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本文作者：梅巖作者單位：廣東省食品藥品職業(yè)技術學校

生活水平的提高使室內(nèi)裝修日益普及，人們在追求居室完美的同時卻造成了嚴重的室內(nèi)空氣污染。甲醛是室內(nèi)空氣污染危害最嚴重且最常見的污染物之一，因其污染范圍廣，持續(xù)時間長，危害性大被稱為室內(nèi)裝修的頭號“殺手”。據(jù)統(tǒng)計，裝修后1~6個月內(nèi)，甲醛超標率居室內(nèi)達80%，會議室和辦公室內(nèi)接近100%；裝修3年后，超標率都仍達50%以上[1]，這直接影響到人們的身體健康，因此世界各國對此都非常關注，加強室內(nèi)甲醛污染的治理顯得尤為重要。

1室內(nèi)空氣中甲醛的特性、來源及危害

1.1甲醛的性質(zhì)

甲醛(HCHO)，又名“蟻醛”，在常溫下是一種無色、易溶、有刺激性氣味的氣體，具有活潑的化學性質(zhì)和生物學性質(zhì)，相對密度1.06，易溶于水，沸點為－21℃，熔點為-92℃。在水溶液中主要以水合甲醛存在，其中35%~40%的水溶液俗稱福爾馬林[2]，具有強烈的刺激性氣味，可作為消毒劑和防腐劑。

1.2室內(nèi)甲醛污染的來源

(1)房屋裝飾裝修:用于室內(nèi)裝飾的膠合板、細木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材，由于生產(chǎn)使用的膠粘劑以脲醛樹脂為主，板材中殘留的和未參與反應的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放，揮發(fā)期為數(shù)年甚至長達十幾年[3]。另外含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料，如家用紡織品如窗簾、布藝沙發(fā)，裝飾用的墻布、墻紙也會產(chǎn)生大量的甲醛氣體[4-5]，現(xiàn)代室內(nèi)的裝飾、裝修，使得室內(nèi)甲醛等污染物濃度水平遠遠高于室外[6-8]。

(2)廚房燃料燃燒及烹調(diào)產(chǎn)生:在我國廣泛使用的煤、液化氣和煤氣等燃料，燃燒時會產(chǎn)生醛類污染物[9]。

(3)吸煙產(chǎn)生:據(jù)報道吸煙產(chǎn)生的煙霧中含甲醛等對肺有刺激作用的化學物質(zhì)[10]，香煙煙氣中含甲醛14~24mg/m3。人們每吸一口煙(約40mL)最多可吸入81μg甲醛。有人吸煙時室內(nèi)甲醛濃度與無人吸煙時高3倍左右。

(4)其它：化妝品、清潔劑、殺蟲劑、防腐劑的使用也能釋放出甲醛[11]。

1.3甲醛對人體的危害

甲醛是一種有刺激性氣味的有毒氣體，嚴重危害人體健康。甲醛可以引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、體內(nèi)酶活性的改變以及內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)的改變[12-13]。眼炎、嗓子發(fā)干、流鼻涕、咳嗽、竇炎，竇感染、頭痛、乏力、壓抑、失眠、出疹、鼻血、惡心、腹瀉、胸痛和腹痛等16種癥狀與甲醛暴露水平有關[14]。1981年美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所將甲醛作為可疑致癌物，已有足夠的證據(jù)表明甲醛對動物是強有力的致癌物[15-18]。在2004年的“致癌公報”上，國際癌癥研究中心(IARC)公布甲醛能引起鼻腔癌和鼻竇癌，并將甲醛列為致癌物。

2室內(nèi)甲醛污染的治理方法

自20世紀70年代一些發(fā)達國家提出“致病建筑綜合癥”或“不良建筑物綜合癥”之后，人們開始致力于研究室內(nèi)甲醛污染的治理方法。目前國內(nèi)外對室內(nèi)甲醛污染的治理技術主要分為源頭治理和后期治理。

2.1污染源控制

室內(nèi)空氣中甲醛之所以難以根除，主要原因是裝修板材中甲醛的持續(xù)釋放，且釋放期很長[19]。MinamiT[20]等通過對新裝修和新購置組合家具的居室多年的跟蹤調(diào)查，甲醛濃度在裝修完成3天后出現(xiàn)峰值，7個月內(nèi)保持較高濃度，以后逐漸下降，大約5年后才與未裝修居室的甲醛濃度相同，最高釋放周期可達15年。治本的方法就是去除污染源，通過改變建筑、裝潢等各種材料的特性來改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，主要是使用低釋放甲醛的材料或?qū)υ瓉磲尫帕坎缓细癫牧霞右约夹g改造。國內(nèi)外技術人員開發(fā)和研究了各種低污染技術和非醛替代品。國內(nèi)科技人員圍繞脲醛樹脂的合成工藝，積極尋找和研究降低甲醛含量和釋放量的方法，大致有以下幾種[21-22]：(1)降低甲醛/尿素(F/U)比，分批加尿素，增大反應物尿素的量，從而提高甲醛的轉(zhuǎn)化率，減少膠液中游離甲醛的含量。(2)降低脲醛縮聚段的pH，提高反應體系的H+濃度，從而使陽離子亞甲基和陽離子亞甲醇加速了縮聚反應的速度，減少其微觀結構上形成二亞甲基醚或醚結構的幾率。(3)在脲醛樹脂中添加甲醛捕捉劑，如尿素、硫脲、淀粉、三聚氰胺、聚乙烯醇、低級醇等。(4)對脲醛樹脂進行濃縮處理，在脲醛樹脂合成尾期，抽提膠液中的部分水，去除部分游離醛。(5)對脲醛樹脂木制品進行后處理。使用氨水、氯化銨或尿素的水溶液對甲醛系樹脂膠制得的木制品進行清洗或浸漬，減少制品在加工或使用的過程中甲醛的釋放量。

國外室內(nèi)甲醛污染控制技術起步早、發(fā)展快、范圍廣，主要涉及低釋醛材料、捕捉醛材料以及非醛材料等方面[23]。(1)含電氣石微粒的低醛木材膠合劑。把粒徑0.9~100μm的電氣石細粉加入甲醛系樹脂中，水解生成的氫氣和游離甲醛反應，能把毒性強、氣味大的甲醛轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘暂^弱的甲醇，減少了甲醛的含量和釋放量。(2)具有甲醛捕捉劑的裝飾板。在裝飾板的紙質(zhì)基材上制造甲醛捕捉層，以及在其表面保護層中加入甲醛捕捉劑的方法，用來有效地捕捉從其內(nèi)層材料(膠合板，刨花板和中密度纖維板)中釋放的甲醛，同時也可捕捉從室內(nèi)其它物品中放出的甲醛。(3)含水溶性甲醛捕捉劑的紙。紙上附著的水溶性亞硫酸氫鈉與空氣中的甲醛和乙醛反應，生成羥甲基和羥乙基鈉，從而達到捕捉甲醛的目的。(4)含乙酰乙醚基吸收醛的熱固性樹脂，對醛系黏合劑的木制品具有很強的吸收醛作用。(5)從天然植物中提取的捕醛材料。如含萜烯的香精油捕捉劑、含植物聚酚類的捕捉劑等。(6)非醛樹脂木材黏合劑。如含2-惡唑啉基共聚物制作纖維板，非醛系粘合劑制作木削板等。

2.2后期治理

對室內(nèi)甲醛污染的后期治理主要經(jīng)歷了機械法、物理法、化學法和生物法等幾個階段。

2.2.1通風換氣凈化法

通風換氣是最早使用的清除甲醛等室內(nèi)有害氣體的方法，開窗通風或安裝通風換氣機，加強通風換氣，用室外新鮮空氣來稀釋室內(nèi)空氣污染物，降低其濃度，簡單有效且經(jīng)濟。依據(jù)污染物發(fā)生源的大小、污染物種類及其量的多少，決定采用全面通風還是局部通風，以及通風量大小。這種方法主要用于污染程度較輕的場合，對中度以上的室內(nèi)污染無法起到凈化作用，而且有時也會把室外的污染物帶入室內(nèi)。此外，機械通風對甲醛濃度影響很小，且隨著通風量增加，通風降低甲醛濃度的作用減弱。這是因為室內(nèi)甲醛濃度除了與物品中甲醛含量、釋放速率有關，還與溫度、濕度有關。增大通風量，一方面能通過換氣降低甲醛濃度，另一方面也可能因為室內(nèi)溫度升高、濕度增大而加快甲醛釋放速率，且使甲醛溶于水霧中在室內(nèi)滯留[7]。因此，該種方法雖然簡單經(jīng)濟，但卻有一定的局限性。

2.2.2物理技術

物理技術主要包括物理吸附技術、催化技術、空氣負離子技術和非平衡態(tài)等離子體技術[24]等。

(1)物理吸附技術：主要是各種空氣凈化器。這類產(chǎn)品主要是應用活性炭的強吸附性吸附空氣中的懸浮物，對室內(nèi)甲醛等污染物質(zhì)有一定的凈化作用。常用的吸附劑有多孔炭材料、有蜂窩狀活性炭，球狀活性炭，活性炭纖維，新型活性炭以及分子篩、沸石、多孔粘土礦石、活性氧化鋁和硅膠等。此種方法簡單易推廣，但吸附劑需定期更換。

(2)催化技術：也被稱為冷觸媒技術，邊吸附邊分解，提高了吸附污染顆粒物種類、吸附效率和飽和容量，不產(chǎn)生二次污染，而且吸附材料的壽命是普通材料的20倍以上，針對性比較強，可以對室內(nèi)甲醛等有害氣體進行催化分解。傳統(tǒng)的催化分解需要在一定溫度下完成(一般在200℃以上)，運行費用較高。等離子體催化技術是將等離子體技術和催化分解相結合，利用高頻、高壓電流產(chǎn)生離子碎片，可在常溫、常壓下分解有害氣體，其優(yōu)點是幾乎對所有的有害氣體都有很高的凈化效率，缺點是易產(chǎn)生一氧化碳、臭氧和氮氧化物，需增加進一步氧化及堿吸收的后處理過程，且發(fā)生等離子體的設備價格昂貴。光催化技術是基于光催化劑在紫外線照射下具有的氧化還原能力而凈化污染物的方法[25-26]。光催化劑屬于半導體材料，包括TiO2、ZnO2、Fe2O3、CdS和WO3等。光催化技術的優(yōu)點主要有以下幾個方面：1)可在紫外線輻照下或日光輻照下發(fā)生；2)反應發(fā)生速度快、所需時間短幾分鐘或幾小時；3)反應產(chǎn)物為CO2、H2O及無機鹽等，不會造成二次污染；4)光催化氧化無選擇性；5)反應所需的溫度低，室溫即可；6)催化劑無毒；7)設備簡單，成本低。[27]因此，光催化技術用于治理空氣污染越來越受到重視，成為空氣污染治理技術研究和開發(fā)的熱點。

(3)空氣負離子技術：空氣離子是指浮游在空氣之中的帶電細微粒子，其形成是由于處于電中性狀態(tài)的氣體分子受到外力的作用，失去或得到電子，失去電子的為正離子，得到電子的為負離子?？諝庳撾x子能附著在固相或液相污染物微粒上，形成大離子并沉降下來，能降低空氣污染物濃度，起到凈化空氣的作用;同時，空氣中負離子數(shù)目也大量地損失。在甲醛濃度高的環(huán)境里，若甲醛所損失的負離子得不到及時補償，則會出現(xiàn)正負離子濃度不平衡狀態(tài)，出現(xiàn)高濃度的空氣正離子現(xiàn)象，使人產(chǎn)生不適感。因此，在此類環(huán)境中，以人造負離子來補償不斷被污染物消耗掉的負離子，維持正負離子的平衡，不斷地清除污染物[28]。該方法主要選用具有明顯的熱電和壓電效應的稀有礦物石為原料，加入到墻體材料中，裝修涂刷以后，在與空氣接觸過程中，電離空氣及空氣中的水分，產(chǎn)生負離子，材料即可發(fā)生極化，并可向外放電，達到凈化室內(nèi)空氣的作用。

(4)非平衡態(tài)等離子體技術：是利用氣體放電產(chǎn)生的具有高度反應活性的電子、原子、分子和自由基與各種有機、無機污染物分子反應，從而使污染物分子分解成為小分子化合物的過程。非平衡等離子體可由輝光放電、電暈放電、介質(zhì)阻擋放電和射頻放電等得到，其中脈沖電暈等離子放電與介質(zhì)阻擋放電由于工藝簡單、能耗低、處理效率高，在處理甲醛氣體中已初見成效[29]。

2.2.3化學技術

化學技術主要是利用以氧化、分解、絡合等原理制造出的空氣凈化劑、甲醛捕捉劑等來凈化空氣，包括臭氧氧化法、二氧化氯氧化法和金屬氧化物法等。

(1)臭氧氧化法：臭氧與極性有機化合物例如甲醛反應，導致不飽和的有機分子破裂，使臭氧分子結合在有機分子的雙鍵上，生成臭氧化物，從而達到分解甲醛分子的目的[30]。臭氧對凈化室內(nèi)空氣中甲醛污染有一定的效果，但效果不十分理想，原因可能是:一方面03與甲醛的化學反應速度慢，25℃時其速率常數(shù)＜2.l×10-24cm3/(mol•s);另一方面，O3與室內(nèi)空氣中其他有機物發(fā)生反應時可能重新生成甲醛[31]。另外臭氧在對室內(nèi)甲醛等污染物進行分解凈化的情況下，可能出現(xiàn)新的室內(nèi)空氣污染，刺激人的呼吸系統(tǒng)，嚴重時會對人體造成傷害，況且臭氧本身也是一種空氣污染物，國家也有相應的限量標準。因此如果發(fā)生量控制不好，反而會適得其反。

(2)二氧化氯氧化法：使用二氧化氯作為氧化劑消除甲醛，文獻報道較少。但上市的各種甲醛去除劑中用二氧化氯作為主要成分的不少。從理論上講二氧化氯的氧化性可以氧化分解甲醛分子，在實際應用中效果卻不明顯。在發(fā)生高濃度二氧化氯氣體的瞬間，甲醛濃度有顯著下降，但很快恢復，用二氧化氯發(fā)生的濃度和持久性很難控制，其消除甲醛氣體的效果還應進行縝密的實驗研究[30]。

(3)金屬氧化物法：金屬氧化物表面一般有表面羥基等各種吸附質(zhì)。常溫大氣中，通常金屬氧化物表面吸附有水，多數(shù)情況下最終解離生成羥基。表面羥基作為酸或堿在吸附和催化反應中具有重要作用。此外還能發(fā)生各種表面反應。金屬氧化物中有兩種鍵型：一種是M-O-M型，另一種是M=O型。二氧化錳(MnO2)等不含M=O鏈的化合物是深度氧化的催化劑。有資料表明MnO2在酸性條件下氧化性最強。目前的報道中只有日本的Sekine等[32-34]用一定比例活性炭和金屬氧化物(主要是過渡金屬氧化物)的混合物在常溫常壓無光的條件下進行了治理室內(nèi)甲醛的研究，他在研究中發(fā)現(xiàn)氧化鈷(CoO)、MnO2、TiO2等對甲醛去除率都超過了50%，而氧化鋅(ZnO)、五氧化二釩(V2O5)等與甲醛沒有反應。在研究中還發(fā)現(xiàn)在所有金屬氧化物中MnO2和甲醛有最高的反應性，能將室內(nèi)的甲醛濃度從0.33mg/m3降到0.049mg/m3。主要生成物是CO2，且反應過程中沒有有害的副反應氣體CO和甲酸(HCOOH)生成。金屬氧化物法反應條件溫和、操作簡便、去除效果好，具有發(fā)展前景，但現(xiàn)在對此方法還沒有進行深入的研究，反應機理還不是很明確。

2.2.4植物凈化法

綠色植物具有很好的空氣凈化作用，是一種簡便易行、長期有效的生態(tài)治理方法。某些植物對甲醛氣體有吸收-代謝作用。美國宇航局的科學家經(jīng)過20多年的研究，發(fā)現(xiàn)消除空氣污染除了要經(jīng)常開啟門窗加強通風外，在室內(nèi)栽種綠色植物是去除化學污染簡便而有效的途徑。德國科學家曾用碳-14標記甲醛氣體并用吊蘭進行吸收實驗，在吊蘭的細胞組織內(nèi)發(fā)現(xiàn)有碳-14蹤跡，證明吊蘭將甲醛通過自身的代謝反應將其轉(zhuǎn)化為有機酸、糖和氨基酸[35]。GieseM[35]等通過實驗發(fā)現(xiàn)1盆吊蘭暴露在甲醛濃度為815mg/m3的環(huán)境中可在24h內(nèi)吸收掉88%的甲醛。還有報道1盆鴨跖草，能在6h內(nèi)吸收一半的甲醛氣體。在24h照明的條件下，蘆薈可以吸收1m3空氣中所含的90%的甲醛。白雁斌等[36]在裝修1周后沒有通風的室內(nèi)懸掛吊蘭觀察吸收甲醛情況，顯示甲醛濃度在2周后有顯著變化。蘆薈、龍舌蘭和垂掛蘭對甲醛有較好的去除效率。龜背竹、虎尾蘭、一葉蘭等葉片碩大的觀葉植物，對甲醛也有一定的吸收和積累能力。綠色植物成為普通家庭都能承受的居室空氣的凈化器，為居室內(nèi)的空氣污染控制與消除提供了一個絕佳的方法與手段。

3展望

甲醛是室內(nèi)空氣中的首要污染物，污染源范圍廣，不易清除，嚴重危害人體健康。文中提到的甲醛污染控制或凈化技術由于作用原理不同，對甲醛的凈化效率也有所不同，都有一定的效果和局限性。在現(xiàn)有的甲醛治理措施中，物理和化學方法都需要藥品和試劑的不斷更新，且需要盡可能大的接觸面積，效果不是很好且在生活中比較麻煩。光催化技術用在家居環(huán)境中費用比較高，對有害氣體也不能達到根本治理的效果。而采用綠色植物吸收室內(nèi)有害氣體的方法由于經(jīng)濟有效已被越來越多的人接受。因此，如何更為科學地將植物引入室內(nèi)，使其構成同時擁有生態(tài)功能與裝飾功能的室內(nèi)要素，從而實現(xiàn)居室內(nèi)觀賞植物防治有毒揮發(fā)性物質(zhì)兼綠化、美化為一體，是當前的一門重要課題。