室内空气净化用活性炭检测存在问题及对策分析

孟凡超 张珺穜 刘兵兵 肖军

摘  要：室内空气净化用活性炭是治理居家、办公场所及车内空间空气污染的常用材料，具有对甲醛、苯、氨气等室内常见污染物良好的吸附效果。为科学评价其产品质量，有关活性炭的检验方法标准和产品质量标准从不同侧面对其净化气体的能力进行了规定。日前，专门针对该类产品进行规范的标准LY/T 3012-2018《室内空气净化用活性炭》正式发布实施。文章综述了上述标准在应用于评价活性炭产品质量时存在的问题，以期为检验检测工作和未来标准制修订工作提供参考。

关键词：室内空气净化用活性炭;检验检测;气态污染物

中图分类号：X51          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）25-0137-02

Abstract： Activated carbon for indoor air purification is a common material to control air pollution in home， office and car space， and has a good adsorption effect on formaldehyde， benzene， ammonia and other common indoor pollutants. In order to scientifically evaluate the quality of its products， the standard of inspection methods and product quality standards of activated carbon regulate its ability to purify gas from different aspects. A few days ago， the standard LY/T 3012-2018 "Activated Carbon for Indoor Air Purification"， which is specially designed for this kind of products， has been officially released and implemented. This paper summarizes the problems existing in the application of the above standards in evaluating the quality of activated carbon products， in order to provide reference for the inspection and inspection work and the revision of the standard system in the future.

Keywords： activated carbon for indoor air purification; inspection and detection; gaseous pollutants

1 室內空气净化用活性炭的概况

室内是人类生活和工作的主要场所之一，但由于燃料或香烟燃烧、烹饪油烟以及不合理装修等原因造成的室内空气污染是影响居民身体健康的潜在威胁。室内气态污染物种类达900多种[1]，常见的污染物类型有颗粒物、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨等。活性炭是一类具有发达孔隙结构、极大比表面积和丰富表面官能团的含碳材料，对上述多种污染物均具有良好吸附效果。其中，空气净化用活性炭通过对加工过程中的温度、氧气含量、加工助剂等因素进行了调节，形成了开扩的孔隙和致密的微孔隙，更有利于脱除空气中的污染物。

2 产品分类

空气净化用活性炭可按照原料划分为木质活性炭（木炭、果壳炭、果核炭、竹炭等）、矿质活性炭（煤质活性炭、煤和石油加工而成）、合成材料活性炭（橡胶/塑料等制成的炭）以及其他类活性炭（煤沥青、石油焦等制成的炭）等（GB/T32560-2016）;按照产品形态划分为粉状活性炭、颗粒活性炭、柱状活性炭、球状活性炭、蜂窝状活性炭、活性炭纤维等;按照制作方法划分为化学法活性炭、物理法活性炭、化学-物理法活性炭等。

3 现有国家或行业标准

现阶段有关空气净化用活性炭的产品质量标准列于表1，其中针对甲醛、苯、四氯化碳、TVOC等气态污染物吸附率的检测是评价空气净化用活性炭净化能力的核心指标。除上述指标外，产品标准对活性炭的水分、灰分、固定碳含量、pH值、粒度等基础理化性质也进行了要求。有关空气净化用活性炭基本属性和净化能力的检验方法标准列于表2。

4 现行活性炭标准体系存在的问题

4.1 标准体系中关键指标有缺失

净化空气用活性炭的生产原料一般以煤质、木质（包括木炭、竹炭、果壳炭）成分为主，相比提取黄金用活性炭、味精生产用活性炭和净水用活性炭，净化空气用活性炭对形状、强度、灰分、元素成分等基本性状指标要求不高，但应对室内常见污染物质具有良好的吸附能力，而目前标准体系中缺乏对颗粒物、氨气等污染物吸附能力的评价要求和检验方法，也缺乏有关经高温通风再生的活性炭对气态污染物吸附能力和再生次数的要求。

同时，现阶段为生产孔隙更发达、吸附能力更强的活性炭产品，部分企业会选择采用化学法进行生产，而生产过程中可能添加ZnCl2、硝酸、双氧水等会对环境造成负面影响的助剂。但目前标准体系中，尚缺乏针对化学助剂在活性炭加工过程的使用要求以及活性炭使用过程和废弃后环境污染控制方式等规定。

4.2 检验方法有待优化

有关活性炭对气态污染物净化能力的检测方法主要包括两种思路，一是测定活性炭对目标污染物的吸附率，其原理是向管内一定质量的活性炭材料持续通入目标气态污染物直至活性炭对该物质的吸附达到饱和，考察实验前后单位质量活性炭重量增加情况， 如LY/T 3012-2018《室内空气净化用活性炭》等;二是測定活性炭对目标污染物的净化效率，其原理是将一定量的活性炭材料置于具有一定目标污染物浓度的环境实验舱中，考察一段时间前后舱内污染物浓度变化情况，如QB/T 2761-2006 《室内空气净化产品净化效果检测方法》等。前者更能反映活性炭材料而非产品对目标污染物最大的吸附能力，同时实验中其他条件参数与活性炭产品实际使用过程中污染气体的浓度范围、气流速度等存在较大差距，对采用化学吸附原理或具有催化分解等功能、可持续净化室内空气的活性炭产品无法做出有效评价;而后者能采用环境实验舱较好模拟活性炭实际使用的温湿度、换气率、空气流速等条件，展现活性炭在真实状态下对气态污染物的净化能力，以便于消费者评价和选购，但该类方法也存在环境实验舱占用空间大、实验周期长，舱体结构易吸附和解析目标污染物等问题，影响检验工作的效率和数据的准确性。因此，有必要根据室内空气净化用活性炭的产品类型及检验目的有针对性的选择和优化检验方法。

4.3 新标准实施带来的改进

LY/T 3012-2018《室内空气净化用活性炭》于2019年5月1日正式实施，对原有标准体系有较大的补充和完善：一是增加了碘吸附值作为评价各类型室内空气净化用活性炭的限制要求，该指标用于表征活性炭微孔的发达程度，低于现有净水用活性炭标准中碘吸附值为800～1050mg/g的要求，但高于行业内以碘吸附值超过400mg/g来界定“活性炭”与“炭化料”的技术要求。二是对甲醛、苯吸附率提出了明确的限值要求，补充了原有标准体系中煤质活性炭、木质活性炭有关指标的缺失，同时该标准中A类产品、B类产品与原有竹炭标准中1类、2类产品甲醛吸附率的限值要求相比提高了120mg/g和200mg/g，苯吸附率的限值要求提高了250mg/g、340mg/g，提升幅度较大。根据前人开展的风险监测数据，生产和流通领域中存在数量可观的产品尚不能满足标准要求[2]。

5 结束语

室内空气净化用活性炭的产品标准和检验方法标准，首先应将室内空气中常见的气态污染物列为目标污染物，并结合生产者对材料的研发、测试和评价需求以及消费者对产品的选购和使用需求两方面建立评价指标，其限值及对应检验方法应充分考虑材料供应、生产技术等上游行业标准现状，同时更应注重与建材中污染物释放标准、环境质量标准相关指标的有效衔接，并据此设计合理的模拟污染源释放方式、活性炭用量及预设使用空间、采样及分析方法等检验过程。随着我国该类产品标准体系的不断完善，必将为消费者提供更为优质、安全、可靠的室内空气净化用活性炭产品。

参考文献：

[1]朱蓓丽，程秀莲，黄修长.环境工程概论[M].北京：科学出版社，2016：147-152.

[2]张蓓，陈畅，胡朋举，等.空气净化用活性炭甲醛净化性能研究[J].环境科技，2018，31（03）：28-31.