第六届中国健康功能材料产业发展论坛在苏举行(4)
摘要： 2011年10月20日，由中国建筑材料联合会生态环境建材分会主办的2011第六届中国生态环境健康功能材料产业发展论坛在苏州左岸明珠酒店举行，本次论坛以"生态环境健康功能材料及其制品产业发展"为主题，围绕"人居生态健康、产业生态健康...
下面进入本次会议的第三项议程，专家报告部分，首先隆重邀请侯立安院士给我们做“生态环境建材与室内空气净化”为主题的报告，欢迎！
中国工程院院士侯立安致辞侯立安：尊敬的各位领导、各位专家、各位企业家，大家上午好！
我主要是从事环境，特别是室内环境污染的控制净化技术研究，所以今天我来介绍的题目“生态环境建材与室内空气净化”。今天演讲的主要内容为以下几个部分，第一是生态环境建材的简单概述；第二是室内空气污染的类型及危害；第三是室内空气净化目前研究进展；第四是研究展望，对目前环境，特别是室内环境空气净化的未来要做点什么事，谈一点自己的看法。
伴随我国经济社会的高速发展，我国的环境形势目前十分严峻，发达国家上百年工业化进程中分阶段出现的环境问题，在我国已经集中出现，环境问题已成为我国面临的重要挑战。社会发展离不开环境，人们的工作和生活更需要有一个健康生态的环境，室内环境与人们的工作和生活息息相关。室内环境污染的防控问题也日益得到了广泛的关注。
主要体现在以下几个方面，一是国家重视，今年6月7日，在人民大会堂召开了一次纪念温家宝总理当时是副总理的时候的批示，他批示提出来的室内环境问题，是关系居民身体健康的重要批示，同时国家也相继发布了像《民用建筑工程室内环境污染控制规范》《室内装饰装修材料有害物质显亮标准》《室内空气质量标准》等一系列标准，另外，让人们喝上干净的水、呼吸到清新的空气，这也写到了咱们国家的政府工作报告中，这是以前没有的，胡主席和温总理对水污染和空气污染做了一些专门的批示，充分说明了从国家政府层面对它给予了高度的重视。二是社会关注，央视等媒体聚焦室内空气污染，有一些专门报道，咱们中国环境科学学会也有一些专门课题，环境科学学会、中国建材材料联合会生态环境建材分会等各种团体专门召开了专题研讨，包括今天的论坛。这是从社会层面上的关注度。三是群众关心，像“绿色奥运”“低碳生活”和“节能减排”等环保理念深入人心，随着生活水平的提高，广大人民群众对“环保”“健康”的认识不断深入，室内环境质量日益受到重视。
从事世界观察研究的有关专家认为，世界经济的约1/10用于建筑或经营住宅与办公室，至少消耗了世界木材、矿产、水和能源的1/6，并且已建的住宅与办公室还可能继续存在室内污染，使居室的主人呼吸浑浊的空气，疏远自然的环境。人们逐渐认识到建材是创造良好室内环境的关键因素之一，因为我们室内的居住环境离不开一些建筑材料、装饰材料，包括家具等等。生态环境建材应运而生，逐渐被越来越多的人熟识和重视，因为生态环境建材目前说它还不是那么统一，我也是在学习的，但是大致上它的概念是这样的，不一定对，大家可以探讨。按照生命周期的方法，在满足使用性能的前提下，在原材料的取得、生产加工和使用过程中最大限度地减少自然资源的消耗，并可再生或循环利用且废弃无害，有利于环境保护和人体舒适与健康的建筑材料称为“生态环境建材”，如果室内装饰材料都能达到空气净化，室内环境将更好，空气净化的任务也将大大降低了，但是目前可能还没有完全做到。
聆听生态环境建材前景分析生态环境建材可分为如下几种：第一种是地环境建材，是改良土地、利用废渣等等。第二种是保健环境建材，如抗菌材料、健康功能材料、防电磁波材料等等；第三种是全循环建材，如零排放废气、废液和废渣的建材等等，当然零排放要做很长期的工作，但是至少是一个目标，我们要尽量达到少排放；第四种是气环境建材，就是净化空气的建材，刚才会议上表彰的有一些这样的材料。
生态环境建材具有改善居室生态环境的功能，已在建筑、装饰装修领域广泛应用。我举几个简单的例子，第一个是混凝土防护剂，具有高渗透性、有意的防水和洁净性。第二是相变调温材料，相变储能功能材料，由吸附相变材料的多孔材料经过独特的表面覆膜工艺加工而成，在建筑中有良好的性能。第三是无机功能性涂料，以天然无机硅为主料，采用表面结构修饰方法和修配技术，开发了无需外部能源，可产生负氧离子，对甲醛、总挥发性有机化合物有一定净化功能的无机功能性涂料，具有净化空气、组热阻燃、节能环保的特点。
由此可见，采用生态环境材料可从源头上控制居室内的空气污染，有助于改善室内环境的空气质量状况。然而室内空气污染的原因复杂，目前生态环境建材的应用还不够广泛，室内空气污染的状况还需得到进一步改善，下面我对空气污染的类型和危害进行简要的介绍。
大家都知道水、食物和空气是维持人类生命的三大要素，一个人每天需要一公斤的食品、两公斤的饮水但所需空气则为10公斤，人每天约70-90%的时间在室内渡过，室内空气质量直接关系到人的健康和工作生活质量。城市空气污染是目前全球最严重的污染问题之一，预计到2030年城市空气质量仍将下降，中国面临着20世纪中叶以来发达国家面临的空气污染问题，因此如何改善室内空气质量已经成为广受关注的热点问题。
室内空气污染的类型大致分为，一是化学性污染，有机化合物、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等引起的污染；二是生物性污染，如细菌、真菌、划分、病毒和生物体有机成份等引起的污染，也包括人类自身在生活过程中人体本身产生的污染；三是武力新污染，如汇集、烟雾、尘埃、家用电器、放射性物质等引起的污染。
室内空气污染的来源主要有以下几个方面，第一是室外来源，如工业废气、汽车尾气、可吸入颗粒物等进入室内；二是建筑材料，如混凝土外加剂、材料砖块中的放射性物质；三是装饰装修材料，如家具、壁纸、胶粘剂、地毯等释放的物质；四是人类活动，吸烟、烹饪、人体代谢过程中产生的排放；五是家用化学品，主要是防霉、消毒、清洁、灭虫等物品产生的。室内主要污染物来源包括几个方面，二氧化碳、一氧化碳、可吸入颗粒物，还有石棉、微生物和螨。
空气污染可对人体造成的危害，人体接触这些有害物质可能会引起头痛、恶心、呕吐、抽搐、呼吸困难等。反复接触可以引起过敏反应，如哮喘、过敏性鼻炎和皮炎等，长期接触这些类有害物质可诱发癌症等，它的危害可以简单地列这么一个表，不多加介绍(见PPT)。
由此可见，空气污染应当寻求一些解决污染问题的措施，下面我想就空气污染的净化研究做一个简单的介绍。
改善室内环境空气质量有三种方法，第一是从源头上控制，减少污染物，如生态的环保材料有非常重要的关系。第二是通风换气，第三是净化治理，这在室内空气污染治理方面都发挥了重要的作用。
源头上控制是选用生态的环境建材和健康的环保装饰材料，像禁止室内吸烟，购买环保家具，少用化学品等，都是从源头控制污染源的重要手段。生态环境建材向多元化发展，比如说向建材多样化，以及新兴墙体结构，和内装饰材料转变。通风换气，要对室内多通风换气，如自然通风、机械通风、空调系统等等。净化治理，室内空气净化技术研究一直受到了关注，国内外的学者采用了各种方法和技术手段，对室内空气污染问题进行了广泛和深入的研究，也取得了很大的进展，我做个简单的介绍。一是VOCs研究进展，室内有机物污染源根据沸点分为易挥发有机物、半挥发有机物、挥发性有机物、颗粒性有机物等等。以前关注较多的是有机物污染源即时产生的污染，而对于其散发的有些无害物可能通过化学反应变成有害物的关注不够。研究表明，臭氧与家具材料中的化学物反应造成的二次污染同时，还会产生大量超细颗粒，造成细颗粒污染，这是新的环境空气质量要增设的。SVOC在室内主要以气态、黏附于无灰尘以及悬浮的可吸入颗粒物表面等几种形式存在，可通过口、呼吸道和皮肤渗透等途径进入人体内，目前正在研究。
二是光催化技术，化学物质在策划及上发生光化学作用的过程，其远离是利用紫外光，由光催化反应将反应体系吸收的太阳能转变为化学能，使室内有害气体及异味气体等分解为无臭无害的产物，同时可杀灭室内空气中的细菌、病毒，由于光催化技术具有独特的优越性能，是目前最具发展潜力的室内有害气体净化技术之一。二氧化钛应该是光催化的主体，就不再细介绍。关于光催化技术产品，目前市场上分为光催化喷剂和光催化涂膜产品，以日本和韩国的产品居多，在开发光催化空气净化器方面，日本一直占据科技和市场的优势，国内也开发了相关的产品，像福州大学的院士也曾经做了这方面的工作，我也和他合作探讨过相关技术，还是有一定效果的。光催化技术的发展趋势是降解有机物的机理分析目前还不是很够，再一个是活性高的选择性好的催化剂的研究与制备，光催化剂的应用研究和产业化还待进一步加强，还停留在实验阶段。
三是膜技术，作为一种新型的分离技术，具有高效、低能耗、设备紧凑等优点，近年发展迅速，用于气体分离的膜主要有有机膜和无机膜。有机膜和无机膜用于空气净化的例子国内外都有，而且从更长远的趋势看，大家更重视无机膜，一是它便于取材，再一个是无机材料本身就有吸附空气中有害物质的功能。膜技术对细菌的脱离率高达99.99%。膜技术的发展趋势空气净化领域主要是新型膜材料研制、膜分离工艺设计与优化、与其他技术的混合研究等等。
四是低温等离子体技术，是常温常压下利用高压放电获得的非平衡等离子体，大量高能电子的放电会产生氧和臭氧等等氧化物质，最终把有害物质降解为二氧化碳和水。研究表明低温等离子体技术在处理烯烃类、三氯一烯、四氯一烯等时更为有效，但对于许多有害的芳香族有机废气的净化效果并不理想，在去除氮氧化物、消除异味方面低温等离子体技术有效，它与其他的技术协同很有发展前景，我们也有用过等离子与吸附相结合的技术。它的发展趋势是净化机理等理论方面的研究、高性能反应器的研究、与其他技术应用研究、降低能耗、空气净化副产物的控制等，等离子技术最容易发生臭氧的浓度超标，这个要控制二次污染。
五是植物修复，这个就很多了，像我们这里面摆设的绿色植物就起到了这个功能，家庭里面都很常用，我不细说。这是部分植物对空气污染物的净化效果，对甲醛、苯以及油漆等室内空气污染产生的以及人体排泄产生的气体，以及建筑施工产生的东西，这些都有净化作用。室内选择性地用一些植物材料，既美化室内环境又净化了空气，是一种不错的做法。它的趋势主要是全面研究植物净化室内空气的能力方面，另外是一些机理方面的研究和功能性的研究，包括联合净化技术的研究和探索。
六是吸附技术，这个就很多了，最典型的是活性炭，就也吸附的功能。
前面我们对室内环境空气净化技术的研究进展进行了简要回顾，下面介绍几种新兴空气净化材料装置。一个是密闭空气低温等离子体空气净化技术，像地铁、会议室，冬季在北方、夏季在南方等，像我们的人防工程、地下通道等等，用通风的办法是解决不了的，要用一些特殊的方法，如低温等离子技术，我们研究了电磁阻挡方面的技术，这是示意图。同时还有脉冲电晕方面，就是等离发电器技术。污染物降解机理探讨，是通过产生的臭氧、氢氧等利用它的强氧化性，把有害物质降解掉。空气净化装置基本上用于过滤，用等离子发生器，等离子发生器净化了的空气假如还有二次污染，还要通过吸附过滤来净化。这是等离子装置对有害气体净化的效果对比情况。
二是密闭空间二硫化碳的净化研究，在室内很容易产生二硫化碳气体，二硫化碳近年来的新标准没有，但是经过我们的研究，我们感觉到这个还是不能忽视的，因为它也是一种非常有毒有害的气体，二硫化碳包括在常用的溶解剂里面都有产生，但是重点是在厨房里面，跟我们接触有关的烹调的油里面，包括汽车、发电机里面废气的排放，包括建材释放以及人员的代谢，都会产生二硫化碳，这是我们实验的情况。所以对这种气体要进行净化处理，活性炭的效果不是很好，我们基于此研究了一种新的配方，对二硫化碳的净化效果是不错的，平均达到了87%。
最后再谈谈研究展望，空气净化是国家和人民社会广泛关注的话题，国内外也有一些新的技术，但是下一步我们还要做哪些工作？
一是在标准法规研究，目前我国室内空气质量标准体系已经基本形成，但是在制定标准过程中缺乏一定的基础数据，主要表现在建筑、装饰装修材料中有害物质释放量、释放年限以及相互之间的关系等阐述、污染物的基础无毒理数据、产品有害物质含量及工艺水平等，这还需要在修订中给予重视。
二是监测预警技术研究，我们的监测预警设备还要加强研究，我们要净化，首先要知道它是什么气体才可以对症下药。
三是净化技术与材料研究，主要是在新型吸附材料、光催化材料、低温催化材料、多孔载体材料方面要下大力气。
四是特殊环境空气净化研究，比如说地铁等地方的空气净化，要引起重视。
五是室内环境与健康的研究，这方面我们还是缺乏一些研究，在研究手段、研究广度和深度方面要加强，同时要重点加强室内空气污染物的环境化学行为，暴露途径和毒性效应等涉及环境毒理以及室内环境污染与人体健康等方面的研究，特别要关注不断出现的新型污染物对人类健康危害的研究。
六是非安全威胁风险评估体系建设，像非典事故，日本的核事故等，这方面的研究我们要加强，应急的空气净化技术，提高应急的能力。
七是生态环境建材研究，要健全室内环境质量相关的产品认证及表示管理，促进绿色建筑设计和材料的研发，利用纳米、光催化、有机无机符合共混合薄膜等高新技术，研究开发建筑节能环境相溶、提高生活质量的生态环境建材新产品，这是在座大家的共同责任。
八是严格室内装饰装修建材准入制度，“十二五”期间我国新材料的产业预计总产值将达2万亿元，年均增长率将超过25%，对生态功能性建筑材料的发展无疑是一个良好的契机，因此我们要抓住机遇，大力发展我们的生态环保型建筑装饰材料，严格建筑装饰装修材料准入制度，把好建筑装饰装修材料污染室内空气的质量关。
室内空气净化技术研究意义重大，尽管各种新技术、新工艺在空气净化中已经发挥了显著作用，但是从根本上解决空气污染问题，除了需要广大研究人员进行广泛探讨和深入研究之外，还需要全社会的共同努力，加强公众环保参与，推动环境信息的公开，促进环境综合治理，让百姓真正呼吸到新鲜空气，为子孙后代造福。由于时间关系，我就介绍到这里，谢谢大家！
主持人：侯立安院士给我们做了非常精彩的演讲，我也从中学到了好多知识，尤其最后谈到的生态环境建材的管理制度跟在座各位紧密相关，因为我们做这个产业，侯院士给我们指明了这方面的方向，从全方面进行了探索，这也为我们开拓了视野，下面让我们再一次用热烈的掌声感谢侯院士为我们做的精彩报告，谢谢！
