几种室内甲醛去除方法的对比研究*

何刘洁，张贝妮，杨文洁，曾惠明，范 蕊

(衢州学院，浙江 衢州 324000)

室内装修中因选择使用质量不达标的原料造成的室内空气污染问题日趋严重[1]。现代居室中最引人注目且污染最为严重的污染物是甲醛，其被称为室内装修的头号“杀手”[2]，对人体的健康危害极大[3]。现如今我国各城市的室内甲醛含量超标情况十分严重，甲醛浓度大都超过国家标准，更有甚者超标几倍多[4]。因此，如何有效地去除甲醛成为当务之急。

目前常用的甲醛去除方法主要有自然通风法、活性炭吸附法、植物净化法、光催化氧化法及臭氧氧化法等[5]。虽然市场上有许多关于室内甲醛的治理方法，但对于这些方法的优劣没有一个统一的比较分析。 因此，本研究选取了几种常用的甲醛去除方法进行分析比较，为人们去除日常生活的室内甲醛提供科学依据。

1 实 验

1.1 材料和试剂

酚试剂、甲醛标准溶液、硫酸铁铵，国药集团化学试剂有限公司；活性炭，赛龙能源有限公司监制；纳米光触媒A、B，购自网络不同品牌；鹅掌柴、吊兰和芦荟各三盆，购自本地花鸟市场。

1.2 设 备

723N可见分光光度计，渡扬精密仪器(上海)有限公司。

1.3 实验方法

定制长、宽、高分别为35 cm×35 cm×50 cm的透明玻璃仓(底部封闭，上面为可掀开玻璃板)，滴入一定浓度的甲醛于底部四周，模拟室内甲醛释放环境。

1.3.1 自然通风法

在三只透明玻璃仓内滴加等量一定浓度的甲醛溶液，编号为①、②、③。①号玻璃仓作为空白对照，实验过程中始终保持密闭[6]；②号玻璃仓的玻璃盖挪动至离边缘6 cm处，留出0.021 m2通风面积，在实验过程中保持持续通风；③号玻璃仓每隔2 h留出相同的通风面积通风半小时。静置5 h后，利用大气采样器进行采样，再利用酚试剂分光光度法测定玻璃仓内的甲醛浓度[7]。三次重复。

1.3.2 活性炭吸附法

在四只玻璃仓内滴加等量一定浓度的甲醛溶液，分别编号为①、②、③、④。①号玻璃仓仍作为空白对照，不放入活性炭包；在②、③、④号玻璃仓内分别放入活性炭包50 g、100 g和200 g[8]。在不同时间点，利用酚试剂分光光度法测定玻璃仓内的甲醛浓度。三次重复。

1.3.3 植物净化法

在四只玻璃仓内滴加等量一定浓度的甲醛溶液，分别编号为①、②、③、④。①号玻璃仓作为空白对照不放植物。将长势大小相近的芦荟、吊兰、鹅掌柴[9-13]分别放入②、③、④透明玻璃仓内。在5 h、8 h等时间点，利用酚试剂分光光度法测定玻璃仓内的甲醛浓度。三次重复。

1.3.4 光催化氧化法

在三只玻璃仓内均滴加等量一定浓度的甲醛溶液，编号为①、②、③，将玻璃仓放置在恒温通风能保证充足的日光照射的房间。在①号玻璃仓的中央位置放入相同规格表面未涂光触媒的玻璃板，作为空白对照[14-17]；在②、③号玻璃仓的中央位置分别放置表面涂有光触媒A和表面涂有光触媒B的玻璃板。在不同时间点，用酚试剂检测法对玻璃仓内的甲醛浓度进行检测。三次重复。

2 结果与讨论

2.1 自然通风法对甲醛的去除能力

分别采用持续通风和间歇通风模拟自然通风法，它们对室内甲醛的去除能力见图1。

图1 自然通风法对室内甲醛的去除效果

结果表明，①号玻璃仓中甲醛的浓度基本没有变化。实验组则有了显著的下降，前3 h内，②号玻璃仓内的甲醛浓度呈迅速下降趋势，3 h后甲醛浓度为0.08 mg/m3，已小于国家室内空气质量标准限值(0.1 mg/m3)。从3 h降到8 h的0.03 mg/m3时浓度开始稳定，持续通风法对环境初始浓度为0.38 mg/m3的甲醛去除效率可达到92.1%。③号玻璃仓与②号玻璃仓相比，甲醛去除效率明显减弱，3 h时玻璃仓内的甲醛浓度仍高达0.36 mg/m3，仅下降了5.3%，3 h后甲醛浓度下降趋势变快，5 h后甲醛浓度下降到0.29 mg/m3，8 h后玻璃仓内的甲醛浓度为0.23 mg/m3。间歇通风法对环境初始浓度为0.38 mg/m3的甲醛去除效率达到39.5%，超过室内空气质量标准限值的2倍。因此，自然通风法对居室内甲醛的去除确实有较理想的作用，当居室内存在较多甲醛气体时，可以通过开窗通风的方法来处理，但去除效果受通风时间和通风量影响[4]。

2.2 活性炭吸附法对甲醛的去除能力

活性炭吸附法对甲醛的去除能力，结果见图2。

图2 活性炭去除甲醛效果

可能由于玻璃仓密封性问题，①号玻璃仓内甲醛浓度有略微下降。②号玻璃仓内甲醛浓度变化不明显，略低于对照。③号玻璃仓内甲醛浓度下降趋势明显，48 h时甲醛浓度降至0.20 mg/m3，对甲醛的去除效率为47.4%。④号玻璃仓中甲醛浓度下降趋势比②、③号玻璃仓显著，在8 h后浓度已下降至0.21 mg/m3，24 h后为0.12 mg/m3，去除率达68.4%，在36～48 h时甲醛浓度趋于稳定，保持在0.06 mg/m3，此时的甲醛去除率为84.2%。因此，活性炭对甲醛的去除所需的时间较长，其去除效果跟活性炭的用量有关，所以在利用活性炭去除居室内的甲醛气体时要确保一定数量的活性炭，且活性炭需定期进行更换[18]。

2.3 植物净化法对甲醛的去除能力

植物净化法对甲醛的去除能力，结果见图3。

图3 植物净化甲醛效果

从图3可知，三种植物对甲醛均有一定的净化能力，吸附能力强弱次序为鹅掌柴>吊兰>芦荟，与吴晓峰[19]及熊缨[20]等的相关研究所给出的结果相吻合。鹅掌柴的甲醛去除效果非常明显，8 h后，去除率已达80%，仓内甲醛气体还有少量残留，24 h后，下降趋势变缓；吊兰的甲醛去除效率相比鹅掌柴略次之，但总的去除效果明显；芦荟的去除效果最差，在72 h后去除率达到75%。在本次模拟实验研究过程中，芦荟、吊兰及鹅掌柴三株植物均未显示出明显的受害表征，但净化能力最强的鹅掌柴也需约3天的时间才能将玻璃仓室内的甲醛气体大致除去，考虑到实际情况中植物覆盖率要小于实验环境，需延长净化周期[21]。放置植物的②、③、④号玻璃仓内的甲醛初始测定浓度均低于①号玻璃箱，可能是由于监测取样及放置材料时玻璃盖的移动导致的扩散原因。

2.4 光催化氧化法对甲醛的去除能力

光催化氧化法对甲醛的去除能力，结果见图4。

图4 光触媒去除甲醛效果

在0～8 h内，②号玻璃仓和③号玻璃仓内甲醛浓度均呈下降趋势，甲醛去除率分别达到50%、36.8%，而在8～24 h和32～48 h这两段时间内，甲醛浓度均没有明显下降，主要原因在这段时间内无法提供自然光照，光触媒无法起到降解仓内甲醛气体的作用。48 h后，玻璃仓内的甲醛浓度分别下降到0.03 mg/m3和0.09 mg/m3，甲醛去除率为92.1%、76.3%。分析认为，光触媒的光解作用必须有可见光的参与才可以产生显著的治理效果，因此在使用光触媒产品治理居室内甲醛时最好选择光照充足的晴天[22]。同时，通过对市场上两种不同的光触媒产品甲醛去除效果的比较发现不同的光触媒产品去除居室空气中甲醛气体的效率差异较大。

3 结 论

(1)模拟净化室内甲醛实验中，去除速度次序为自然通风法>光催化氧化法>活性炭吸附法>植物净化法。当持续通风8 h后，甲醛浓度下降92.1%；在保证可见光照射的条件下，使用光触媒在8 h内最高去除率可达到50%；而活性炭和植物则需要多达数天的时间来去除甲醛。

(2)自然通风法净化甲醛效果好，但受通风时间和通风量影响；活性炭吸附法去除甲醛效果与放置量有关，并需定期进行更换；三种植物对甲醛均有一定的净化能力，吸附能力强弱次序为鹅掌柴>吊兰>芦荟；使用光触媒产品治理居室内甲醛时需保证充足光照。