Чистый и свежий воздух над цветущим лугом мы легко отличаем от той газовой смеси, которой дышим вблизи заводских строений и которую тоже почему-то называем воздухом. От чего, чем и до какого уровня можно очистить воздух в городской квартире, говорится в нашей статье.
В основе всех экологических проблем, связанных с качеством воздуха, погодой и климатом лежит изменение химического состава атмосферы. В ходе человеческой деятельности в нее ежегодно выбрасывается несколько миллиардов тонн различных веществ в виде газов и аэрозолей. Изменение состава атмосферы имеет важные последствия и приводит к подавлению иммунной системы человека, увеличению числа заболеваний раком кожи и катарактой, а также к большим убыткам в сельском хозяйстве из-за воздействия на растения и животных.
Наши недомогания мы временами склонны объяснять так: что-то не то съели или не то выпили. А ведь достаточно вспомнить о десяти минутах, проведенных в автомобильной пробке рядом с выхлопной трубой отечественного КамАЗа, и не нужно искать другие причины головной боли. Ну а в современной городской квартире можно ли себя чувствовать в безопасности? Ведь жилье современного человека заполнено целым "букетом" далеко не безобидных летучих химических соединений. Оно "пахнет" фенолом и формальдегидом, которые широко применяются при изготовлении мебели и в строительстве, пентахлорфенолом (ДСП), хлорвинилом (моющиеся обои), окисью этилена (пластиковые трубы) и т. д. Проветривание комнат избавляет нас от этих загрязнителей только частично, да и то на короткое время. Деревенские жители с детских лет знают: угарный газ (СО) поступает в жилое помещение или парилку бани, если преждевременно закрыть печную заслонку. Дело в том, что этот газ, не имеющий цвета и запаха (то есть "не данный нам в ощущениях"), связывает гемоглобин крови и при больших концентрациях способен окончательно погасить сознание и привести к летальному исходу. В домах, где нет печей, курильщик табака оказывается основным источником угарного газа. Немалое его количество содержится и в выхлопах автомобильных двигателей. Конечно, мощности этих источников недостаточны для того, чтобы "угореть до смерти". В мизерных дозах угарный газ вызывает головную боль, кислородное голодание, удушье, при длительном воздействии - расстройство сердечно-сосудистой системы, способствует развитию атеросклероза.
Пыль и аэрозоли. Придорожная пыль деревенского проселка, безусловно, неприятна, но не столь опасна, как пыль у ворот химкомбината. Частички пыли, покрытые пленкой воды, способны поглощать и переносить на большие расстояния огромные количества любых веществ, в том числе и вредных.
Частицы атмосферной пыли состоят из самых разных веществ, например чистого кварца или смеси органических соединений. Размеры пылинок лежат в диапазоне от 0,1 до 10 мкм (99,9% частичек в воздухе нашей квартиры имеют размеры до 1 мкм). Частички размером более 10 мкм (песчинки, пыльца) быстро оседают, пылинки размером от 0,2 до 5 мкм плавают в воздухе несколько дней, а частицы аэрозолей величиной менее 0,1 мкм ведут себя подобно газам. Таким образом, не от всякой пыли можно избавиться при помощи обычного пылесоса и мокрой тряпки.
Микроорганизмы. Для полноты картины скажем и о других источниках загрязнений - это сам человек, его любимые домашние животные и комнатные растения. Они распространяют вирусы и бактерии, а также споры грибков и плесени. Любопытно, что бактерии и вирусы водятся только в жилых помещениях. Шведские ученые разработали норматив, по которому на каждого жителя должно приходиться в доме по 25 м3 воздуха. При уменьшении этой величины возрастает вероятность переноса инфекционных заболеваний.
Основные загрязняющие вещества
|
Дышать воздухом высокого качества важно для всякого, но особенно для определенных уязвимых групп, а именно детей, беременных женщин и их еще не рожденных младенцев, пожилых людей, а также тех, кто страдает респираторными или аллергическими заболеваниями, например, астмой или сенной лихорадкой.
В последнее время с аллергией на газообразные химические вещества связывают такое явление, как гиперактивность детей. Ребенок беспокоен, шумлив, раздражителен, агрессивен, плохо учится. Родители не знают, кого винить: друг друга, школу, окружение, - тогда как истинная причина может крыться в аллергии на химические вещества, причем даже без проявления обычных аллергических реакций.
Подобные наблюдения можно продолжать до бесконечности, но мы не хотим окончательно запугать читателя. Уже нарисовалась довольно мрачная картина жизни человека в современном городе. Есть ли выход?
"Чистильщики" воздуха
Основой любого очистителя воздуха являются фильтры. Как правило, в воздухоочистителях применяются несколько фильтров разных типов, предназначенных для нейтрализации различных загрязнений. По принципу действия все фильтры можно разделить на следующие группы:
- Механические фильтры (фильтры грубой очистки)
- Ионизаторы или электростатические фильтры
- Угольные (адсорбционные) фильтры
- Фильтры типа НЕРА
- Водные фильтры
- Фотокаталитические фильтры
Механические фильтры используются в качестве фильтров предварительной очистки и представляют собой обычную мелкую сетку. Они предназначены для удаления крупных частиц пыли, шерсти животных. Такие фильтры устанавливаются практически на всем климатическом оборудовании и защищают от пыли не только людей , но и внутренности самих приборов. Сетчатые фильтры достаточно пропылесосить или промыть водой.
Электростатические фильтры позволяют удалять из воздуха частицы размером до 0,01 мкм. Принцип их действия основан на притяжении электрических зарядов разной полярности. Загрязненный воздух проходит ионизированную камеру, в которой частицы загрязнения приобретают положительный заряд, после чего они оседают на отрицательно заряженных пластинах. Для очистки этого фильтра (пластин), достаточно промыть его мыльной водой.
Основой угольных или дезодорирующих фильтров является активированный уголь. Таким образом, угольные фильтры предназначены для удаления неприятных запахов и газовых примесей. Чаще всего такие фильтры применяются в дополнении к фильтрам других типов. Угольные фильтры не подлежат замене и после выработки своего ресурса их надо заменять на новые. Достоинством активированного угля является его способность поглощать большинство токсичных примесей. Однако уголь не задерживает легкие примеси, а к ним относятся такие токсины, как угарный газ, окислы азота, формальдегид, то есть основные загрязнители городского воздуха. К тому же по мере накопления токсинов и пыли сам прибор становится источником загрязнения и, более того, рассадником бактерий при несвоевременной смене фильтра. В городских условиях рекомендуется его менять каждые 3-4 месяца.
Фильтры типа HEPA (High Efficiency Particulate Arrestance). Фильтры такого типа изготавливаются из специального пористого материала на основе стекловолокна. Такие фильтры задерживают частицы размером до 0,3 мкм. Такие фильтры имеют высокую ценовую стоимость и невозможность регенерации.
Другим бытовым поглотителем примесей, в котором рабочим веществом служит вода, является водяной пылесос и водяные очистители. Помимо пыли и домашней грязи, такой пылесос эффективно поглощает все растворимые в воде молекулярные примеси. Это же является и недостатком подобного очистителя, потому что нерастворимые в воде примеси он не поглощает. А к ним относятся все сложные эфиры, которые человек ощущает как "посторонние запахи", фенол с формальдегидом, угарный газ, окислы азота и т. д. Кроме того, пылесос за 30 минут работы распыляет до 250 г воды, что существенно увеличивает влажность в помещении.
Фотокаталитические фильтры в отличие от других типов фильтров не накапливают разнообразные загрязнения , а расщепляют органику, запахи и вредные химические соединения до безвредных веществ- вплоть до 0,001 мкм. Таким образом , очиститель с фотокаталитическим фильтром никогда не станет источником загрязнения , каким может стать обычный очиститель, если вовремя не заменить отработанный фильтр. Явление фотокатализа было открыто более 20 лет назад, однако бытовые приборы стали выпускаться серийно только недавно. Фотокатализ играет важнейшую роль в живой природе. Так, процесс фотосинтеза, обеспечивающий жизнь на Земле, фотокаталитический. Под действием солнечных лучей (ультрафиолетовый спектр) растения вырабатывают кислород из поглощаемого ими углекислого газа и воды. Эта химическая реакция осуществляется благодаря находящемуся в клетках растений хлорофиллу. В реакции фотокатализа подобным катализатором служит диоксид титана. Под действием аналогичного солнечному излучению света ультрафиолетовой лампы катализатор на первой стадии очистки образует активные радикалы, нейтрализующие все вредные вещества, составляющие токсичные газы и неприятные запахи. На второй стадии эти же радикалы образуют молекулы перекиси водорода, известной каждому своим антисептическим действием. Этим достигается молекулярный уровень защиты от потенциального возникновения плесени. Молекулярный уровень, на котором очищает воздух фотокаталитический фильтр, на сегодняшний день является пределом науки.
С научной точки зрения исследование природы фотокаталитического эффекта, механизма действия фотокатализаторов чрезвычайно интересно. В 1998 году ежемесячно выходило около 150 публикаций, посвященных фотокатализу.
К настоящему моменту уже показано, что на поверхности TiO2 могут быть окислены (до СО2 и H2O практически любые органические соединения. На практике любой фотокаталитический очиститель воздуха включает в себя пористый носитель с нанесенным TiO2 , который облучается светом и через который продувается воздух. Органические молекулы из потока адсорбируются на поверхности фотокатализатора, нанесенного на фотокаталитический фильтр, и окисляются до углекислого газа и воды под действием света от УФ-лампы. Помимо описанных устройств можно использовать активный TiO2 и для покрытия стен помещений. В этом случае вся поверхность помещения работает как очиститель воздуха. На поверхности TiO2 под действием света не только разрушаются органические молекулы, но и гибнут вредные микроорганизмы, даже обладающие высокой сопротивляемостью к ультрафиолету. TiO2 - соединение, прозрачное для видимого света, поэтому тонкие пленки из TiO2, нанесенные на стекло, незаметны для глаза. А само стекло, покрытое такой пленкой, способно самоочищаться под действием света от органических загрязнений за счет фотокаталитического процесса окисления.
|
Компания MeteoSalon.
