光触媒重拳出击清除空气污染

◎ 本刊记者 黎林峰

光触媒玻璃幕墙

空气污染

高速公路封闭，航班延误取消，家家门窗紧闭，外出必须带上口罩……140多万平方公里雾霾笼罩，8亿以上人口受到影响——厚重的雾霾笼罩中国上空，空气污染以前所未有的大面积、大影响面在2013年与我们不期而遇。这样的天气还要“霾”多久？对我们的健康和生存有什么样的影响？

新车、新居在经济高速发展的中国以几何增长的速度进入普通百姓生活。北京儿童医院调查全国100多万5岁以下儿童的死亡原因，发现其中70%的死因与住进了新装修的房子有关。还有多少人因室内装修、新车装饰空气污染而损害健康？

空气污染已经空前严重

一个月内，四次严重雾霾天气接连发生。这是北京2013年1月份的天气情况。在这一个月内，仅有五天没有雾霾。全国140多万平方公里雾霾笼罩，8亿以上人口受到影响。在雾霾最严重的几天，北京的PM2.5值峰值超过700。同期欧美国家重要城市的PM值在50以下，而在国际上PM2.5超过300即为重度污染。面对超几倍的PM数值，国际主流媒体用了“疯狂”一词来形容。王跃思中科院大气物理研究所研究员对媒体表示，按照北京城区750平方公里来算，当天北京城市上空悬浮着4000吨的污染物。

香港医学专家做过的一个研究显示，PM2.5每立方米增加10个微克，呼吸系统的疾病的住院率可以增加到3.1%。要是灰霾从25个微克增加到200微克，日均的病死率可以增加到11%。钟南山院士表示，灰霾不光是对呼吸系统，对心血管、脑血管、神经系统都有影响，但是首当其冲地还是呼吸系统。北京十年来肺癌增加了60%，空气污染是一个非常重要的原因。从更长远地考虑，空气污染对人体造成的更大的危害还在后头。

室内空气污染后果惊人

雾霾严重，是不是躲在室内不出去就可以避免污染的损害？事实上，在室内也无法躲开空气污染的杀伤。室内装修、汽车内装饰所造成的甲醛、苯、氨等有毒有害气体是室内和有限空间的最大的隐形杀手，给人类造成的危害已到了触目惊心的地步。

世界卫生组织153号文件明确指出：甲醛是致癌致畸物质，挥发期长达15年之久。长期接触低剂量的甲醛、苯、氨等有毒有害气体，可引起白血病、癌症、脑瘤、胎儿畸形、障碍性贫血、肺气肿、呼吸窘迫综合症等致命性疾病。在中国因甲醛超标的装修污染引起的死亡人数已经达11.1万人。每天大约304人，相当于全国每天因车祸死亡的人数。

根据北京儿童医院调查全国100多万5岁以下儿童的死亡原因，70%与住进了新装修的房子有关。

而因为新车内装饰材料散发甲醛、苯、氨等有毒有害气体对人体造成的危害，则根本无法实际统计出来。以中国目前每年数百万技的新车增长速度看，这个数字也是惊人的。

治理空气污染目前缺乏有效手段

推高北京PM2.5数值的幕后元凶究竟是什么？造成全国8亿人口受影响的雾霾产生的根本原因是什么？权威机构发布的消息认为，燃煤、机动车、工业、扬尘等污染源，是造成严重污染的根本原因。

对个人而言，少抽一支烟、少开一天车，可以降低空气污染程度，但是对工业生产却无能为力。有人戏言，水污染了可以喝瓶装水，空气污染了没法不呼吸啊。言辞间透着无奈，也道出空气污染治理的难度。关停污染企业，从源头堵住污染源，自然是必不可少的措施。一边是生存环境日益恶化，一边是经济发展的迫切需求。从根本上治理污染，似乎又是两难的抉择。

治理已经被污染的空气，有什么高招？

治理空气污染的“撒手锏”

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。

二氧化钛受光线照射后，会产生活性氢氧自由基等活性氧。这种活性氧和氯气、次氯酸、双氧水、臭氧等氧化剂具相比有更强的氧化能力，因此利用光催化作用不仅可以进行杀菌和消毒，同时它还可以溶解水中及空气中含有的各种有害有机化合物，并进行分解，使其变得无害。因此光催化技术可以用于水源处理、除臭、汽车废气处理、空气净化、土壤处理、抗菌、防霉、去污、防滑、解决住宅综合症候群，以及防止医院的内部传染等各种环境处理。

二氧化钛有金红石（rutile，R type）、锐钛矿（anatase，A type）及板钛矿（brookite）三种结晶结构。其中，金红石是最稳定的结晶体，锐钛矿及板钛矿在高温下会转换成金红石结构，而且这种反应是不可逆的。

活性氧可以切断有机化合物的分子结合，当二氧化钛受到能量大于二氧化钛能带的光照射时，会产生电子和电洞，它们与水和氧发生反应会产生活性氢氧自由基（OH）及过氧基等活性氧（O2）成分。这些活性氧成分具有很强的反应性，特别是活性氢氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而构成有机化合物的碳—碳（C—C）、碳—氮（C—N）、碳—氢（C—H）、氧—氢（O—H）、氮—氢（N—H）的共价键，结合键能100kal/mol左右；如果活性氢氧自由基及过氧基等作用于碳—碳、碳—氮、碳—氢、氧—氢、氮—氢的结合键之上，这些结合会被轻易破坏，并使有机化物分解。所以利用光催化技术几乎可以使所有有害的有机化合物最终分解为二氧化碳和水等无毒性物质。我们通常采用的光催化剂为锐钛矿的二氧化钛，在紫外线照射和可视光条件下，能使其发生光催化反应。由于二氧化钛具有分解全部有机化合物的神奇力量，因此光催化环保技术被称之为“21世纪高科技环境净化技术”。

高性能、特制化的二氧化钛水溶液通过专业的科学的施工技术，喷植在室内装饰基材表面和建筑物外壁表面，固化成膜。在自然光和可视光的条件下具有分解空气中甲醛、苯、氨、TVOC等有害气体，消除污染净化空气的功能；其主要成分二氧化钛具有超强的氧化分解能力破坏空气中的细菌、病毒的细胞膜，使细菌质流失直至死亡，故能杀灭各种细菌、病毒，而且在杀菌的同时还能分解由细菌残体上放出的有害复合物。二氧化钛对各种臭味物质有强力氧化作用，能够迅速消除生活环境中所产生的异味和霉味。

应用在建筑物外壁的二氧化钛，由于其超氧化作用及超亲水性能够分解氧化附着在建筑物外壁的油污，达到防污自洁、净化大气污染的效果，从而彻底消除污染、净化空气，为人们创造一个真正绿色的生存环境。