活性炭(制备),利用粉末状活性炭、水溶性粘合剂、润滑剂和水等经过配料、捏合后高压挤出成型,再经过干燥、炭化、活化后制成的蜂窝状活性炭吸附材料。根据其不同的用途,可以通过模具设计而制备成不同规格、不同开孔率的产品。
主要规格及其基本性能,50×50×100mm、100×100×100 mm等等,比表面积>700m2/g,最大可以达到>900m2/g,静态吸笨量,最大的可以达到≥45W%。
1、HCJY-AC1型蜂窝活性炭为普通型蜂窝活性炭,主要用于较低湿度条件下(RH≤60%)的工业有机废气(VOCs)净化,空调循环系统空气净化和室内空气净化等。
2、HCJY-AC2型蜂窝活性炭为耐水型蜂窝活性炭,主要用于高湿度条件下(RH≥60%)的工业有机废气(VOCs)净化,空调循环系统空气净化,恶臭气体净化和废水净化等。
3、HCJY-AC3型蜂窝活性炭为溶剂回收型蜂窝活性炭,主要用于工业有机废气(VOCs)中有机溶剂的回收,加油站、油库中的油气回收等。
4、HCJY-AC4型蜂窝活性炭为甲醛净化专用蜂窝活性炭,对甲醛、乙醛、丙烯醛具有高的净化能力。
5、HCJY-AC5型蜂窝活性炭为臭氧净化专用蜂窝活性炭,使用特殊原材料和无粘结剂工艺制造,可以有效地去除复印机、等离子体净化器、自来水净化等所产生的臭氧(O3)和各种细菌等。
6、HCJY-AC6型蜂窝活性炭为除臭专用蜂窝活性炭,强度高,耐水能力强,主要用于卫生间马桶、垃圾堆放场、垃圾运输车、厨房油烟等恶臭气体的净化(硫化氢、氨气、硫醇和硫醚)。
目前我们介绍以规格为100x100x20~50mm样品的基本性能,a.微孔比表面积800─900m2/g;b.正抗压强度2─4MPa;c.静态苯吸附率≥35wt%;d.体密度约0.38g/cm3;e.孔密度300─400孔/平方英寸;f.壁厚0.27─0.39mm。
我们做一个比较,颗粒活性炭和蜂窝活性炭床层的阻力,床层高度00mm,气流速度1.2m/s。 蜂窝活性炭分别为:100,200和300孔/平方英寸。颗粒活性炭分别为:1.5mm和3mm 。
比表面积与几何表面积,比表面积是活性炭本身颗粒的微孔比表面积,也就是内壁比表面积。几何表面面积是是外孔的几何形状。大家手上拿到以45x20x30mm 250孔/平方英寸规格样品为例:微孔比表面积为700m2/g,一块样品重量15g,其内比表面积达10500平方米,相当于17.5个蓝球场面积;第二个几何比面面积,如堆积成一立方米体积,其几何表面积达2111平方米,相当于3.5个蓝球场,相当于同样体积的颗粒炭21倍以上。
这个活性炭耐水性能好,经过成型后高温二次活化的蜂窝活性炭的耐水性、整体性得到了大幅度地提高,长时间在水中浸泡后仍然可以保持其机械强度,不脱落炭粒,适合于在高湿度环境中使用。
蜂窝状活性炭的特性,与颗粒状活性炭相比,蜂窝状活性炭具有以下显著的特点:1、阻力低;2、几何表面积大;3、不脱炭尘;4、易于装填和更换;5、强度高,耐水性能好。
蜂窝活性炭在室内空气净化中的应用
英国伦敦国王大学环境科学系,斯蒂芬史密斯教授讲,“家里不是最安全的地方,到处都潜伏着有毒物质。”作为该系列产品,目前我们所研制生产的高比表面积蜂窝活性炭、除臭氧专用蜂窝活性炭、除臭(氨气、硫化氢)和除甲醛专用蜂窝活性炭均已经在室内空气净化中获得了应用。室内污染物主要有甲醛、苯、甲苯、细菌滋生、臭氧、氨气、硫化氢、硫醇。
蜂窝活性炭在室内净化中的应用分为三个方面,蜂窝状活性炭以其特有的形状特点可以广泛应用于室内空气净化;由于其材料具高的比表面积和发达的微孔,对苯等有机化物具有高的吸附能力;经触煤改性处理后,可以赋予其对甲醛、硫化氢、氨气、臭氧等更高的净化能力。
甲醛净化专用蜂窝活性炭的效果,试验方法:将甲醛专用净化蜂窝活性炭和普通的苯类吸附蜂窝活性炭装入亚都家用空气净化机中,在标准环境舱中进行试验。甲醛:初浓度 0.74mg/m3 8小时后降至0.08mg/m3;苯:初浓度 0.90mg/m3 8小时后:0.01mg/m3。对甲醛和苯的净化能力均优于市场现有室内净化器的净化效果,特别是对甲醛的净化效果尤为突出。
臭氧O3,实验条件是动态吸附实验室,反应器直径69mm;高度100mm;臭氧浓度250PPm;穿透浓度10ppm;流量160升/分钟;温度20℃;气流湿度50%。这种情况下普通没有上催化剂的,它相当于载上去的4倍。
氨气、硫化氢、试验条件:动态吸附实验,反应器直径40mm;高度100mm;氨气浓度250PPm;穿透浓度10ppm;硫化氢浓度100ppm;穿透浓度1ppm;流量80升/分钟;温度20℃;气流湿度50%氨气将近9倍,硫化氢将近52倍,基本上没什么效应。
蜂窝分子筛(沸石)的研究与开发, 作为活性炭材料优点不言而喻,但是存在弱点是阻燃性问题,为此我们研制了安全新型蜂窝状沸石材料,沸石的主要成分为硅和铝无机非金属材料,不含碳,是一种非碳吸附剂,适合于在以上场合使用。利用粉体分子筛,再经过材料改性处理,研制成功了“疏水型蜂窝沸石”新材料,并实现了工业化生产。a.
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