基于室内盆栽填料对室内空气中甲醛的处理

黄康慧，谭文渊*，苏瑞，陈雨琴，陈琦

（1四川轻化工大学化学工程学院，四川 自贡 643000；2中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司重庆天然气净化总厂，重庆 400000）

甲醛是室内空气重要的污染物之一［1］，它能引发鼻咽癌、鼻窦癌和鼻腔癌等病症［2-3］，而且对皮肤黏膜有较强的刺激作用，会引起组织蛋白的凝固和坏死［4］。如果吸入高浓度甲醛，会引起呼吸道感染、慢性中毒、全身会出现乏力、心悸、头痛等症状［5］。对室内甲醛的治理方式较多，如空气净化器、活性炭吸附、光触媒分解、放置室内植物等等［6-8］。各种方法都有优缺点，但现在许多家庭室内空间较小，放置空气净化器后，又放置室内盆栽植物，显得较为局促。因此，本研究将基于室内盆栽填料对甲醛的吸附情况进行研究，旨在集成空气净化器的吸附功能和室内盆栽的美化功能，充分利用盆栽土壤或填料本身的吸附能力，及植物生长的降解能力，协调植物的净化作用，共同处理室内污染物，提供一个良好的生活和工作环境，保障人们的身体健康，同时节约室内空间和净化器购置成本。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

甲醛 （分析纯），重庆北碚化工试剂厂；S-2000博宇低噪音水族气泵，广东博宇集团；A5高精准空气检测卫士，广州素沛日用品有限公司；吸收装置，自制；泥土，取自实验室外空地。

1.2 实验方法

1.2.1 空白试验

先准备好六个盆栽装置 （标记为1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃），在每个装置中装入填料 （泥土）（0.2、0.6、1、1.4、1.8、2.2 kg）。分别将 1-6＃通入空白空气，测试甲醛浓度的变化并记录数据。

1.2.2 不同填料量吸附甲醛情况

分别向1＃-6＃装置通入相同甲醛质量浓度（6.247 mg／m3）的空气，流速保持不变，测试甲醛气体出来的浓度，记录数据，直至数据基本不变。

1.2.3 填料对不同流速甲醛气体的吸附情况

根据1.2.2试验结果，选择吸附效果最好的一个净化装置，分别以20、40、60、80、100 mL／min的流速进行向装置通气，检测出气口甲醛气体浓度，并记录。

1.2.4 向盆栽填料加水后对吸附甲醛情况

分别向盆栽1＃-6＃装置浇注200mL的自来水，重复步骤1.2.2，考察加水后对甲醛气体的吸附程度。

2 结果与讨论

2.1 空白吸附实验

在常温常压条件下，将空气分别通入1-6＃装置中，测定其仪器的响应情况，进行空白实验。实验结果如图1所示。

图1 单一泥土填料的空白实验

由图1知，1＃-6＃装置测定出气口甲醛质量浓度最大值≤0.016 mg／m3，可判定为仪器响应误差，可以忽略其变化的值。

2.2 填料量对甲醛净化的影响

分别考察了不同填料量对甲醛气体的净化情况。常温常压下，以20 mL／min，向1＃-6＃装置通入甲醛质量浓度为6.247 mg／m3的空气，连续运行10天，并测定其出气口甲醛浓度，结果如图2所示。由图2可以看出，随着运行时间增加，出气口甲醛浓度逐渐增加，说明填料对甲醛的吸附逐渐趋于饱和。装置中填料量越少，到达吸附饱和的时间也越短，出口气体的甲醛浓度也越接近原始通入气体的甲醛浓度，说明了填料量越多越有利于甲醛的吸收，但填料越多所需的装置体积也会更大。

图2 不同装置吸附甲醛情况

2.3 不同流速的甲醛气体对单一黏土填料的吸附影响

在常温常压下，保持进气甲醛质量浓度为6.247mg／m3，考察进气流速为 20、40、60、80、100 mL／min对1＃装置的吸附情况，实验结果如图3所示。

图3 不同空气流速的影响

从图3看出，在流速为20、40、60、80、100 mL／min的条件下，1＃装置气体出口甲醛浓度随着流速的增加而增加。在流速20 mL／min和40 mL／min时，出口甲醛平衡浓度较低，且差异较小；当上升到60 mL／min和80 mL／min时，甲醛平衡浓度明显增加，但这二者之间差别不大；上升到100mL／min时，出口甲醛浓度与进口基本一致，表明了随进气口流速增加，出气口甲醛平衡浓度呈阶梯式上升。

2.4 加入一定量的水后对泥土吸附的影响

在常温常压下，进气口甲醛质量浓度保持为6.247 mg／m3，考察了在向填料加入70 mL水后不同装置中对甲醛吸附的影响，实验结果如图4所示。

图4 加水后不同装置处理甲醛情况

由图4看出，在加入水后，不同装置对甲醛的吸附效果变好，出口气体甲醛平衡浓度明显降低，但随着装置中填料越多对甲醛的吸附效果也越好。

3 结语

基于室内盆栽装置，通过对不同填料量、不同空气流速和在浇水后不同装置对空气中的进行甲醛去除情况研究，实验表明，填料量越多、空气流速越低对甲醛的去除效果越好，在浇水后能明显改善装置对甲醛的去除效果。该研究表明，可通过盆栽填料对室内空气进行净化，在普通盆栽装置上加一个小型或微型抽气泵即可变成一个室内空气净化器。