室內(nèi)甲醛的治理現(xiàn)狀及展望

王佳威+劉彥召+李俐彤+孫蒙

（遼寧工業(yè)大學(xué) 121001）

摘 要：甲醛是室內(nèi)常見的空氣污染物之一，其對人體有很大的負(fù)面作用，室內(nèi)甲醛的釋放周期很緩慢（3～15年），也較難去除。目前我國室內(nèi)甲醛治理現(xiàn)狀中，常用去除甲醛的方法有植物法、物理吸附法、光催化氧化法。但經(jīng)研究表明，雖然這些方法確實具有去除甲醛的能力，但也存在著許多問題，現(xiàn)今仍然沒有一種方法能夠得到科學(xué)界統(tǒng)一的認(rèn)可，可以說，室內(nèi)甲醛的治理研究仍然是一項十分具有前景的課題，在未來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，一定會涌現(xiàn)出更多，更有效的方法。

關(guān)鍵詞：甲醛危害 治理現(xiàn)狀 發(fā)展前景

一 室內(nèi)甲醛的危害[1-3]

1刺激作用

甲醛的主要危害表現(xiàn)為對皮膚黏膜的刺激作用，甲醛是原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合、高濃度吸入時出現(xiàn)呼吸道嚴(yán)重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。

2致敏作用

皮膚直接接觸甲醛可引起過敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時可誘發(fā)支氣管哮喘。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)黏膜充血、皮膚刺激癥、過敏性皮炎角化和脆弱、甲床指端疼痛。

3致突變作用

高濃度甲醛還是一種基因毒性物質(zhì)。如果室內(nèi)的甲醛濃度過高，長期生活在室內(nèi)的人們，可引起鼻咽腫瘤，還可能是鼻癌、皮膚癌、血癌的誘因，被世界衛(wèi)生組織（WHO）、美國環(huán)境保護局（EPO）、國際癌癥機構(gòu)（IARC）確認(rèn)為可疑致癌物。

二 室內(nèi)甲醛污染治理現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外采取多種治理方法治理室內(nèi)甲醛污染，治理室內(nèi)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)歸納起來主要有：

2.1 植物法

許多觀賞性植物對甲醛都有一定的吸附作用，植物法的優(yōu)點是簡便易用，美化環(huán)境的同時可以改善空氣質(zhì)量。但植物法去除甲醛受到多重因素的影響，譚雪[4]等人對幾種常見觀賞性植物的研究表明，以單位葉面積為參照值，可以準(zhǔn)確比較各植物種類之間吸收甲醛能力的大小。以 6 h 單位葉面積植物吸收的甲醛量為依據(jù)，判斷單位葉面積吸收甲醛量。6 h 單位葉面積植物吸收甲醛量依次為杏葉梅（1.87 mg/m2）>虎尾蘭（1.22 mg/m2）>闊葉麥冬（0.52 mg/m2）>美人蕉（0.40 mg/m2）>君子蘭（0.34 mg/m2）>小天使 （0.25 mg/m2）。曹受金[5]等人也對不同植物對甲醛吸收能力進行測定，以單位葉面積吸收甲醛量為依據(jù)，24h后測定不同植物對甲醛的吸收量依次為垂葉榕（1.50 mg/m2）>虎尾蘭（1.14mg/m2）>綠蘿（1.01mg/m2）>廣東萬年青（0.93mg/m2）>龜背竹（0.93mg/m2）>四季秋海棠（0.23mg/m2）。根據(jù)徐迪[6]等人的研究可知，環(huán)境因子對植物吸收甲醛有很大的影響，通常認(rèn)為最佳的溫度條件為 20～28℃，最佳ph條件為中性偏酸性，而15℃及37℃左右的溫度以及堿性環(huán)境都不利于植物對甲醛的吸收作用。張鑫鑫[7]等人的研究，當(dāng)光照強度在1000～4000赫克斯時，植物吸收甲醛的能力隨光照強度增加而增強，而4000～10000赫克斯時，植物的吸收能力基本不隨光照強度發(fā)生變化，當(dāng)光照強度超過10000赫克斯時，植物吸收能力隨光照強度的升高而降低。綜上所述，植物法去除甲醛雖然簡便易用，美化環(huán)境，但受到諸如葉面積、溫度、ph環(huán)境，光照條件等因素的制約，且植物法吸收甲醛效率很低，在甲醛濃度較高的情況下，植物法無法短時間內(nèi)使甲醛濃度達到國家標(biāo)準(zhǔn)（1mg/m3）范圍內(nèi)，并不宜作為去除甲醛的主要方法，而宜作為一種輔助方法。

2.2 物理吸附法

物理吸附法是指運用物理吸附作用，利用某些具有多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積的物質(zhì)對甲醛的吸附作用從而達到去除甲醛的作用的方法?，F(xiàn)在普遍承認(rèn)的具有對甲醛有吸附作用的物質(zhì)包括活性炭、硅藻泥、膨潤土和分子篩等。物理吸附法簡便易用，但每種物質(zhì)的吸附效率都大不相同，甚至同種物質(zhì)的吸附效率也有很大差別。林莉莉[8]等人的研究表明在進氣甲醛濃度相同以及其他條件都一樣的情況下，椰殼、果殼、煤質(zhì)、木質(zhì)對甲醛的去除能力從大到小依次為：椰殼>果殼>煤質(zhì)>木質(zhì)。而同種材質(zhì)的活性炭，由于生產(chǎn)工藝的不同，吸附甲醛的能力也大不相同，以煤質(zhì)為例，柱狀煤質(zhì)的甲醛吸附量可以達到10mg/m3左右，而壓片破碎的煤質(zhì)甲醛吸附量為5mg/m3左右，說明柱狀工藝較壓片工藝有一定的優(yōu)勢。根據(jù)董春欣[9]的研究表明，當(dāng)使用同一種活性炭時，活性炭的用量越多，去除甲醛的效率就越高，吸附時間達到5h后，實驗箱內(nèi)的甲醛濃度有所升高，箱內(nèi)活性炭發(fā)生了脫吸附現(xiàn)象，造成箱內(nèi)甲醛濃度升高。畢博[10]等人的研究表明，硅藻泥對甲醛的吸附能力很強，在前20天內(nèi)凈化效率可達80%以上，20天后硅藻泥的吸附效率大大降低，并最終達到飽和。綜上所述，物理吸附法所使用的各種吸附材料都有自身的優(yōu)缺點，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，不同材料或同種材料的不同形態(tài)，對甲醛的吸附能力也都大不相同，且所有的吸附劑都有一定的飽和狀態(tài)，當(dāng)吸附達到飽和狀態(tài)時，自身會發(fā)生脫吸附作用，向外排出甲醛?，F(xiàn)今物理吸附法去除甲醛是市面上比較流行的方法，但實際上該法的去除效率不高，且容易發(fā)生脫吸附作用，對環(huán)境再次造成污染。

2.3催化技術(shù)法

近年來，光催化技術(shù)得到迅速的發(fā)展，研究表明水和空氣中的絕大多數(shù)有機污染物都能通過光催化氧化除去。其中二氧化鈦因其自身良好的化學(xué)穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性、耐光腐蝕、低廉無毒等特性成為研究熱點，納米TiO2是一種新型的吸附劑，它能吸附各種有機物和無機物，具有明顯的表面效應(yīng)和量子效應(yīng)。它利用自然光、常溫、常壓即可催化分解細(xì)菌和污染物，且能長期有利于生態(tài)自然環(huán)境。鹵代烴、鹵代芳烴等有毒有機物在納米TiO2光催化作用下，可逐步降解為二氧化碳、水等對環(huán)境無害的無機物[11]。王淑勤[12]等人選用干燥器法，利用甲醛的物理化學(xué)性質(zhì)對TiO2進行改性，提高其吸附甲醛的效率。研究表明TiO2對甲醛的去除率隨光照時間的增加而增加，由于陽光的照射，可能發(fā)生光催化作用，是TiO2對甲醛的吸附明顯增加[13]。并測試分析了納米TiO2對甲醛的吸附效率，并對不同條件制備的TiO2處理甲醛的效果進行對比，得出最佳實驗條件是納米TiO2在900℃溫度下煅燒2h并用太陽光光照3h后對甲醛的吸附率達到最佳，為54.95%。翟增運[14]等人對室內(nèi)甲醛的去除進行了對照實驗，得出納米TiO2對室內(nèi)空氣中甲醛降解效果明顯，治理24h后，室內(nèi)甲醛含量由0.24 mg/m3降低到0.15 mg/m3，光催化速率隨甲醛初始濃度的增加而變快。綜上所述，雖然納米TiO2光催化技術(shù)具有工藝簡單、成本低廉、無毒無刺激性、無二次污染等優(yōu)點，但由于納米TiO2的壽命由室內(nèi)空氣中的氣體濃度、空氣流速、TiO2的吸附量和吸附效率等決定的，一旦吸附飽和，就需要更新和脫附處理，TiO2的成本比較高，頻繁更換使成本增加，不易普及使用。

三 室內(nèi)甲醛治理技術(shù)展望

甲醛是室內(nèi)常見的空氣污染物之一，其對人體有很大的負(fù)面作用，甲醛來源于房屋的裝飾裝修材料、廚房燃料及烹調(diào)、吸煙以及化妝品、清潔劑、殺蟲劑、防腐劑的使用[15]。室內(nèi)甲醛的釋放周期很緩慢（3～15年），不易清除。除以上提到的甲醛污染控制或凈化技術(shù)外，還有其他技術(shù)：

3.1 緩釋二氧化氯技術(shù)

以緩釋形式不斷釋放ClO2，使室內(nèi)長期存在低濃度的ClO2，ClO2擴散到室內(nèi)的每一個角落，能持久有效地清除室內(nèi)甲醛。ClO2具有強氧化性，能與空氣中的甲醛反應(yīng)使其最終轉(zhuǎn)化為無毒無害的二氧化碳和水[16]。

因低濃度的ClO2具有殺菌作用，對各種人、畜傳染性疫病的爆發(fā)有預(yù)防和控制能力，還具有除異味、除臭、降低氨或其它有害氣體濃度的功效，所以緩釋二氧化氯裝置除可以作為室內(nèi)裝潢甲醛污染的清除劑外還可以用于公共場所清新空氣防止疾病的傳播，也可放到衛(wèi)生間、廚房、冰箱內(nèi)等除臭滅菌。

3.2 O3-UV-H2O協(xié)同作用氧化技術(shù)

O3-UV-H2O協(xié)同作用是指臭氧在吸收紫外線輻射之后與水分子發(fā)生反應(yīng)，生成強氧化性的羥基自由基（. OH）過程[17]。

加強O3-UV-H2O協(xié)同作用不僅能夠提高污染物去除效率，減少產(chǎn)生臭氧濃度，還能合理利用紫外線輻射能量。同時，納米光催化技術(shù)也屬于紫外線利用技術(shù)，可以和O3-UV-H2O協(xié)同作用相結(jié)合，提高效率，節(jié)約能源。

3.3 空氣負(fù)離子技術(shù)

空去負(fù)離子技術(shù)主要選用具有明顯的熱電效應(yīng)的稀有礦物石為原料，加入到墻體材料中，在與空氣接觸中，電力空氣及空氣中的水分，產(chǎn)生負(fù)離子；可極化反應(yīng)，并向外放電，起到凈化空氣的作用[18]。金宗哲等[19]研究表明，稀土激活電氣石可凈化甲醛95%以上。

應(yīng)用天然礦物的改性活化技術(shù)和納米稀土激活技術(shù)研制的健康環(huán)保型建筑內(nèi)墻涂料，不僅具有優(yōu)越的常規(guī)性能，還集無污染、抗菌、防霉、輻射遠(yuǎn)紅外線、釋放負(fù)離子等對人體健康有益的功能于一身，只需在可見光的激發(fā)下便可產(chǎn)生大量的負(fù)離子，前景良好。

3.4 氨的衍生物去除甲醛技術(shù)

氨的衍生物能與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)無污染、性能穩(wěn)定的化合物，從而達到去除甲醛污染的目的[20]。含氮化合物也可以與無機鹽復(fù)合使用，如Bjoerlin等[21]用飽和的NH4HCO3或（NH4）2CO3、聚丙乙烯、脲制成懸浮液來降低膠合板材料所釋放的甲醛，匙偉杰等[22]將聚丙烯酰肼、有機胺類化合物和無機銨類化合物按1.5：2：1.5的最佳配比制成消醛劑來去除空氣中甲醛。

氨基衍生物型甲醛消除劑具有除醛效率高、使用量少、無毒等優(yōu)點，是應(yīng)用前景最好的一類消醛劑。

3.5 臭氧氧化法

臭氧與甲醛反應(yīng)，導(dǎo)致不飽和的有機分子破裂，使臭氧分子結(jié)合在有機分子的雙鍵上，生成臭氧化物，從而達到分解甲醛分子的目的。汪耀珠等[23]通過低濃度臭氧對甲醛氣體的凈化發(fā)現(xiàn)，臭氧對甲醛的凈化率為41.74%.。

臭氧發(fā)生裝置具有殺菌、消毒、除臭、分解有機物的能力，但臭氧氧化法凈化甲醛效率低，同時臭氧易分解，不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生二次污染物，同時臭氧本身也是一種空氣污染物，如果發(fā)生量控制不好，會適得其反。

四 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，環(huán)保問題得到了廣泛重視，室內(nèi)甲醛污染的控制與治理越來越受到重視。目前，各國在不斷完善和優(yōu)化相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外對甲醛污染的空氣凈化技術(shù)已經(jīng)有較多應(yīng)用于實際，各種新方法新技術(shù)也在不斷得到研究?？偟膩碚f，室內(nèi)甲醛的治理技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景非常廣闊。

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