室内甲醛的治理现状及展望

王佳威+刘彦召+李俐彤+孙蒙

（辽宁工业大学 121001）

摘 要：甲醛是室内常见的空气污染物之一，其对人体有很大的负面作用，室内甲醛的释放周期很缓慢（3～15年），也较难去除。目前我国室内甲醛治理现状中，常用去除甲醛的方法有植物法、物理吸附法、光催化氧化法。但经研究表明，虽然这些方法确实具有去除甲醛的能力，但也存在着许多问题，现今仍然没有一种方法能够得到科学界统一的认可，可以说，室内甲醛的治理研究仍然是一项十分具有前景的课题，在未来，随着科学技术的进步，一定会涌现出更多，更有效的方法。

关键词：甲醛危害 治理现状 发展前景

一 室内甲醛的危害[1-3]

1刺激作用

甲醛的主要危害表现为对皮肤黏膜的刺激作用，甲醛是原浆毒物质，能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。

2致敏作用

皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死，吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。经常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出现黏膜充血、皮肤刺激症、过敏性皮炎角化和脆弱、甲床指端疼痛。

3致突变作用

高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。如果室内的甲醛浓度过高，长期生活在室内的人们，可引起鼻咽肿瘤，还可能是鼻癌、皮肤癌、血癌的诱因，被世界卫生组织（WHO）、美国环境保护局（EPO）、国际癌症机构（IARC）确认为可疑致癌物。

二 室内甲醛污染治理现状

目前，国内外采取多种治理方法治理室内甲醛污染，治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有：

2.1 植物法

许多观赏性植物对甲醛都有一定的吸附作用，植物法的优点是简便易用，美化环境的同时可以改善空气質量。但植物法去除甲醛受到多重因素的影响，谭雪[4]等人对几种常见观赏性植物的研究表明，以单位叶面积为参照值，可以准确比较各植物种类之间吸收甲醛能力的大小。以 6 h 单位叶面积植物吸收的甲醛量为依据，判断单位叶面积吸收甲醛量。6 h 单位叶面积植物吸收甲醛量依次为杏叶梅（1.87 mg/m2）>虎尾兰（1.22 mg/m2）>阔叶麦冬（0.52 mg/m2）>美人蕉（0.40 mg/m2）>君子兰（0.34 mg/m2）>小天使 （0.25 mg/m2）。曹受金[5]等人也对不同植物对甲醛吸收能力进行测定，以单位叶面积吸收甲醛量为依据，24h后测定不同植物对甲醛的吸收量依次为垂叶榕（1.50 mg/m2）>虎尾兰（1.14mg/m2）>绿萝（1.01mg/m2）>广东万年青（0.93mg/m2）>龟背竹（0.93mg/m2）>四季秋海棠（0.23mg/m2）。根据徐迪[6]等人的研究可知，环境因子对植物吸收甲醛有很大的影响，通常认为最佳的温度条件为 20～28℃，最佳ph条件为中性偏酸性，而15℃及37℃左右的温度以及碱性环境都不利于植物对甲醛的吸收作用。张鑫鑫[7]等人的研究，当光照强度在1000～4000赫克斯时，植物吸收甲醛的能力随光照强度增加而增强，而4000～10000赫克斯时，植物的吸收能力基本不随光照强度发生变化，当光照强度超过10000赫克斯时，植物吸收能力随光照强度的升高而降低。综上所述，植物法去除甲醛虽然简便易用，美化环境，但受到诸如叶面积、温度、ph环境，光照条件等因素的制约，且植物法吸收甲醛效率很低，在甲醛浓度较高的情况下，植物法无法短时间内使甲醛浓度达到国家标准（1mg/m3）范围内，并不宜作为去除甲醛的主要方法，而宜作为一种辅助方法。

2.2 物理吸附法

物理吸附法是指运用物理吸附作用，利用某些具有多孔结构和高比表面积的物质对甲醛的吸附作用从而达到去除甲醛的作用的方法。现在普遍承认的具有对甲醛有吸附作用的物质包括活性炭、硅藻泥、膨润土和分子筛等。物理吸附法简便易用，但每种物质的吸附效率都大不相同，甚至同种物质的吸附效率也有很大差别。林莉莉[8]等人的研究表明在进气甲醛浓度相同以及其他条件都一样的情况下，椰壳、果壳、煤质、木质对甲醛的去除能力从大到小依次为：椰壳>果壳>煤质>木质。而同种材质的活性炭，由于生产工艺的不同，吸附甲醛的能力也大不相同，以煤质为例，柱状煤质的甲醛吸附量可以达到10mg/m3左右，而压片破碎的煤质甲醛吸附量为5mg/m3左右，说明柱状工艺较压片工艺有一定的优势。根据董春欣[9]的研究表明，当使用同一种活性炭时，活性炭的用量越多，去除甲醛的效率就越高，吸附时间达到5h后，实验箱内的甲醛浓度有所升高，箱内活性炭发生了脱吸附现象，造成箱内甲醛浓度升高。毕博[10]等人的研究表明，硅藻泥对甲醛的吸附能力很强，在前20天内净化效率可达80%以上，20天后硅藻泥的吸附效率大大降低，并最终达到饱和。综上所述，物理吸附法所使用的各种吸附材料都有自身的优缺点，根据生产工艺的不同，不同材料或同种材料的不同形态，对甲醛的吸附能力也都大不相同，且所有的吸附剂都有一定的饱和状态，当吸附达到饱和状态时，自身会发生脱吸附作用，向外排出甲醛。现今物理吸附法去除甲醛是市面上比较流行的方法，但实际上该法的去除效率不高，且容易发生脱吸附作用，对环境再次造成污染。

2.3催化技术法

近年来，光催化技术得到迅速的发展，研究表明水和空气中的绝大多数有机污染物都能通过光催化氧化除去。其中二氧化钛因其自身良好的化学稳定性、机械稳定性、耐光腐蚀、低廉无毒等特性成为研究热点，纳米TiO2是一种新型的吸附剂，它能吸附各种有机物和无机物，具有明显的表面效应和量子效应。它利用自然光、常温、常压即可催化分解细菌和污染物，且能长期有利于生态自然环境。卤代烃、卤代芳烃等有毒有机物在纳米TiO2光催化作用下，可逐步降解为二氧化碳、水等对环境无害的无机物[11]。王淑勤[12]等人选用干燥器法，利用甲醛的物理化学性质对TiO2进行改性，提高其吸附甲醛的效率。研究表明TiO2对甲醛的去除率随光照时间的增加而增加，由于阳光的照射，可能发生光催化作用，是TiO2对甲醛的吸附明显增加[13]。并测试分析了纳米TiO2对甲醛的吸附效率，并对不同条件制备的TiO2处理甲醛的效果进行对比，得出最佳实验条件是纳米TiO2在900℃温度下煅烧2h并用太阳光光照3h后对甲醛的吸附率达到最佳，为54.95%。翟增运[14]等人对室内甲醛的去除进行了对照实验，得出纳米TiO2对室内空气中甲醛降解效果明显，治理24h后，室内甲醛含量由0.24 mg/m3降低到0.15 mg/m3，光催化速率随甲醛初始浓度的增加而变快。综上所述，虽然纳米TiO2光催化技术具有工艺简单、成本低廉、无毒无刺激性、无二次污染等优点，但由于纳米TiO2的寿命由室内空气中的气体浓度、空气流速、TiO2的吸附量和吸附效率等决定的，一旦吸附饱和，就需要更新和脱附处理，TiO2的成本比较高，频繁更换使成本增加，不易普及使用。

三 室内甲醛治理技术展望

甲醛是室内常见的空气污染物之一，其对人体有很大的负面作用，甲醛来源于房屋的装饰装修材料、厨房燃料及烹调、吸烟以及化妆品、清洁剂、杀虫剂、防腐剂的使用[15]。室内甲醛的释放周期很缓慢（3～15年），不易清除。除以上提到的甲醛污染控制或净化技术外，还有其他技术：

3.1 缓释二氧化氯技术

以缓释形式不断释放ClO2，使室内长期存在低浓度的ClO2，ClO2扩散到室内的每一个角落，能持久有效地清除室内甲醛。ClO2具有强氧化性，能与空气中的甲醛反应使其最终转化为无毒无害的二氧化碳和水[16]。

因低浓度的ClO2具有杀菌作用，对各种人、畜传染性疫病的爆发有预防和控制能力，还具有除异味、除臭、降低氨或其它有害气体浓度的功效，所以缓释二氧化氯装置除可以作为室内装潢甲醛污染的清除剂外还可以用于公共场所清新空气防止疾病的传播，也可放到卫生间、厨房、冰箱内等除臭灭菌。

3.2 O3-UV-H2O协同作用氧化技术

O3-UV-H2O协同作用是指臭氧在吸收紫外线辐射之后与水分子发生反应，生成强氧化性的羟基自由基（. OH）过程[17]。

加强O3-UV-H2O协同作用不仅能够提高污染物去除效率，减少产生臭氧浓度，还能合理利用紫外线辐射能量。同时，纳米光催化技术也属于紫外线利用技术，可以和O3-UV-H2O协同作用相结合，提高效率，节约能源。

3.3 空气负离子技术

空去负离子技术主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料，加入到墙体材料中，在与空气接触中，电力空气及空气中的水分，产生负离子；可极化反应，并向外放电，起到净化空气的作用[18]。金宗哲等[19]研究表明，稀土激活电气石可净化甲醛95%以上。

应用天然矿物的改性活化技术和纳米稀土激活技术研制的健康环保型建筑内墙涂料，不仅具有优越的常规性能，还集无污染、抗菌、防霉、辐射远红外线、释放负离子等对人体健康有益的功能于一身，只需在可見光的激发下便可产生大量的负离子，前景良好。

3.4 氨的衍生物去除甲醛技术

氨的衍生物能与甲醛发生化学反应，生产无污染、性能稳定的化合物，从而达到去除甲醛污染的目的[20]。含氮化合物也可以与无机盐复合使用，如Bjoerlin等[21]用饱和的NH4HCO3或（NH4）2CO3、聚丙乙烯、脲制成悬浮液来降低胶合板材料所释放的甲醛，匙伟杰等[22]将聚丙烯酰肼、有机胺类化合物和无机铵类化合物按1.5：2：1.5的最佳配比制成消醛剂来去除空气中甲醛。

氨基衍生物型甲醛消除剂具有除醛效率高、使用量少、无毒等优点，是应用前景最好的一类消醛剂。

3.5 臭氧氧化法

臭氧与甲醛反应，导致不饱和的有机分子破裂，使臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物，从而达到分解甲醛分子的目的。汪耀珠等[23]通过低浓度臭氧对甲醛气体的净化发现，臭氧对甲醛的净化率为41.74%.。

臭氧发生装置具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力，但臭氧氧化法净化甲醛效率低，同时臭氧易分解，不稳定，可能产生二次污染物，同时臭氧本身也是一种空气污染物，如果发生量控制不好，会适得其反。

四 结语

随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，环保问题得到了广泛重视，室内甲醛污染的控制与治理越来越受到重视。目前，各国在不断完善和优化相关的标准，国内外对甲醛污染的空气净化技术已经有较多应用于实际，各种新方法新技术也在不断得到研究。总的来说，室内甲醛的治理技术和相关产业的发展前景非常广阔。

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