离子发生器对室内空气的净化作用研究

林育锦，毕小林，夏俊涛，孟庆华

(江苏师范大学化学化工学院，江苏 徐州 221116)



离子发生器对室内空气的净化作用研究

林育锦，毕小林，夏俊涛，孟庆华

(江苏师范大学化学化工学院，江苏 徐州 221116)

近年来，我国的空气环境污染越发严重，在此背景下，市面上产生了多种负离子发生器的空气净化装置。针对其离子发生器的空气净化作用进行了观察和研究。测定结果表明,负离子发生器能有效减少室内PM2.5浓度,对甲醛、苯浓度的减少并无明显效果。

离子发生器；室内空气净化；苯；甲醛

引 言

近年来，随着我国工业化进程的加速，城市雾霾日益严重，空气污染越来越严重，对人体的损害也越来越大。人在室内活动的时间占其总活动时间的60%～80%，室内空气污染的程度对人体健康有直接影响，空气的质量与人类的健康息息相关。室内空气污染往往比室外空气污染更严重，在某些情况下，前者的严重程度可以达到后者的100倍以上[1]。

在我国，每年室内空气污染造成的死亡人数在10万人次以上[2]。显然，室内空气污染已经严重地危害到人们的健康，而且造成了一定的经济损失。所以，解决当前日益凸显的室内空气污染问题己经刻不容缓。此背景下，市面上产生了多种负离子发生器的空气净化装置。空气净化器的主要功能是能够滤去空气中的尘埃，减少或消除异味及有害气体，双重灭菌及释放负离子，改善和提高室内空气质量。广告宣称负离子空气净化器中的负离子不但可以中和空气中的污染物质，如香烟以及氮氧化合物，而且可以有效地净化空气中的废气、病菌等，使空气质量得到显著提升[3]。离子空气净化器中离子发生器对净化室内空气的效果很容易被夸大虚标。所以，了解离子空气发生器净化室内空气的效果，对于消费者选择空气净化器有很大的指导意义。我们模拟室内环境对离子发生器的空气净化作用进行了研究，为购买离子空气净化器的人群提供一些参考。

1 实验方法

模拟室内环境制作了1个80 cm×60 cm×70 cm的矩形箱(含2个风扇)，如图1。于室温条件下测定模拟测试室中负离子发生器等在工作前、后室内空气中PM2.5、甲醛、苯含量的变化，对其净化空气的效果进行检测。

图1 矩形箱结构图

实验前，测箱内PM2.5、甲醛、苯的本底值，作为连续监测本底值。测定时，风扇置于矩形箱对角线位置，保证箱内气体混合均匀，将测试仪放置于箱内中间位置，定时采样。

1.1 试剂与仪器

甲醛，分析纯，w(HCHO)=37%；苯，分析纯，w(C6H6)≥99.5%。

正负离子发生器，型号CL-J06C-K，负离子浓度400万个/cm3，正离子浓度400万个/cm3，厦门康维尔电子有限公司；负离子发生器，型号CL-M24C，负离子浓度800万个/cm3，厦门康维尔电子有限公司；气相色谱仪，SP-6809型，色谱柱W-170/30 m×0.32 mm×0.5 μm；PM2.5检测仪，迪力仪器有限公司；微量进样器，1 000 μL，上海高鸽工贸有限公司；甲醛检测仪，深圳市天美意科技有限公司。

1.2 测定方法

PM2.5浓度测定用PM2.5检测仪。测量时，打开测量仪，开机10 min。然后，将量程选至估计范围，并调至零点。开风机60 s后读数，每隔30 s读数，直接读出结果，单位为μg/m3。

甲醛浓度测定用甲醛检测仪。测量时，打开测量仪，开机10 min。然后，将量程选至估计范围，并调至零点。开风机60 s后读数，每隔30 s读数，直接读出结果，单位为mg/L。

苯浓度用气相色谱仪测定，柱温为40 ℃，检测室温度200 ℃，汽化室温度180 ℃。开风机60 s后，用微量进样器，每次取0.6 mL。

2 结果与分析

2.1 对空气PM2.5质量浓度的影响

在实验室的现有条件下，用点燃香烟所产生的烟雾作为室内空气污染物来进行实验室内的空气净化测试。点燃香烟1 min后先测本底值，负离子发生器开机10 min后测第1次数据；之后，每隔30 s测1次数据。结果如图2。

图2 PM2.5质量浓度变化

由图2可知，在整个模拟实验过程中，添加污染源后箱内PM2.5的本底值是随时间的增加趋于平稳的，这说明室内PM2.5不能自身降解；在打开正负离子发生器后，PM2.5质量浓度无明显变化；打开负离子发生器后，由于箱内产生大量的负氧离子，微粒积聚而变重并落下，或被不带负电荷的物体，如箱壁等，所吸引，对室内PM2.5产生净化作用，降低了室内PM2.5的质量浓度。随着负离子工作时间的延长，其效果显示出下降趋势。

2.2 对空气甲醛质量浓度的影响

添加甲醛污染源后，先测本底值，负离子发生器开机10 min后测第1次数据；之后，每隔30 s测1次数据。结果如图3。

图3 甲醛质量浓度变化

由图3可知，在整个模拟实验过程中，放置甲醛污染源后，开正负离子发生器，甲醛质量浓度与本底值相比无明显变化；打开负离子发生器后，甲醛质量浓度与本底值相比无明显变化。

2.3 对空气苯质量分数的影响

添加苯污染源后，先测本底值。负离子发生器开机10 min后测第1次数据；之后，每隔5 min测1次数据。结果见图4。

图4 苯质量分数变化

由图4可知，在整个模拟实验过程中，放置苯污染源后，开正负离子发生器，苯质量分数与本底值相比无明显变化；打开负离子发生器后，苯质量分数与本底值相比无明显变化。

3 结论

在实验条件下，使用正负离子发生器，对空气中的PM2.5、甲醛、苯含量的改变并无明显作用；使用负离子发生器可以改善室内PM2.5浓度，但对甲醛、苯并无明显作用。由此可知，在此实验条件下，市面上的离子空气净化器宣称离子发生器对空气的净化作用效果有部分夸大，消费者应根据自身的需要来选择相应的产品。

[1] 丁树江.负离子空气净化器的应用研究[J].中国新通，2016(3)：135.

[2] 郭式波.中央空调系统中空气净化技术研究[D].太原:太原理工大学,2012:2-3.

[3] 龚圣，黄肖容，隋贤栋.室内空气净化技术[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(4):55-57.

Research on purification of indoor air by ion generator

LIN Yujin, BI Xiaolin, XIA Juntao, MENG Qinghua

(School of Chemistry & Chemical Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou Jiangsu 221116, China)

In recent years, air pollution in China has become more and more serious. In this context, the market has produced a variety of air purification device by negative ion generator. The effect of air purification by ion generator is observed and studied. The results show that the negative ion generator can effectively reduces the indoor PM2.5 concentration, and there is no significant effect on the reduction of benzene and formaldehyde concentration.

ion generator; indoor air purification; benzene; formaldehyde

2016-06-15

林育锦，女，1995年出生，江苏师范大学本科在读。研究方向：环境工程。

环境保护

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.05.39

X701；TQ05

A

1004-7050(2016)05-0124-02