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室内氮氧化物监测污染与治理解析

文章出处:河北谱云科技123彩票充值 人气:发表时间:2019-05-29 23:38

  1 概述

  据统计,人们全天有超过80%的时间是在室内度过的,相比于室外空气,室内空气对人体身体健康的影响更为显著,因此室内环境中的空气污染及其危害越来越受到人们的重视。

氮氧化物污染危害

  厨房燃气燃烧后生成的污染气体主要有一氧化碳和氮氧化物,CO作为一种有毒气体对环境的污染以及人体的危害众所周知,人们对燃气用具燃烧时产生的CO已有足够的警惕,在我国现行标准中对燃气用具CO的排放量一直以来就有严格的控制要求。但另一种污染源氮氧化物(NOX)却一直被忽视。氮氧化物(NOX)是指NO、N2O、N2O3、N2O4和N2O5等氮与氧的化合物总称。室内氮氧化物通过呼吸进入人体内,刺激呼吸道和肺部,对心、肝、肾等造成腐蚀损害,还会引起急性或慢性中毒,并有致癌作用,严重影响到人体健康。

  2 室内氮氧化物的主要来源及其危害

  2.1 NOX的污染来源

  室内空气中氮氧化物的污染主要来源于以下几种途径,分别是采暖和烹调时燃料的燃烧、室内吸烟释放的烟气、以及室外大气中的NOX进入等。

  据统计,煤炭是我国城市家用的主要燃料,约占燃料总量的50%~80%,其次是煤气和液化气,约占20%~50%[1],燃料完全燃烧时将产生大量的NOX将弥散于室内难以排出;吸烟产生的烟雾中有CO、醛类、烃类、亚硝胺、NOX和颗粒物等污染物[2],约有90%直接弥散在周围空气中,监测表明,室内空气中NOX浓度随着吸烟人数、吸烟量的增加而升高;当室内NOX浓度低于室外时,室外的污染物会经门、窗自然渗入或经机械通风系统进入,但浓度一般不会超过室外。

  2.2 氮氧化物的危害

  氮氧化物(NOX)的破坏力很强,是一种毒性很强的腐蚀剂,当空气中的NOX被吸入到肺内,就会在肺泡内形成亚硝酸 (HNO2)和硝酸(HNO3),由于这两种酸有较强的刺激作用,就会增加肺毛细血管的通透性,导致胸闷、咳嗽、气喘甚至肺气肿等症状。光化学烟雾产生的是NO2和HC。当空气中有这两种物质存在,再遇到合适的气候条件时,如强烈阳光、无风、逆温等,就会产生光化学烟雾。光化学烟雾对人的影响主要是对眼睛和呼吸道产生刺激,使红眼病患者增加,促进哮喘病人发作,并引发其它疾病。

  3 室内氮氧化物的监测方法

  3.1 气相色谱法[3]

  由于氮氧化物在氢火焰离子化检测器上没有响应,不能用常规的气相色谱法,因此需要采取转化气相色谱法检测大气中的氮氧化物。该方法中氮氧化物与气相的乙醇反应,生成乙醇的亚硝酸酯,用氢火焰离子化检测器(FID)检测。如果样品气体中有高浓度的碳氢化合物共存时,则选用电子捕获检测器 (ECD),因为该检测器对亚硝酸酯的响应灵敏度很高,而对高浓度的碳氢化合物响应较低。因此,应用该方法快速、定量分析氮氧化物含量的关键是选择合适的色谱柱和检测器。

  3.2 盐酸萘乙二胺比色法[4]

  盐酸萘乙二胺比色法通过测量一氧化氮和二氧化氮的混合物,来表示一定时间内NOX的平均值,不能反映样品气中NOX实时的浓度变化。该方法是一种标准的化学分析方法,也是一种国家标准分析方法。

  3.3 化学发光法[3]

  化学发光法是利用测量化学发光强度对物质进行分析测定,可在液相、气相或固相中进行,应用该方法测量氮氧化物快速、简洁,可以同时测量NO、 NO2、NOX,既可以进行离线分析,又可以进行在线测量。是目前国家环保局和美国环保署推荐的氮氧化物定量分析方法。

  3.4 电化学方法[3]

  电化学法测量NOX是用气敏性离子选择电极作为指示电极(或称传感器),是一种电位测量方法。该方法中元件的气敏性的优良直接影响测量结果准确性,由于传感器的响应时间会随着使用逐渐变小,达到平衡的时间也会越来越长,因此,传感器一般只能使用 1年~2年,属消耗性元件。

  4 室内氮氧化物的处理方法

  当前治理NOX的方法主要有选择性催化还原法、选择性非催化还原法、催化分解法、液体吸收法、微生物法、吸附法等。由于溶液吸收法极难溶于水和碱溶液,因此净化效果差;吸附法虽然能回收氮氧化物,但由于其吸附容量小,吸附剂用量大,造成设备庞大、再生频繁,一些技术还存在障碍,所以应用不广泛。下面我们介绍一些常用的方法。

  4。1 催化还原法

  催化还原法分为选择性催化还原法(SCR)和非选择性催化还原法两类。

  4。1。1 选择性催化还原法(SCR)[5]

  该法用NH3做还原剂,帮助NOX在290℃~400 ℃的催化剂层中分解为N2和H2O。工业实践表明,NOX的转化率为60%~90%。但随着该系统的运行时间的增加,催化剂的活性逐渐丧失,烟气中残留的氨或氨泄漏也将增加,造成污染。

  4.1.2 选择性非催化还原法(SNCR)[6-7]

  选择性非催化还原(SNCR)是当前NOX治理中广泛采用且具有前途的技术之一。SNCR通过注入NH3或尿素等还原剂在没有催化剂的情况下发生还原反应,将NOX转化为N22222222,温度的控制在该方法中起着至关重要的作用。钟秦等通过实验研究发现,在 800℃~1200 ℃下喷射尿素还原剂或几种铵盐还原剂能脱除NOX,其中尿素还原剂脱NOX的能力最强,碳酸氢铵还原剂次之。使用尿素安全可靠,又无 NH3 泄漏污染作业环境的问题[8]。在工业实践中逐渐用尿素代替作还原剂。SNCR法的除硝效率较低,而费用仅为SCR的1/5 左右。

  4.2 微生物法

  目前国内外关于微生物法处理氮氧化物的研究,主要是针对NO废气的处理。可分为反硝化处理和硝化处理。反硝化是利用厌氧性微生物在厌氧条件下分解NO的一种处理方法;硝化则是利用硝化细菌在有氧条件下, 将氨氮氧化成硝酸盐氮,然后再通过反硝化过程将硝酸盐氮转化成N2的处理过程。他们的相同点是均通过对温度、湿度、pH 等环境因素的控制,使微生物处于最佳生长状态,以提高对NOX的净化率。该方法只是近10年来发展起来的,随着研究的不断深入,将会得到更全面的发展。

  5 结论

  氮氧化物直接影响着人体的身心健康和生活质量。因此,我们应该重视室内环境的污染问题,积极地了解有关室内环境污染方面的知识,由于氮氧化物的治理还不成熟,因此,从源头上减少氮氧化物的排放,并采取一切可行的防治措施,来保证人们的健康至关重要。

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氮氧化物尾气分析仪

 

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