淺談復印機產出的臭氧的危害以及解決臭氧的方法

李穎 徐珉軻 周夢荷 伍伶 楊子軒

摘 要：據調查，在眾多涉及到激光反應的辦公室里，均有氧氣轉化為臭氧的反應。臭氧不易消散，長時間積聚還會發生二次污染，對人體健康造成威脅。本文將闡述臭氧的發生機理，對人體的危害，以及消除臭氧的有效方法——填料塔吸收法。

關鍵詞：臭氧；臭氧的危害；填料塔吸收法；

引言

隨著信息化時代的到來，打印機、復印機等辦公設備也越來越普遍地在人們的工作和生活中得到使用。這雖然提高了工作效率，但是它們也會產生一些有害氣體。其中臭氧逐漸成為造成室內空氣污染的原因之一。文印室的打印機，復印機等設備在辦公過程會產生大量臭氧，降低了空氣質量，危害了人體健康。所以，我們應當合理防治臭氧，保護人們的健康，提升人們的生產生活水平。

一、文印室內臭氧的產生以及危害

復印機、激光打印機、靜電除塵器、紫外線消毒器等均是室內臭氧污染的重要來源。這些機器在工作的時候，會將周圍空氣中的氧氣在電弧的作用下，轉變為臭氧。而這些電器由于工作原理、設計結構，工作時間等不同，散發臭氧的能力也有所不同。

臭氧會對人的身體健康造成危害。室內環境中聚集濃度較高的臭氧會與室內環境中的其他化學物質發生化學反應，比如室內建筑材料、人體表面、氣相化學物質等。一般來說，這些反應可以消耗室內環境中的臭氧。但同時，這些反應也會產生大量對人體有害的二次反應產物。并且這些二次產物對于人體健康的危害往往比臭氧本身更嚴重，從而給人體帶來不可恢復的損害。例如，臭氧與建筑材料反應會生成各種醛類、酮類、醇類等致癌物質，危害人體健康；臭氧能將空氣中的氮轉化為氮氧化物，刺激人體呼吸道，導致呼吸道的炎癥和病變。另外，臭氧被吸入體內后，能迅速轉化為超氧基，使不飽和脂肪酸氧化，引起細胞的損傷。

二、對復印機室內臭氧的常規防護措施

目前常用的臭氧凈化方法包括：綠植栽培法、大氣稀釋法、吸附吸收法、分解法。綠植栽培法、大氣稀釋法是最簡單最經濟的處理方法，通過在室內外種植可以吸收臭氧的綠色植物，保持室內外空氣暢通，便可降低室內臭氧濃度。但該兩種方法受季節性影響較大，在冬季，室外空氣相對污濁，便也起不到凈化室內空氣的作用。因此才有了，吸附吸收法、催化分解法，通過物理、化學的方法，以達到消除臭氧凈化空氣的目的。

常用的吸附吸收法包括化學吸收法和物理吸附法兩種。化學吸收法是化學用品與臭氧發生反應。但這種方法在吸收臭氧過程中存在原材料難以獲得，廢棄物難以處理等缺點。

物理吸收法是使用臭氧過濾膜。臭氧過濾膜是以活性炭作為吸附填料，來吸附室內的臭氧。但是活性炭使用一段時間后會失去活性，需要經常更換。并且活性炭吸附的效果會受濕度、氣流、壓力等環境因素的影響，性能并不穩定。

分解法包含熱輻射分解法和催化分解法兩種。輻射分解法利用1200-1300nm的紫外線或近紅外輻射激發臭氧，加速臭氧向氧的轉化。但是這種方法當臭氧濃度高的時候效果并不理想。并且對于放置在狹隘地域的文印室，由于無法合理的采取光照，便不能使用該方法。催化分解法是利用催化劑催化分解臭氧，常用的催化劑如貴金屬或半導體催化劑等。但目前市場上，能夠使用的催化劑催化效果不佳，性能不穩定。

三、填料塔循環還原性溶液吸收臭氧法

我們在這里提供一種填料塔循環還原性溶液吸收臭氧法。首先，它的原理是使臭氧與酸性氯化亞鐵溶液接觸，具有還原性的二價鐵離子與具有氧化性的臭氧發生氧化還原反應，二價鐵離子變成穩定的三價鐵離子，臭氧分子則進入溶液中與氫離子結合生成水。

離子反應方程式如下所示：

該裝置為一個簡單的填料吸收塔，該塔共有三個部分，分別為：進風，凈化，再生。第一，進風階段：塔身左側的風扇將打印機產生的廢氣臭氧與空氣的混合氣體源源不斷地吹入塔內。第二，凈化階段：塔身右側水槽中的泵將吸收劑酸性氯化亞鐵溶液通過管道從塔身上方泵入塔內，氣液兩相在塔身中部的填料層充分接觸并發生如上反應（1）。之后混合氣體中臭氧濃度大大降低，從上方排氣孔排出。溶液中二價鐵離子減少，三價鐵離子增多，酸性下降，隨管道流入水槽中。第三，再生階段：水槽內加有鐵粉，與三價鐵離子發生反應（2）生成二價鐵離子。此外，由于反應過程中溶液酸性下降，水槽內要定期補充稀鹽酸。

最后，我們認為該裝置除臭氧的缺點有：一、氯化亞鐵溶液具有腐蝕性，不可以和人接觸，要保證密封嚴實，以防泄露。二、裝置內需要定期補充鹽酸，會造成一定人力的浪費。三、由于溶液量逐漸增多，但水槽體積一定，所以需要定期排放一定的溶液。四、該反應必須在酸性條件下進行，因為在堿性條件下會有沉淀生成，化學反應方程如下：

裝置內有沉淀的時候會發生堵塞，以及一些不可預測的危險，所以必須在酸性條件下，才可以安全進行。

優點：一、氧氣極易溶于水，采用氣液接觸的方式，使吸收效率得到極大的提高。二、氯化亞鐵與臭氧反應迅速，得到的生成物穩定，可逆程度可以被完全的忽略。三、該裝置采用填料塔的結構，使氣體與液體接觸更加的充分，吸收劑的利用率得到提高。四、裝置右側的水槽，用來盛裝溶劑，定期加入鐵粉和稀鹽酸，可以使吸收劑得到循環再生，十分的方便，能夠簡單的操作與控制。五、該裝置體積較小，外形美觀，實用性強，可以適應于各大，小型文印室，辦公室。

四、結論

1）經復印機產生的臭氧，散布在文印室中，對辦公人員的身體健康產生危害。主要體現在對呼吸道，肺部的感染，嚴重者會出現頭暈，甚至損害辦公人員的免疫系統。為了保證文印室內工作人員的身體健康，我們必須嚴格控制文印室內的臭氧濃度。

2）現在，消除室內臭氧的主要方法有吸附過濾法以及催化分解法兩種方法。但是這兩種方法自身都存在著不足，我們進行創新，設計出一種填料塔循環還原性溶液吸收臭氧法，希望可以更好的解決臭氧問題。目前，文印室內除臭氧的方法仍需要改進，希望大家共同努力，尋找合適的催化劑，改善凈化裝置的結構，改換吸收劑，增大吸收效率。從多方面進行研究與探討，使得室內臭氧濃度達標，保障室內工作人員的健康。

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