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室内空气质量检测与传感器的应用 [摘要]室内空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用,分析了当前气体传感器的优点和不足,以及气体传感器的发展趋势和前景。 [关键词]空气质量 气体传感器 室内环境污染 一、空气对于人的重要性 人们每时每刻都离不开氧,并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过,可见,室内空气品质对人的影响更是至关重要。 二、室内环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后,又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现,在室内空气中存在500多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20多种,致病病毒 200多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。 三、关于开展室内空气质量服务的几点设想 1.着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。 2.了解并着手引进室内空气质量检测设备。 3.进行规模较大的宣传活动,首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。 4.对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。 四、空气检测仪的强力武器——传感器 检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。 1.金属氧化物半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,通过电流变化的比较,激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器,因其反应十分灵敏,故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 2.催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 3.定电位电解式传感器。定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术,在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。 4.迦伐尼电池式氧气传感器。迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂、黄金、银等)阴电极,在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅、镉等离子化倾向大的金属)。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,电流的大小与氧气的多少成正比,由于整个反应中阳极金属有消耗,所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟,完全可以国产化此类传感器 5.红外式传感器。红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好,反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。 光离子化气体传感器。PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,待测气体在紫外灯的照射下,离子化,生成正负离子,在电极间形成电流,经放大输出信号。PID具有灵敏度高,无中毒问题,安全可靠等优点。 五、气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析 近年来,随着中国经济的高速发展,仪器仪表产业也得到了快速发展,自2004年产销首次突破千亿元大关,行业发展进入了快车道,2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元,增长率高达;据仪器仪表行业协会统计,08年上半年仪器仪表行业总产值实现 亿元,同比增长,其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。 科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件,市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力,这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。 从技术发展的角度看,根据使用传感器原理的不同,常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域,新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。 六、对未来空气质量检测的展望 随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视,对各种有毒、有害气体的探测,对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。 参考文献: [1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社. [2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社. [3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社. [4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社. [5]赵茂泰.智能仪器原理及应用[M].北京:电子工业出版社.

装饰, 装饰,装修引起的室内环境污染与防治 ——室内有害气体的污染和防治 ——室内有害气体的污染和防治摘要: 摘要:室内装饰,装修中产生的有害气体污染,已严重威胁到人类的生命健康.实时,准确的检测, 对污染源进行有效的控制和处理,已迫在眉睫.在此,较详细的叙述了装饰,装修导致室内有害气体 污染的来源和危害,并提出了一些建议和防治对策. 关键字: 关键字:室内装饰装修材料;有害气体污染;污染防治 一,概述据统计现代人有 80%以上时间在室内度过[1],全世界每年有 280 万人直接或间接死于装修污染, 全球约 4%的疾病与室内环境相关[2],装修污染已经被列为公众危害最大的五种环境问题之一.随着 人们生活水平的提高,居室装修已成为消费热点.但是,市场装饰,装修材料质量良莠不齐,某些装 饰修材料有害物质含量严重超标,给室内空气带来了污染,由此所诱发的各种疾病,严重影响了人民 群众的身心健康[3]. 很多室内空气污染物都是刺激性气体,比如说二氧化硫,甲醛等,这些物质会刺激眼鼻,咽喉以 及皮肤,引起流泪,咳嗽,喷嚏等症状.更严重一些,在污染的空气中长期生活,还会引起呼吸功能 下降,呼吸道症状加重,有的还会导致慢性支气管炎,支气管哮喘,肺气肿等疾病,肺癌,鼻咽癌患 病率也会有所增加.认清室内污染物的来源和危害,有助于我们合理的选用绿色建材,同时对现有的 室内污染物进行治理. 二,室内有害气体的来源和危害 室内有害气体的来源和危害 有害气体目前我国室内环境的主要污染源来自建筑,装饰和家具.随着人们生活水平的提高,越来越的人 开始注意家庭装潢,而家装材料中的有毒物质是引起室内污染的重要原因.室内装修的五大主要污染 源分别是甲醛,苯物,氨气,氡,总挥发性有机化合物( TVOC)[4]. 下面主要介绍五大主要污染源的来源及其危害: ,甲醛 (一) 甲醛 , 甲醛(HCHO)是一种有机化合物,具有强烈的刺激性气味,易溶于水,醇,醚,其 40%的水溶 液称为"福尔马林" ,被确认为有效的杀菌和消毒物质,作为有用的化学物质很早就被人们所应用, 目前医学上仍用福尔马林做防腐剂.甲醛具有较强粘合性,有防虫,防腐,加强板材硬度的功能.室 内空气中的甲醛主要来源室内装修的胶合板,细木工板,纤维板和刨花板等板材以及用人造板制作的 木制家具.其他装饰材料,如化纤地毯,油漆,墙纸,塑料泡沫,涂料及一些有机材料也含有一定量 的甲醛.但是人们若是经常接触这种挥发性有机物,则会对人体健康造成危害.甲醛主要会对呼吸系 统造成伤害,已被世界卫生组织确定为可疑致癌或物质. ,苯和苯系 (二) 苯和苯系物 ,苯和苯系物 苯是一种无色透明,具有特殊芳香气味的液体,密度比水小,不溶于水,常作有机溶剂,苯系物 包括苯,甲苯和二甲苯等.苯存在于油漆,胶,涂料及腻子中.苯和苯系物也已经被世界卫生组织确 定为致癌物质.人在短时间内吸入高浓度的甲苯,二甲苯,会出现中枢神经系统麻醉的症状,轻者头 晕,恶心,胸闷,乏力,严重的会出现昏迷,以致呼吸衰竭而死亡.苯主要对皮肤,眼睛和上呼吸道 有刺激作用.长期接触苯系混合物的人 ,再生障碍性贫血发病率较高,并能引起白血病.孕妇吸入 大量甲苯有可能造成胎儿畸形,中枢神经系统功能障碍及生长发育迟缓等缺陷[5]. (三) 氨 , 氨为无色,具有强烈刺激,挥发性的碱性气体,比空气轻,溶解度高.主要来源于施工中使用的 混凝土添加剂如防冻剂,膨胀剂和早强剂;建筑装修材料中的胶黏剂,涂料添加剂和增白剂.氨的溶 解度较大,易溶于上呼吸道的水分中,因而吸入后仅很小的一部分能够到达肺组织.可造成眼睛,呼 吸道和皮肤的刺激,伤害神经系统,生殖系统,呼吸系统,长期接触严重者可以导致肺癌. ,氡 (四) 氡 , 无色无味放射性气味,能溶于水和一些有机溶剂,是石头和土壤中的铀在衰变过程中的产物.主 要来源以天然石材为主的无机材料(花岗石,大理石,石膏,水泥,砂等)和矿渣及工业废渣综合利用 后的产品.氡能够进入人的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌;还会影响人的神经系统,使人精神不 振,昏昏欲睡.接触高浓度的氡气及其衰变产品,可以增加诱发肺癌的机会,大剂量的辐射作用下, 可能引起皮肤癌和白血病[6]. ,TVOC (五) , 总挥发性有机化合物( TVOC )是由一种或多种碳原子组成,容易在室温和正常大气压下蒸发的化 合物的总称,他们是存在于室内环境中的无色气体,由建筑材料,清洗剂,化妆品,蜡制品,地毯, 家具,激光打印机,影印机,粘合剂以及室内的油漆中散发出来,对中枢神经系统,肝脏,肾脏及血 液有毒害影响.短期的接触可使眼睛不适:灼热,干燥,异物感,水肿;喉咙不适:喉干;呼吸问题: 呼吸短促,哮喘,头痛,贫血,头昏,疲乏,易怒等. 三,家庭装饰装修有害气体的防治 家庭装饰装修有害气体的防治家庭装饰装修要做到绿色环保,并不是绝对的没有污染,而是把污染降到最低.任何装修都会造 成污染,但是只要污染的程度不超出国家规定的标准范围,就不会对人体造成危害. 首先,家庭装修设计要简洁,实用,应尽可能的少使用人造板材;在设计时还要考虑室内空气流 通的问题,如果居室设计封闭,通风不畅,就不利于有害物质的排除.选材时也要严格选用安全环保 型材料,一定要注意看是否有环保产品的绿色标志,尽量选刺激性气味小的材料.施工时也要注意要 尽量选用无毒,少毒,无污染,少污染的施工工艺,应选择正规的装饰公司施工,确保施工过程中绿 色安全. 其次, 如果在装修后发现了空气污染, 也要及时的采取治理措施. 常见的治理方法有物理吸附法, 化学吸附法和光触媒法等方法. 物理吸附法就是利用活性炭, 多孔铝硅酸盐, 氧化铝等无机物的多空, 微孔吸附效应,对有害气体进行吸附,具有一定的效果.但物理吸附法往往只对特定的物质有效,且 受环境影响较大.化学吸附法是采用特定的化学反应将有害气体转为其他物质.我国市场上出售的主 要有甲醛捕捉剂,氨除味剂,苯消除剂等分别对甲醛,氨,苯等能起到一定的净化清楚作用.但需要 注意的是这些化学物质虽能起到一定的作用,但也可能会产生二次污染,或出现清除不彻底,有害气 体再次反弹的情况.以纳米级二氧化钛为中心的光触媒,在光的照射下,会产生类似光合作用的光催 化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,可氧化分解各种有机化合物,把有机污染物分 解成无污染的水和二氧化碳,是一种良好的清除装修污染的方法,且不存在二次污染的问题.同时, 光触媒还有杀菌,除臭,防霉,自洁,净化空气等功效,能够综合提高室内空气质量. 四,结束语 室内装饰装修在给人们带来美的享受的同时,也会带来一定的污染.室内环境中有害气体的污染 与每个人息息相关,认清污染物的来源和危害,有助于我们更好的防治污染,在享受美的同时,对自 己的身体健康进行保护