摘要：綜述了室內(nèi)甲醛污染的控制措施與治理技術(shù)。詳細(xì)介紹了 目前 治理室內(nèi)甲醛污染的主要凈化技術(shù)，包括物理吸附技術(shù)、催化技術(shù)、化學(xué)中和技術(shù)、空氣負(fù)離子技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)、常溫催化氧化技術(shù)、生物技術(shù)、材料封閉技術(shù)等及其 研究 進(jìn)展，并 分析 了各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：甲醛污染 室內(nèi)空氣 空氣凈化技術(shù)

甲醛是室內(nèi)空氣主要污染物之一。是一種無(wú)色的刺激性氣體，沸點(diǎn)為19.5 ℃，易于揮發(fā)，常溫下易溶于水。主要來(lái)源于各種人造板材，貼墻布、涂料等各種裝飾材料以及吸煙等產(chǎn)生的煙霧等。甲醛對(duì)人體健康的危害極大，室內(nèi)空氣甲醛含量大于0.1 mg/m3就會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害，高濃度甲醛對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟都有危害，在我國(guó)有毒化學(xué)品名單上甲醛居第二位，且被世界衛(wèi)生組織(WHO)確定為可疑致畸、致癌物質(zhì)[1]�！毒邮铱諝庵屑兹┬l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T16127—1995)規(guī)定居室內(nèi)甲醛量要小于0.08 mg/m3，但一般住宅裝修后甲醛濃度平均為 0.2 mg/m3，最高可達(dá)0.81 mg/m3，嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)[2]。目前采用多種技術(shù) 方法 降低建材中的游離甲醛，雖取得一定成效，但由于技術(shù)與 經(jīng)濟(jì) 的限制，室內(nèi)甲醛污染仍然十分嚴(yán)重。因此，對(duì)室內(nèi)甲醛污染的控制與治理非常重要。

1 合理控制室內(nèi)環(huán)境

由于甲醛的釋放是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，日本橫濱國(guó)立大學(xué)研究表明，室內(nèi)甲醛的釋放期一般為3～15年，且其與室內(nèi)的溫度、相對(duì)濕度、室內(nèi)換氣數(shù)、室內(nèi)建材等有關(guān)，合理控制室內(nèi)環(huán)境可降低甲醛濃度。

1.1 室內(nèi)通風(fēng)

室內(nèi)通風(fēng)是清除甲醛行之有效的辦法，可選用空氣換氣裝置或 自然 通風(fēng)，這樣有利于室內(nèi)材料中甲醛的散發(fā)和排放。Zhang等[3]研究發(fā)現(xiàn)，MV(Mixing Ventilation)比DV(Displacement Ventilation)可以更好的保持室內(nèi)空氣質(zhì)量。室內(nèi)通風(fēng)要注意根據(jù)季節(jié)、天氣的差異和室內(nèi)人數(shù)的多少來(lái)確定換氣頻度，通常在春、夏、秋季都應(yīng)留適當(dāng)?shù)耐L(fēng)口，冬季每天至少開窗換氣30 min以上，但其只用于污染較輕的場(chǎng)合。

1.2 控制室內(nèi)溫度、濕度

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，甲醛的釋放隨著濕度的增大而增加，隨溫度升高而增大[4]。溫度由30℃降到25 ℃可降低甲醛50%，相對(duì)濕度由70%降到30%時(shí)甲醛量降低40%，溫度和濕度效應(yīng)降低室內(nèi)甲醛量主要是靠降低污染源的擴(kuò)散[5]。要使室內(nèi)材料中的甲醛盡快釋放，就應(yīng)增加其溫濕度，因此一般在剛剛裝修的房中采取烘烤的方法或在室內(nèi)擺放一盆清水可使甲醛加快釋放。要控制室內(nèi)甲醛濃度就要降低其溫濕度。

1.3 植物凈化

美國(guó)國(guó)家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(National Spacetechnology Laboratory)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)[6]證明，銀苞芋、吊蘭、蘆薈、仙人球、虎尾花、扶郎花等室內(nèi)觀賞葉植物對(duì)甲醛有較好的吸收效果。因此，在室內(nèi)放置上述植物既美化環(huán)境又起到凈化空氣的作用。

僅僅調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境雖能降低室內(nèi)甲醛濃度，但還不能達(dá)到理想結(jié)果，尤其在甲醛釋放初期，需要采用空氣凈化技術(shù)。

2 室內(nèi)甲醛污染治理技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外采取多種方法治理室內(nèi)甲醛污染，且現(xiàn)在已有一些產(chǎn)品問(wèn)世。治理室內(nèi)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)歸納起來(lái)主要有：物理吸附技術(shù)、催化技術(shù)、化學(xué)中和技術(shù)、空氣負(fù)離子技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)、常溫催化氧化技術(shù)、生物技術(shù)、材料封閉技術(shù)等。

2.1 物理吸附技術(shù)

物理吸附主要利用某些有吸附能力的物質(zhì)吸附有害物質(zhì)而達(dá)到去除有害污染的目的。主要是各種空氣凈化器。常用的吸附劑為顆�；钚蕴�，活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、硅膠等。Sonia Aguado等[7]研究發(fā)現(xiàn)，沸石膜對(duì)室內(nèi)甲醛、苯等污染物有較好去除效果�；钚蕴坷w維是吸附劑中最引人注目的碳質(zhì)吸附劑。蔡健等[8]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)條件下用H2O2對(duì)ACF改性可提高對(duì)甲醛的吸附性能。榮海琴[9]等對(duì)經(jīng)改性處理的聚丙烯腈(PAN)基活性炭纖維(ACF)對(duì)甲醛吸附性能進(jìn)行初步研究發(fā)現(xiàn)，PAN-ACFs浸漬處理及后續(xù)熱處理后的樣品對(duì)甲醛的吸附量明顯高于未處理樣品對(duì)甲醛的吸附量。對(duì)物理吸附技術(shù)改進(jìn)主要是尋找比表面積大且具有更快的吸脫附速率的吸附劑，還有與其他技術(shù)相結(jié)合使用等。Sawada等[10]在裝有活性炭的花盆中栽培具有甲醛凈化性能的植物，其對(duì)甲醛去除效果比單純的活性炭吸附要好。物理吸附還可用于建材，Kazunori等[11]研發(fā)的一種可生物降解的木炭板，在2 h內(nèi)可把20×10-6的甲醛全部吸收，且木炭板廢棄后可被生物降解。物理吸附富集能力強(qiáng)，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染物，簡(jiǎn)單易推廣，對(duì)低濃度有害氣體較有效。但物理吸附的吸附速率慢，對(duì)新裝修幾個(gè)月的室內(nèi)的甲醛的去除不明顯，且會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，還有吸附劑需要定時(shí)更換。

2.2 催化技術(shù)

催化技術(shù)以催化為主，結(jié)合超微過(guò)濾，從而保證在常溫常壓下使多種有害有味氣體分解成無(wú)害無(wú)味物質(zhì)，由單純的物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附，不產(chǎn)生二次污染。目前市場(chǎng)上的有害氣體吸附器和家具吸附寶都屬于這類產(chǎn)品。

納米光催化技術(shù)是近幾年 發(fā)展 起來(lái)的一項(xiàng)空氣凈化技術(shù)，它主要是利用二氧化鈦的光催化性能氧化甲醛，生成二氧化碳和水。該技術(shù)在紫外光照射下用于治理空氣污染越來(lái)越受到重視，成為空氣污染治理技術(shù)的研究熱點(diǎn)。為提高其對(duì)甲醛的降解速率，展開了一系列對(duì)其反應(yīng) 影響 因素的研究。對(duì)二氧化鈦光催化降解甲醛反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究說(shuō)明，甲醛光催化降解反應(yīng)遵循一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 規(guī)律 ，反應(yīng)速率由反應(yīng)物濃度控制，光催化反應(yīng)由表面化學(xué)反應(yīng)控制[12]。甲醛濃度在10 mg/m3以下時(shí)，可被TiO2在紫外光條件下光催化完全降解為CO2和H2O，在較高濃度時(shí)被氧化成甲酸[13]。Stevens等[4]實(shí)驗(yàn)表明，在紫外光條件下，納米TiO2光催化反應(yīng)器對(duì)低濃度甲醛去除率為100%，但用太陽(yáng)光照射時(shí)，凈化效率僅為35%。錢昱等[14]對(duì)納米二氧化鈦光催化降解空氣中甲醛的研究發(fā)現(xiàn)：TiO2 負(fù)載在無(wú)紡布和鎳網(wǎng)上時(shí)比負(fù)載在玻纖布上效果好;加入適量活性炭能明顯提高甲醛光催化降解速率;水玻璃作為粘結(jié)劑時(shí)能有效提高甲醛光催化降解速率。此外，許多學(xué)者不斷研發(fā)新方法，在硼硅酸鹽玻璃表面涂上一層Sol-Gel TiO2薄膜對(duì)室內(nèi)甲醛有良好的去除效果，在1.56 mW/cm2的UVA照射下最大反映速率常數(shù)為0.148 min-1[15]。劉凡新等[16]通過(guò)Sol-Gel工藝在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得均勻透明的摻鈰納米TiO2薄膜，發(fā)現(xiàn)其在近紫外光處的吸光度有明顯提高，對(duì)甲醛有極高的光催化降解速率。楊陽(yáng)等[17]利用納米TiO2制備出一種完全不含有機(jī)物的水性涂料，涂敷在內(nèi)墻上可長(zhǎng)時(shí)間有效分解有害氣體。在實(shí)際 應(yīng)用 中可見光比紫外光易得，將具有可見光活性的Fe-TiO2光催化劑與耐光催化氧化的硅酸鉀基料進(jìn)行復(fù)配，可得到能夠有效而持久地在普通日光燈環(huán)境下降解甲醛的復(fù)合建筑涂料[18]。

催化技術(shù)可以與物理吸附技術(shù)或其他技術(shù)結(jié)合運(yùn)用，效果更佳。催化技術(shù)與物理吸附技術(shù)相結(jié)合，可利用物理吸附技術(shù)為催化技術(shù)提供高濃度反應(yīng)環(huán)境，催化技術(shù)降解甲醛使吸附劑得到再生。納米TiO2光催化劑與一些氣體吸附劑(沸石、活性炭、SiO2等)相結(jié)合在弱紫外光激發(fā)下就可以有效降解低濃度有害氣體。侯一寧等[19]對(duì)二氧化鈦-活性炭纖維混合材料對(duì)室內(nèi)甲醛污染的凈化進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，TiO2-ACF混合材料比單純使用TiO2或ACF效果要好，且TiO2與ACF質(zhì)量比為1:0.5時(shí)混合材料去除甲醛效果最好。Fumihide等[20]把光催化技術(shù)與使用活性炭進(jìn)行連續(xù)吸附、脫附的技術(shù)相結(jié)合，發(fā)明一種改進(jìn)的光催化反應(yīng)器，可在10 min內(nèi)使10 m3密閉室內(nèi)小于1 mg/m3的低濃度甲醛降解到WHO標(biāo)準(zhǔn)(0.1 mg/m3)以下，在90 min內(nèi)可使甲醛濃度降為零。稀土激活空氣凈化材料綜合了化學(xué)吸附、物理吸附、光催化等多元催化技術(shù)，對(duì)甲醛達(dá)到持久凈化[21]。張?jiān)鲲L(fēng)等[22]對(duì)低溫等離子體—催化脫除室內(nèi)甲醛的研究發(fā)現(xiàn)，在室溫、常壓、介質(zhì)阻擋放電情況下，電壓增高，等離子體技術(shù)的甲醛脫除率增加，填充較大比表面積介質(zhì)小球能有利于甲醛脫除，二氧化鈦在等離子體氣氛下可以產(chǎn)生催化活性。催化技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合運(yùn)用可互補(bǔ)缺點(diǎn)，達(dá)到更好的凈化效果。

催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、二次污染少、可以在常溫常壓下氧化分解結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)物等優(yōu)點(diǎn)，一般室內(nèi)甲醛的濃度較低，在居室、玻璃、陶瓷等建材表面涂敷TiO2薄膜或安放TiO2空氣凈化設(shè)備可有效降解甲醛。但其需要納米TiO2和紫外光照射，存在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的局限性，還未進(jìn)入大面積使用推廣階段。

2.3 化學(xué)中和技術(shù)

化學(xué)中和技術(shù)一般采用絡(luò)合技術(shù)，破壞甲醛、苯等有害氣體的分子結(jié)構(gòu)，中和空氣中的有害氣體，進(jìn)而逐步消除。目前，專家研制出了各種除味劑和甲醛捕捉劑，屬于該技術(shù)類產(chǎn)品。該技術(shù)最好結(jié)合裝修工程使用，可以有效降低人造板中的游離甲醛。

2.4 空氣負(fù)離子技術(shù)

其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，電離空氣及空氣中的水分，產(chǎn)生負(fù)離子;可發(fā)生極化，并向外放電，起到凈化室內(nèi)空氣的作用。市場(chǎng)中銷售的“綠諾空氣離子寶”屬于這種產(chǎn)品。金宗哲等[23]研究表明，稀土激活電氣石可凈化甲醛95%以上，其把負(fù)離子技術(shù)和物理吸附、化學(xué)吸附技術(shù)集于一身。負(fù)離子技術(shù)也可應(yīng)用到建材上，如負(fù)離子涂料，其能夠持續(xù)釋放的負(fù)離子與室內(nèi)污染源持續(xù)釋放的有害氣體(正離子)不斷中和、降解，可長(zhǎng)期起到去除甲醛的作用。馮艷文等[24]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，不僅具有較為優(yōu)越的常規(guī)性能，還集無(wú)污染、抗菌、防霉、輻射遠(yuǎn)紅外線、釋放負(fù)離子等對(duì)人體健康有益的功能于一身。該涂料只需在可見光激發(fā)下便可產(chǎn)生大量的負(fù)離子，使室內(nèi)負(fù)離子數(shù)增加200～400 個(gè)/cm3。

2.5 臭氧氧化法

臭氧與極性有機(jī)化合物如甲醛反應(yīng)，導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子破裂，使臭氧分子結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上，生成臭氧化物，從而達(dá)到分解甲醛分子的目的。汪耀珠等[25]通過(guò)測(cè)量低濃度臭氧對(duì)甲醛氣體的凈化率(有紫外燈照射)發(fā)現(xiàn)，臭氧濃度0.050～0.075 mg/m3，甲醛濃度3.03～8.70 mg/m3，5 min后檢測(cè)，臭氧對(duì)甲醛凈化效率為41.74%。臭氧發(fā)生裝置具有殺菌、消毒、除臭、分解有機(jī)物的能力，但臭氧法凈化甲醛效率低，同時(shí)臭氧易分解，不穩(wěn)定，可能會(huì)產(chǎn)生二次污染物，同時(shí)臭氧本身也是一種空氣污染物，國(guó)家也有相應(yīng)的限量標(biāo)準(zhǔn)，如果發(fā)生量控制不好，會(huì)適得其反。

2.6 常溫催化氧化法

又稱為冷觸媒法，主要是利用一些貴金屬特殊的催化氧化性能，使室內(nèi)污染物變成為CO2和H2O。一般載體為ZrO2、CeO、SiO、活性炭、分子篩等，經(jīng)常采用的貴金屬有Pd、Pt、Rh、Ru和Ir。日本近年來(lái)對(duì)低溫催化劑進(jìn)行了深入的研究，并有一系列的專利問(wèn)世。Yushika等[26，27]研發(fā)的含有錳氧化物組分(MnO2為77 %)的空氣凈化器，對(duì)剛剛裝修的住宅中甲醛去除效果良好，在7個(gè)多月時(shí)間內(nèi)使新建住宅室內(nèi)甲醛由0.21×10-6降到0.04×10-6，且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有害的副產(chǎn)品(HCOOH、CO)，其還可以加速材料中甲醛釋放。

2.7 生物技術(shù)

生物法凈化有機(jī)廢氣是微生物以有機(jī)物為其生長(zhǎng)的碳源和能源而將其氧化、降解為無(wú)毒、無(wú)害的無(wú)機(jī)物的方法。李小梅等[28]實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)篩選、培育的適宜微生物菌種接種掛膜制作的生物膜填料塔對(duì)入口濃度小于20 mg/m3的甲醛廢氣具有較好的凈化效果，凈化效率達(dá)到90%以上，凈化操作時(shí)，液體噴淋量維持在20 L/h有利于凈化。Masaki等[29]研究表明，生物酶對(duì)甲醛降解有潛在能力，此方法操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低，無(wú)二次污染而被歐洲廣泛使用并已 工業(yè) 化。生物活性溫度一般為10～40 ℃，因此室內(nèi)溫度必須維持在特定微生物的活性溫度范圍內(nèi)，使其應(yīng)用受到限制。

2.8 材料封閉技術(shù)

對(duì)于各種人造板中的甲醛，專家們研制出了一種封閉材料，稱作甲醛封閉劑，用于家具和人造板材內(nèi)的甲醛氣體封閉。目前出現(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)上的美嘉保護(hù)盾，具有封閉甲醛的作用，可涂刷于未經(jīng)油漆處理的家具內(nèi)壁板和人造板，以減少各種人造板中的甲醛釋放量。但其治標(biāo)不治本。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著國(guó)家環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，環(huán)境意識(shí)的深入人心，室內(nèi)甲醛污染的控制與治理越來(lái)越受到重視。國(guó)內(nèi)外對(duì)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)已經(jīng)有較多應(yīng)用于實(shí)際，同時(shí)各種新方法新技術(shù)也在不斷得到研究，其中納米光催化技術(shù)是空氣凈化技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)由于每種方法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，尤其是多種技術(shù)相結(jié)合利用可對(duì)室內(nèi)甲醛污染進(jìn)行有效的控制與治理。

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