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北京康力協(xié)美環(huán)保技術(shù)開發(fā)中心
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閱讀:5094發(fā)布時間:2007-2-12
*可吸入顆粒物(PM10) 可吸入顆粒物是指懸浮在空氣中,能進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)、空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑≤10微米的顆粒物,記做,簡寫IP。 可吸入顆粒物的濃度以每立方米空氣中可吸入顆粒物的毫克數(shù)表示。國家環(huán)保總局1996年頒布修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095-1996)》中將飄塵改稱為可吸入顆粒物,作為正式大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 顆粒物的直徑越小,進(jìn)入呼吸道的部位越深。10微米直徑的顆粒物通常沉積在上呼吸道,5微米直徑的可進(jìn)入呼吸道的深部,2微米以下的可100%深入到細(xì)支氣管和肺泡。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *干燥空氣導(dǎo)致可吸入顆粒物增多 干燥的空氣則可能導(dǎo)致空氣中懸浮顆粒物增加。目前可吸入顆粒物已經(jīng)成為大氣環(huán)境的首要污染物。有關(guān)專家指出,可吸入顆粒物在空氣中停留的時間為7天至30天,可以長距離傳輸,從而造成更大更遠(yuǎn)距離的污染。 室內(nèi)的可吸入顆粒物成分很復(fù)雜,在日常生活中,燃料燃燒、裝修裝飾和室內(nèi)吸煙都會產(chǎn)生大量的可吸入顆粒物,它們都具有較強(qiáng)的吸附能力。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *可吸入顆粒物對人有三害:致癌、致畸、致突變 研究表明,可吸入顆粒物增加是導(dǎo)致人類死亡率上升的重要原因之一。其對人體健康的危害主要表現(xiàn)在“三致",即致癌、致畸、致突變。 揚塵、細(xì)菌、毛發(fā)、頭屑等與可吸入顆粒物結(jié)合,經(jīng)呼吸道吸入體內(nèi),可能致癌,引發(fā)慢性鼻咽炎、慢性氣管炎等。粗顆粒物的暴露可侵害呼吸系統(tǒng),誘發(fā)哮喘??;細(xì)顆粒物則可能引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病,降低肺功能等。 科學(xué)家通過對流行病的研究發(fā)現(xiàn),在干燥的秋冬季節(jié),白喉、流感、百日咳、腦膜炎、哮喘、支氣管炎等病癥的發(fā)病率顯著增加,與可吸入顆粒物有著密切的關(guān)系。正常情況下病毒和細(xì)菌不能單獨存在,常吸附在比它們大數(shù)倍的可吸入顆粒物上,并通過人的呼吸進(jìn)入人體內(nèi)部,長期積累,導(dǎo)致嚴(yán)重的病變。而天氣干燥則會導(dǎo)致塵土飛揚,加速流行病的傳播。因此,從某種意義上來說,克服干燥就是克服流行病。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *臭氧殺菌消毒在公共場所的應(yīng)用 臭氧[O3]是氧氣的同素異形體,臭氧化氣作為一種綠色消毒劑,對大腸桿菌、乙肝病毒、感冒病毒、腐菌、霉菌、*、綠膿桿菌等具有*的滅活效果,其滅菌速度是紫外線的3000倍,除此以外,臭氧還可以分解、化合有毒氣體,去除臭味、異味等多種功用,可以使環(huán)境空氣達(dá)到無害化和凈化,且不存在任何二次污染,已受到人們的廣泛關(guān)注并應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等許多行業(yè)。 公共場所是傳染病的傳染的高發(fā)區(qū)域,如車站、商場、劇院、車廂、寫字間、學(xué)校、幼兒園、股票交易廳、舞廳、網(wǎng)吧、會議室、酒店等,人員流動性大,空氣污濁,病毒、病菌的傳播造成交叉感染,使人們防不勝防,嚴(yán)重威脅人們的身體健康,保持公共場所的潔凈,應(yīng)是防止傳染病擴(kuò)大的手段之一。紫外線燈照射耗電高、死角(照射不到)太多,使用也不方便;噴灑消毒液是種比較好的方式,但如果分布不均,同樣得不到理想的效果,且對于大型空間殺毒,這種方式顯然費時費力,使用臭氧消毒則可以去除以上弊端,因為臭氧化氣體*,滅菌速度快,只要合理掌握臭氧的濃度和時間,效果將十分理想,如果這些公共場所裝配臭氧發(fā)生器進(jìn)行定期定時消毒,則可以減少疾病傳播,通過新風(fēng)系統(tǒng)散播臭氧進(jìn)行殺菌消毒就是一種理想方式。 在這里可推算出所需臭氧量: ~~~~~~ (V1+V2×1.1%)×C Q = ---------------------- ~~~~~~~~ 1ppm=1.96mg/m3 ~~~~~~ 0.4208 V1:樓宇所需消毒的體積 V2:新風(fēng)量 C:所需臭氧濃度 (ppm) 0.4208:臭氧衰減系數(shù) Q為每小時的臭氧產(chǎn)量,計算結(jié)果得出的計量單位為mg/h,再除以1000為g/h; 臭氧是無毒物質(zhì)安全氣體,談到它的毒性主要是其強(qiáng)氧化力,在濃度高于1.5ppm以上時,人員須離開現(xiàn)場,原因是臭氧刺激人的呼吸系統(tǒng),嚴(yán)重會造成傷害,為此,臭氧工業(yè)協(xié)會制定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn): 臭氧協(xié)會:0.1ppm,接觸10小時 美 國:0.1ppm,接觸8小時 德、法、日等國:0.1ppm,接觸10小時 中 國:0.15ppm,接觸8小時 以上是人在臭氧化氣體環(huán)境下的安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),其濃度與接觸時間的乘積可視為基準(zhǔn)點。 文獻(xiàn)報告,臭氧濃度在0.02ppm時,嗅覺靈敏的人便可察覺,稱為感覺臨界值,濃度在0.15ppm時為嗅覺臨界值,一般人都能嗅出,也是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)點。當(dāng)濃度達(dá)到1-10ppm時,稱為刺激范圍,10ppm以上時為中毒限。 事實上安全使用臭氧0.1*可以保證人的健康不受危害,相反,在呼吸0.1ppm以下濃度臭氧時,對人體會有保健作用,有人把臭氧比作美酒,是有其道理的。臭氧應(yīng)用一百多年來,至今世界上無一例因臭氧中毒死亡事故發(fā)生。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *臭氧的發(fā)現(xiàn)及研究 1785年,德國人在使用電機(jī)時,發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時產(chǎn)生一種異味。1840年法國科學(xué)家(Schonbein)將此異味確定為O3,而命名為OZONE臭氧。自此以后,歐洲的科學(xué)家開始研究臭氧的特性和功用,發(fā)現(xiàn)廣譜的滅菌效果后,開始工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用,其中一家瑞典牛肉公司用于臭氧對牛肉存儲的保鮮,自1870年開始,一直沿用至今。 * 自然界中的臭氧 人類科學(xué)家在不懈地對臭氧技術(shù)投入研究,現(xiàn)在對臭氧的特性及應(yīng)用已非常明確。其實在自然界中,臭氧是廣泛存在的,只是不同條件下濃度差別很大,不易被人察覺而已。現(xiàn)在人們普遍了解的大氣臭氧層,是阻擋太陽紫外線的天然屏障,它是由太陽光的一種特定波長光譜的光照射后產(chǎn)生的;雷雨過后人們會呼吸到一種特殊的清新味道,實際就是空氣中的臭氧濃度提高(一般在0.04ppm左右),容易被人們察覺,臭氧濃度之所以提高,是因為閃電(高壓放電)電離空氣中的氧氣形成臭氧;森林中,旅游地帶,空氣格外清新,是因植物在吸收C O2過程中制造了[O],氧原子在形成過程中,部分形成O2(我們呼吸的氧氣),一部分形成O3(臭氧)。自然界中細(xì)菌無處不在,在適合的條件下迅速繁殖,人類在發(fā)現(xiàn)細(xì)菌后甚至談虎色變,生怕人類被細(xì)菌吃掉。自然界的一切都處在平衡狀態(tài),人們沒有必要憂慮,現(xiàn)在我們可以斷定,正是自然界中無處不在的臭氧和太陽光中的紫外線在控制著細(xì)菌的生存平衡,保護(hù)著人類健康。 * 臭氧的基本性質(zhì)研究 人類通過對臭氧的研究發(fā)現(xiàn),臭氧具有不穩(wěn)定特性和很強(qiáng)的氧化能力。臭氧是由一個氧分子(O2)攜帶一個氧原子(O)組成,所以他是氧氣的同素異形體。臭氧和氧氣的不同之處自表一一目了然。 表一 氧氣和臭氧的主要性質(zhì)
表一不難看出,與氧氣相比,臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧(O3)是由氧分子攜帶一個氧原子組成,決定了它只是一種暫存形態(tài),攜帶的氧原子除氧化用掉外,剩余的有組合為氧氣(O2)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生,給人類的環(huán)保需求雪中送炭,這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的zui大*性。臭氧的應(yīng)用主要在人為的滅菌消毒。這主要是臭氧有很強(qiáng)的氧化能力,氧原子可以氧化細(xì)菌的細(xì)胞壁,直至穿透細(xì)胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而奪取細(xì)菌生命,它的作用是即刻完成的,臭氧的迅速滅菌效果決定于它的高還原電位,表二列出了人們常用的消毒物質(zhì)還原電位與臭氧的比較。 表二 氧化還原電位比較
臭氧在滅菌消毒中名列,成就了它的四大功用:滅菌、氧化、脫色除味。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ * 臭氧的應(yīng)用研究 早在19世紀(jì),人們就認(rèn)識到了臭氧的強(qiáng)氧化作用,發(fā)現(xiàn)臭氧對木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡膠、脂肪、動植物油與酒精等物質(zhì)都有氧化作用。1868年,德·格貝斯(de·Gebeth)獲得了臭氧應(yīng)用技術(shù)的*項,用臭氧將煤焦油混合物氧化為適于涂料、油漆使用的產(chǎn)品。1873年,歐洲將臭氧在食糖精制和亞麻漂白方面投入使用。一百多年來臭氧應(yīng)用已社如多個領(lǐng)域,對人類的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。臭氧應(yīng)用按用途分為水質(zhì)處理、化學(xué)氧化、食品加工保鮮和醫(yī)療四個領(lǐng)域,各個領(lǐng)域的應(yīng)用研究與設(shè)備開發(fā)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。世界已經(jīng)形成了獨立的臭氧技術(shù)產(chǎn)業(yè)和部門,1973年建立的臭氧協(xié)會(IOA)設(shè)在加拿大。該協(xié)會每兩年一次舉辦會議交流各國發(fā)展臭氧技術(shù)的論文、報告,發(fā)達(dá)國家都普遍建立了IOA地區(qū)性組織,進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。 二戰(zhàn)以后,上臭氧應(yīng)用技術(shù)得到了長足發(fā)展。首先,1992年,德國帕德博恩建立了*座用臭氧處理水質(zhì)的大規(guī)模水廠,歐美、日本、加拿大等國家的自來水廠應(yīng)用臭氧已達(dá)到普及程度。礦泉水、純凈水廠家?guī)缀醵佳b備了臭氧設(shè)備。美國七十年代初開始利用臭氧處理生活污水,主要是為了滅菌消毒、去除污染物、脫色等達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。日本則在缺水地區(qū)將污水用臭氧處理后作為中水使用。美、日、德、法等國家近年來都建立了大規(guī)模的臭氧污水處理廠。其次,工業(yè)應(yīng)用臭氧也已非常普遍,主要用于化工、石油、造紙、紡織和制藥、香料工業(yè)。食品行業(yè)的應(yīng)用更為普及,1904年歐洲就利用臭氧對保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品進(jìn)行保鮮處理,三十年代末,美國80%的冷藏蛋庫都安裝了臭氧發(fā)生器。二戰(zhàn)后,歐美、日在食品果蔬、蔬菜保鮮中將臭氧運用到儲存、制造、運輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)。在醫(yī)療方面,二戰(zhàn)時日本就利用臭氧進(jìn)行人體理療,俄羅斯則用于強(qiáng)氣(臭氧化空氣)體育人應(yīng)用。目前,上在醫(yī)療方面已有多種用途:如病房、手術(shù)室的空氣消毒,利用臭氧水進(jìn)行醫(yī)用器械消毒,采用臭氧進(jìn)行牙科疾病治療(口腔手術(shù)及保持口腔無菌),采用臭氧與放射理療結(jié)合治療癌癥,喝臭氧水治療婦女病,注射臭氧氣體治療瘺痔、靜脈曲張等。在保健方面,日本、中國臺灣流行吸強(qiáng)氣(含低濃度臭氧的空氣)以強(qiáng)氣,用臭氧化水淋浴身體殺體菌和美容。現(xiàn)在流行的高科技美容,事實上就是利用臭氧。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ *臭氧的廣譜殺菌效果 1.臭氧對細(xì)菌繁殖體對空氣中綠膿桿菌的殺滅作用。在15℃,濕度73%,臭氧濃度0.08~0.6ppm時,30分鐘內(nèi)殺滅率達(dá)到99.9%以上;臭氧對大腸桿菌殺滅率為100%,對*殺滅率為95.9%,對綠膿桿菌殺滅率為89.8%,顧士圻等試驗,臭氧對大腸桿菌和*殺滅率分別為99.7%、99.9%。臭氧可殺滅空氣中的白色葡萄球菌99.99%;臭氧氣體通入染有*、大腸桿菌、熒光假單胞菌、鼠傷*、福氏痢疾桿菌、霍亂弧菌的磷酸鹽緩沖液中,作用15秒后,以上細(xì)菌全部殺滅;白希堯等發(fā)現(xiàn)臭氧水溶液殺菌作用強(qiáng)大,且速度極快,濃度為0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘,大腸桿菌和*的殺滅率均達(dá)100%。 2.臭氧對細(xì)菌芽孢 以5.5mg/ m?的臭氧作用下45分鐘,可將100mL塑料瓶內(nèi)滴染的枯草桿菌黑色變種芽孢100%殺滅;在1 m?試驗柜內(nèi),開啟500mg/h的臭氧發(fā)生器60分鐘可對空氣中的枯草桿菌黑色變種芽孢殺滅率達(dá) 99.95%;臭氧氣體通入染菌井水中,臭氧濃度達(dá)3.8~4.6mg/L時,作用3-10分鐘,水中枯草桿菌黑色變種芽孢殺滅率達(dá)99.999%。 3. 臭氧對病毒 經(jīng)10.3mg/m?濃度臭氧作用30分鐘后,乙型肝炎表面抗原(HbsAg)的滴度從1:256降至1:64。臭氧濃度13.6mg/m?時使用30分鐘,使HbsAg破壞99.99%,使用甲型肝炎病毒抗原(HAAg)100%;國外Wolo等實驗證明0.5ppm的臭氧可滅活空氣中的甲型流感病毒99%;Herbold等報告20℃水中,臭氧濃度為0.13mg/L時,可以100%的滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒I型(PVI)。臭氧滅活病毒速度極快,當(dāng)臭氧濃度分別為0.09mg/L~0.8mg/L時,在反應(yīng)zui初5秒鐘內(nèi),噬菌體T2即可被滅活5~7個對數(shù)值。Finch發(fā)現(xiàn)水中含臭氧濃度40μg/L時作用20秒鐘,可使大腸桿菌噬菌體ms2滅活4個對數(shù)值。Vaughn等在4℃條件下,對比了臭氧對猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型的滅活效果,發(fā)現(xiàn)兩種病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速滅活。Crpend等檢測了經(jīng)臭氧處理后的血清中愛滋病毒(HIV)的滅活情況,證明當(dāng)臭氧濃度為4mg/L時,可將滴度為106CID50/mLHIV全部滅活,病毒滴度下降6個對數(shù)值. 4.臭氧對真菌 臭氧濃度為9.6mg/L時,作用100分鐘對雜色曲霉與桃色擬毒霉的殺滅率達(dá)100%,對蠟葉枝孢霉23 mg/L 30分鐘、青黑霉在12.5mg/L作用35分鐘、桔青霉在15.4mg/L作用30分鐘,尖鐮孢霉在15.5mg/L時作用20分鐘,均可達(dá)100%滅活率。對于煙曲霉、細(xì)交鏈孢霉、爪哇毛霉等,在臭氧濃度為3.85~10.7 mg/L 時作用10-20分鐘滅活率達(dá)96.4%。伍學(xué)洲等發(fā)現(xiàn),臭氧在30分鐘內(nèi)對青霉菌的殺滅率為93.8%,對毛霉菌的殺滅率為100%;白希堯等報告,濃度為15mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘,可100%地殺滅試驗中的黑曲霉和酵母。 5. 臭氧對原蟲 Finch等比較22℃時臭氧對蘭氏賈弟鞭毛蟲和鼠型賈弟鞭毛蟲色曩的滅活效果,當(dāng)Ct值0.86mgmin/L時,可使鼠型賈弟鞭毛蟲減少4個對數(shù)值,Ct值為2.5mgmin/L時,使蘭氏賈弟鞭毛蟲減少4個對數(shù)值。Korich等比較了臭氧、二氧化氯、氯對凈化水中的微小隱孢子蟲卵囊的滅活作用試驗證明,1ppm的臭氧作用5分鐘可以滅活90%的卵囊,1.3ppm的二氧化氯則需作用1小時,80ppm的氯則需作用1.5小時才能達(dá)到同樣效果。 6. 臭氧的廣譜殺菌原理 臭氧幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果,且滅菌時間來說,迅速無比,是氯的300-600倍,紫外線的3000倍。臭氧的滅菌機(jī)理,Roy等研究報告,臭氧可破壞病毒衣殼蛋白的四條多肽鏈并使RNA受到損傷;Kim等報告,臭氧作用過程中,可使噬菌體中RNA被釋放,電鏡觀察可見噬菌體被四列成小的碎片。還有人認(rèn)為,臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng),穿入菌體內(nèi)部,作用于脂蛋白和脂多糖,改變細(xì)胞的通透性,從而導(dǎo)致細(xì)菌溶解和死亡, 臭氧的滅菌速度和效果是的,它的高氧化還原電位決定了它對氧化、脫色、除味方面的廣泛應(yīng)用,有人研究指出,臭氧溶解于水中,幾乎能夠消殺水中一切對人體有害的物質(zhì),比如鐵、錳、烙、硫酸鹽、酚、苯、氧化物等,還可分解COD、BOD等有機(jī)物及滅藻等。
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