摘要： 簡(jiǎn)述了空氣污染物的危害.分析了室內(nèi)空氣品質(zhì)并且給出了空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，提出了關(guān)于控制室內(nèi)污染的方法并對(duì)幾種新的凈化滅菌方式進(jìn)行了論述
關(guān)鍵詞： 室內(nèi)空氣污染物 發(fā)性有機(jī)物 凈化
O引言
SARS的肆虐使人們對(duì)室內(nèi)空氣的衛(wèi)生和健康環(huán)境提出了更高的要求，研究表明在家庭和辦公區(qū)內(nèi)的空氣污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于室外。病毒及細(xì)菌可以通過(guò)呼吸、皮膚以及黏膜進(jìn)入我們的身體內(nèi)，所以65%到75%的感染和過(guò)敏癥狀幾乎都是由以上途徑利用人和人相互傳染上的。人們往往關(guān)注于大樓內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)制冷制熱能力而忽略了對(duì)影響人體健康有著關(guān)鍵聯(lián)系的室內(nèi)空氣品質(zhì)（IAQ）問(wèn)題。室內(nèi)的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）,懸浮微生物（Bioaerosols）和漂浮在空氣中的微粒（Particulars）是造成居住和辦公環(huán)境空氣品質(zhì)下降的元兇。新風(fēng)通風(fēng)換氣次數(shù)不足,沒(méi)有充足的室外新鮮空氣稀釋室內(nèi)污染的空氣，從而導(dǎo)致了室內(nèi)空氣進(jìn)一步惡化。因此關(guān)注公共健康，不斷提高室內(nèi)空氣品質(zhì)，為公眾提供健康、安全、舒適的生活產(chǎn)環(huán)境，、生便成為后SARS時(shí)期我們所應(yīng)積極投入的研究方向
1 室內(nèi)空氣污染的分析
在一天的生活中，人們停留在室內(nèi)的時(shí)間超過(guò)了全天的80％。污染源產(chǎn)生的污染物對(duì)健康的影響隨室內(nèi)環(huán)境不同(如室內(nèi)容積、通風(fēng)量、自然清除等)而不同。室內(nèi)空氣的污染物按照其構(gòu)成可分為以下幾種：
1.1微粒粉塵及有害氣體
民用建筑中懸浮的微粒粉塵主要為煙霧（香煙、炊煙中的顆粒）。包括燃燒產(chǎn)生的可吸入性微粒，CO、氮氧化物、SO2 等。
1.2懸浮微生物
包括細(xì)菌、病毒、霉菌等是引起呼吸道疾病以及室內(nèi)空調(diào)疾病的最直接的原因
1.3揮發(fā)性有機(jī)物
包括甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿、廚房中的油煙和香煙中的煙霧等有機(jī)蒸氣，其中某些具有相當(dāng)?shù)闹掳┬?/FONT>
室內(nèi)空氣污染物一般情況下不會(huì)超標(biāo)，短期內(nèi)人體不會(huì)有明顯的反應(yīng)，但是由于室內(nèi)空氣污染物種類較多，污染源各異，因此可能會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的協(xié)同作用，以至能夠?qū)θ梭w造成長(zhǎng)期且持續(xù)的危害。以下是幾種主要室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源以及對(duì)人體的影響。
表1幾種主要空氣污染物對(duì)人體的影響
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化學(xué)污染物 |
對(duì)人體的影響 |
主要來(lái)源 |
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甲醛 |
嘔吐，刺激眼睛，頭痛，頭暈，癌病，呼吸系統(tǒng)刺激，導(dǎo)致貧血 |
家具，地毯，合成板，夾板，以及保溫材料 |
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一氧化碳 |
頭痛，嘔吐，疲勞 |
香煙，廚房油煙 |
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苯及其聚合物 |
頭暈，鼻腔刺激，頭痛 |
油漆，合成材料，印刷品，墨水 |
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甲苯 |
頭暈，鼻腔刺激，頭痛，中毒 |
油漆，溶劑，磨光劑，汽車尾氣，干洗溶劑 |
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碳化氫， 碳?xì)浠衔?/FONT> |
頭暈，頭痛 |
汽油，燃料，油脂，壁爐 |
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氣霧劑 |
刺激眼睛，頭痛，頭暈 |
定型發(fā)膠,除臭劑 |
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微粒，灰塵 |
刺激眼睛，刺激呼吸道及肺，咳嗽 |
香煙煙霧，壁爐，燒烤，烹飪 |
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臭氧 |
對(duì)肺細(xì)胞產(chǎn)生刺激及損害 |
打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電子空氣凈化器 |
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氡 |
使人機(jī)體免疫力下降，甚至誘使細(xì)胞發(fā)生癌變 |
土壤、巖石、水、天然氣、建建筑磚石材料 |
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二氧化碳 |
對(duì)腦脊髓神經(jīng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的
刺激作用，高濃度時(shí)呼吸困難 |
人新陳代謝，燃燒碳化合物 |
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氨 |
呼吸困難，頭暈，頭痛，刺激眼睛及呼吸道 |
混凝土防凍劑，人體代謝產(chǎn)物，添加劑，增白劑 |
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生物性氣溶膠 |
病毒載體降低人體免疫力 |
體液，有機(jī)揮發(fā)物，燃燒產(chǎn)生的煙 |
上述幾種污染物是現(xiàn)代建筑中最常見(jiàn)的污染物，它們是建筑內(nèi)各種異味的主要根源，決定了人們對(duì)空氣的新鮮度的感受，影響了對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的可接受性。因此對(duì)上述室內(nèi)污染物的控制是對(duì)通風(fēng)空調(diào)技術(shù)提出的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
2．室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)及標(biāo)準(zhǔn)
室內(nèi)污染物種類繁多，它們當(dāng)中有的會(huì)引起人體某種不愉快的感覺(jué)，有的被認(rèn)為對(duì)健康造成一定程度的損害，還有一些其特性目前還不為人類所認(rèn)識(shí)．如此種類繁多的污染物其存在是造成室內(nèi)空氣品質(zhì)不良的重要原因。
2.1室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)目的
掌握室內(nèi)空氣品質(zhì)狀況和變化趨勢(shì)，以開(kāi)展室內(nèi)污染的預(yù)測(cè)。
評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣污染對(duì)健康的影響，以及室內(nèi)人員接受的程度，為制訂室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
弄清污染源(如建材、涂料)與室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況關(guān)系，為建筑設(shè)計(jì)、衛(wèi)生防疫、控制污染提供依據(jù)
2.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法
2.2.1客觀評(píng)價(jià)，直接用室內(nèi)污染物指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法稱為客觀評(píng)價(jià)。涉及到室內(nèi)空氣品質(zhì)的低濃度污染物太多，因此需要選擇具有代表性的污染物作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，來(lái)全面、公正地反映室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況。 考慮到不同等級(jí)的環(huán)境質(zhì)量引起的環(huán)境效應(yīng)(主要考慮主觀評(píng)價(jià))。等級(jí)劃分基準(zhǔn)通常可參考下表
表2環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
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分級(jí) |
特點(diǎn) |
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清潔 |
適宜于人類居住 |
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未污染 |
各環(huán)境污染要素的污染物均不超標(biāo)，人類正常生活 |
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輕度污染 |
至少有一個(gè)環(huán)境污染要素的污染物超標(biāo)，除了敏感者之外，一般不會(huì)發(fā)生急慢性中毒 |
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中度污染 |
一般有2～3個(gè)環(huán)境污染要素的污染物超標(biāo)，人群健康明顯受害，敏感者嚴(yán)重受害 |
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重度污染 |
一般有3～4個(gè)環(huán)境污染要素的污染物超標(biāo)，人群健康嚴(yán)重受害，敏感者可能死亡 |
由于室內(nèi)環(huán)境中的污染物濃度很低，短期內(nèi)對(duì)人體健康不會(huì)有明顯作用，從環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法來(lái)說(shuō)，一般以分指數(shù)及綜合指數(shù)來(lái)判定室內(nèi)空氣品質(zhì)等級(jí)：
表3空氣品質(zhì)等級(jí)
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綜合指數(shù) |
室內(nèi)空氣品質(zhì)等級(jí) |
等級(jí)評(píng)價(jià) |
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≤0.49 |
Ι |
清潔 |
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0.5-0.99 |
Ⅱ |
未污染 |
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1.0-1.49 |
Ⅲ |
輕度染 |
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1.5-1.99 |
Ⅳ |
中污染 |
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≥2.0 |
Ⅴ |
重污染 |
2.2主觀評(píng)價(jià)，利用人自身的感覺(jué)器官進(jìn)行描述和評(píng)判工作。主觀評(píng)價(jià)主要有兩個(gè)方面工作．一是表達(dá)對(duì)環(huán)境因素的感覺(jué)；二是表述環(huán)境對(duì)健康的影響。室內(nèi)人員對(duì)室內(nèi)環(huán)境接受與否是屬于評(píng)判性評(píng)價(jià);對(duì)空氣品質(zhì)感受程度則屬于描述性評(píng)價(jià)。美國(guó)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-1999《Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality》中這樣定義可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)：“空氣中沒(méi)有已知的污染物達(dá)到公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)所確定的有害濃度，且處于該環(huán)境中的絕大多數(shù)人（≥80%）沒(méi)有表示不滿?！钡堑湆W(xué)者FANGER提出：“品質(zhì)反映了滿足人們要求的程度”。人們滿意的空氣環(huán)境就是高品質(zhì)，反之，就是低品質(zhì)。此定義僅著眼于主觀評(píng)價(jià)，有一定缺陷，例如人們并不能立即感覺(jué)到環(huán)境空氣中的放射性微粒而表示不滿。
美國(guó)國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（national ambient air quality standard）
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一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) |
二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||||
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類型 |
均值類型 |
濃度a |
均值類型 |
濃度a | |
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CO |
小時(shí)平均值（b） |
35ppm
(40mg/m3) |
無(wú) | ||
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8小時(shí)平均值（b） |
9ppm
(10mg/m3) |
無(wú) | |||
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NO2 |
年算術(shù)平均值（h） |
0.053ppm
(100ug/m3) |
同一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||
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O3 |
小時(shí)平均值（c） |
0.12ppm
(235ug/m3) |
同一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||
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8小時(shí)平均值 |
0.08ppm
(157ug/m3) |
同一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | |||
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SO2 |
年平均值 （h） |
0.03ppm
(80ug/m3) |
3小時(shí)平均值(h) |
0.5ppm
(1300ug/m3) | |
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24小時(shí)平均值 （b） |
0.14ppm
(365ug/m3) | ||||
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顆粒物 (PM10) |
24h均值 |
150ug/m3 |
同一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||
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年均值（d） |
50ug/m3 | ||||
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Pb及其化合物 |
季均值（h） |
1.5ug/m3 |
同一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) | ||
a——括號(hào)內(nèi)的數(shù)值是表格內(nèi)濃度的近似值
b——每年不能超過(guò)一次
c——每年中所期望達(dá)到的最大小時(shí)平均濃度高于0.21ppm的天數(shù)小于等于1，數(shù)值根據(jù)美國(guó)國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的臭氧濃度附錄H決定
d——三年的時(shí)期內(nèi)不能被三年的年度濃度均值的平均值超過(guò)
h——嚴(yán)格限定不能被超過(guò)
3.改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑
健康建筑國(guó)際HBI（Health Building International）在調(diào)查了世界各國(guó)的約1600幢建筑后，認(rèn)為從暖通空調(diào)的角度來(lái)看，造成SBS的原因主要可以歸納為三條：
a) 通風(fēng)不良（poor ventilation）；
b) 空氣過(guò)濾不足（inefficient filtration of the air）；
c) 系統(tǒng)維護(hù)不當(dāng)（inadequate standards of hygienic maintenance）。
通過(guò)對(duì)以上情況的分析可知改善IAQ要做到標(biāo)本兼治。因此我們可以從以下幾個(gè)方面著手：控制污染源，合適的新風(fēng)，提高空調(diào)系統(tǒng)的凈化能力，控制室內(nèi)污染物的產(chǎn)生與室外污染物的進(jìn)入是改善IAQ的根本，改進(jìn)HVAC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和提高后期系統(tǒng)運(yùn)行管理則是提高IAQ的保證
3.1控制污染源
(1) 監(jiān)控室外空氣狀況，對(duì)室外引入的新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行清潔過(guò)濾處理．提高過(guò)濾效果，超標(biāo)時(shí)能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制。
(2) 對(duì)復(fù)印機(jī)室和打字室、餐廳、廚房、衛(wèi)生間等產(chǎn)生污染源的地方進(jìn)行處理，避免建筑物內(nèi)的交叉污染。必要時(shí)在這些地方進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)換氣。
(3) 嚴(yán)格控制含有較重污染物的建筑材料的使用，盡量使用無(wú)污染或低污染的建筑裝飾材料，減少污染物的散發(fā)
(4) 液滴和灰塵是細(xì)菌傳播的重要途徑。定期清洗或及時(shí)更換空調(diào)系統(tǒng)中易污染的部件，如過(guò)濾器、熱交換器、消聲器等，防止污染物的沉積，多種含碳的物質(zhì)均是霉菌的營(yíng)養(yǎng)源，并且應(yīng)及時(shí)排除冷凝水，防止孳生微生物。
3.2適合的新風(fēng)及換氣次數(shù)
選擇合理的新風(fēng)量和換氣次數(shù)，維持建筑物內(nèi)合理的壓力分布，保持室內(nèi)空氣的清潔衛(wèi)生及合理的通風(fēng)換氣效果。下圖為通風(fēng)換氣對(duì)室內(nèi)煙氣粒子濃度的影響：
ａ）無(wú)通風(fēng)時(shí)煙粒子的濃度變化 ?。╞）有通風(fēng)時(shí)煙粒子的濃度變化
發(fā)煙時(shí)段9分鐘為0～9分鐘 發(fā)煙時(shí)段為0～9分鐘
可見(jiàn)9分鐘發(fā)煙時(shí)段所產(chǎn)生的煙氣量在通風(fēng)環(huán)境下10分鐘后即可得到有效的減少，通風(fēng)換氣為控制煙塵發(fā)生源的有效的手段，能夠減小煙霧粒子在室內(nèi)的凝聚沉降作用，有利于市內(nèi)空氣品質(zhì)的提高。
3.3空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
1、合理組織室內(nèi)氣流，保證通風(fēng)氣流能達(dá)到所確定的工作區(qū)．
2、強(qiáng)調(diào)對(duì)微生物污染的控制，提高空調(diào)系統(tǒng)的凈化能力, 控制建筑物室內(nèi)的溫濕度以減少微生物的生長(zhǎng)，充分利用自然通風(fēng)提高空內(nèi)的換氣效果和降低能耗
3.4系統(tǒng)運(yùn)行管理
在系統(tǒng)投入運(yùn)行后，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)管理與維護(hù)．定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，控制室內(nèi)通風(fēng)和溫濕度及污染物，保證系統(tǒng)在設(shè)計(jì)要求下運(yùn)行。保證空氣處理機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的清潔及空氣處理機(jī)房的衛(wèi)生是必須的。及時(shí)清洗機(jī)組的過(guò)濾器，防止被過(guò)濾器攔截下來(lái)的帶有致病微生物的灰塵再次進(jìn)入系統(tǒng)和空調(diào)房間。有些運(yùn)行中的集中空氣處理機(jī)房由于管理不善，常有許多雜物堆放在里面，經(jīng)常不打掃，造成有許多垃圾和灰塵堆積，致使機(jī)房本身就是一個(gè)致病微生物的發(fā)源地。故對(duì)機(jī)組過(guò)濾器的及時(shí)清洗和空調(diào)機(jī)房的衛(wèi)生維護(hù)管理是防滅菌的一個(gè)重要前提。
4.新技術(shù)在改善空氣品質(zhì)中的貢獻(xiàn)
人類文明的進(jìn)步離不開(kāi)新科學(xué)新技術(shù)的支持，消除室內(nèi)污染物對(duì)人體健康的影響，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，建立健康綠色的室內(nèi)環(huán)境同樣離不開(kāi)新理論新技術(shù)的支持。
現(xiàn)有的技術(shù)手段及設(shè)備已能有效控制顆粒污染物。過(guò)濾技術(shù)已非常成熟，除了普通濾料，帶電濾料、外加電壓濾料、抗菌濾料及靜電過(guò)濾器也在空調(diào)設(shè)備中應(yīng)用，甚至家用空氣清凈機(jī)也已用上了HEPA過(guò)濾器。其中HEPA對(duì)0.3mm粒子的過(guò)濾效率高于99.97%，可以有效的攔截絕大多數(shù)的浮游生物及懸浮粒子。
氣態(tài)污染物的控制在實(shí)踐上還是一個(gè)難題。從理論上講，控制氣態(tài)污染物的方法很多，最經(jīng)典的就是用活性炭吸附（有物理和化學(xué)吸附兩種）。非典的肆虐使“室內(nèi)滅菌”的概念推進(jìn)了高新空調(diào)凈化設(shè)備的出現(xiàn)，其核心的理念既是對(duì)有害病菌及氣體的吸附和分解。如紫外線滅菌，光觸媒催化滅菌，臭氧滅菌，活性碳吸附、靜電吸附等。
4.1 光觸媒（TiO2）是一種催化劑，超強(qiáng)的氧化能力可以破壞細(xì)胞的細(xì)胞膜，使細(xì)菌質(zhì)流失致死亡，凝固病毒蛋白質(zhì)，抑制病毒活性，其氧化能力強(qiáng)于負(fù)離子，比活性碳更具吸附能力。可以有效的清除環(huán)境中的不良味道，歐美權(quán)威試驗(yàn)室層測(cè)定，每平方厘米的光觸媒其脫臭能力是活性碳的150倍。是一種極具發(fā)展前途的凈化材質(zhì)
4.2 正負(fù)離子群強(qiáng)力殺菌技術(shù)，就是通過(guò)離子發(fā)生器高壓放電，將水分子分解成正負(fù)離子。由于水分子被包裹，形成正負(fù)離子群，然后以水分子為載體，在空氣中到處浮游的正負(fù)離子群遇到細(xì)菌、霉菌、病毒等有害物質(zhì)，就能立即將其包圍和隔離。然后，正負(fù)離子群中性能最活躍的氫氧根離子與這些有害物質(zhì)進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，最后將它們徹底分解成水分子等無(wú)害物。
4.3在比表面積比活性炭更大的活性炭纖維(約2000m2／g)上添加活性化學(xué)物質(zhì)，可以制備出具有去污、抗菌作用更強(qiáng)的凈化材料，這些材料在當(dāng)前是最有應(yīng)用前景的凈化技術(shù)。 將錳／銅或者銀／錳添加在活性炭纖維上可有效地去除硫化氫等室內(nèi)有害氣體并有抗菌作用。
4.4 最近，研究發(fā)現(xiàn)用銀、銅、鉑、銀和二氧化鉆作催化劑，與含鋁、鎂、硅無(wú)機(jī)粘合劑制成的涂料、具有良好的自潔性能，可長(zhǎng)期有凈化效力。含銀、銅催化劑的涂料具有良好的抗細(xì)菌、真菌和藻類的效果，可以催化分解氨氣和硫化氫等臭氣物質(zhì)。
4.5但并不是所有的滅菌手段都是積極有效的，紫外線及臭氧如超標(biāo)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生負(fù)面影響，近期加拿大的SANUVOX在對(duì)以往紫外線的分析研究的基礎(chǔ)上提出了新的滅菌技術(shù)。
紫外輻射分為四個(gè)波長(zhǎng):UV-A, UV-B, UV-C 以及 UV-V。UV-C是短波輻射，研究表明這個(gè)波段的紫外輻射能破壞細(xì)，微生物的DNA鏈，令有害物質(zhì)達(dá)到真正的“死亡”。臭氧的化學(xué)式是O3 ，它對(duì)保護(hù)大氣層，緩解溫室效應(yīng)起到非常關(guān)鍵的作用，但呼吸空氣里的臭氧卻能破壞對(duì)我們的肺泡組織，同時(shí)也對(duì)空調(diào)系統(tǒng)有腐蝕作用。EPA(美國(guó)環(huán)保署)和美國(guó)肺科學(xué)聯(lián)合會(huì)強(qiáng)烈反對(duì)家用型的臭氧凈化器，美國(guó)暖通空調(diào)及制冷協(xié)會(huì)ASHRAE規(guī)定空氣品質(zhì)中的臭氧應(yīng)小于0.05ppm, 美國(guó)職業(yè)安全及衛(wèi)生管理局OSHA要求小于0.10ppm. 紫外輻射的UV-V段可以強(qiáng)烈氧化空氣中的化學(xué)有機(jī)物質(zhì)以及異味，但其多余的副產(chǎn)品就是產(chǎn)生臭氧，SANUVOX研發(fā)的 J型紫外輻射管經(jīng)設(shè)計(jì)將UV-V段設(shè)為初始段（約占10%），然后經(jīng)過(guò)后一級(jí)的UV-C段（約占90%）的光解氧化后轉(zhuǎn)換成氧氣分子O2。這樣最后能溢出的臭氧濃度大概在微乎其微的范圍內(nèi)(<0.003ppm) ,舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一臺(tái)復(fù)印機(jī)，消毒柜或是電子空氣凈化器的臭氧產(chǎn)生量。
5.結(jié)論
室內(nèi)空氣品質(zhì)已成為現(xiàn)代建筑科學(xué)的前沿研究課題，它涉及醫(yī)學(xué)衛(wèi)生、建筑環(huán)境工程、建筑設(shè)計(jì)等諸方面，這需要全社會(huì)、各學(xué)科和各行業(yè)專業(yè)人員的積極參與，共同關(guān)注我們生存空間的空氣質(zhì)量，努力營(yíng)造一個(gè)衛(wèi)生、健康、舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境。