室内甲醛污染的控制与治理

简介： 综述了室内甲醛污染的控制措施与治理技术。详细介绍了目前治理室内甲醛污染的主要净化技术，包括物理吸附技术、催化技术、化学中和技术、空气负离子技术、臭氧氧化技术、常温催化氧化技术、生物技术、材料封闭技术等及其研究进展，并分析了各技术的优缺点。

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1 合理控制室内环境

由于甲醛的释放是一个长期的过程，日本横滨国立大学研究表明，室内甲醛的释放期一般为3～15年，且其与室内的温度、相对湿度、室内换气数、室内建材等有关，合理控制室内环境可降低甲醛浓度。

1.1 室内通风

室内通风是清除甲醛行之有效的办法，可选用空气换气装置或自然通风，这样有利于室内材料中甲醛的散发和排放。Zhang等[3]研究发现，MV（Mixing Ventilation）比DV（Displacement Ventilation）可以更好的保持室内空气质量。室内通风要注意根据季节、天气的差异和室内人数的多少来确定换气频度，通常在春、夏、秋季都应留适当的通风口，冬季每天至少开窗换气30 min以上，但其只用于污染较轻的场合。

经研究发现，甲醛的释放随着湿度的增大而增加，随温度升高而增大[4]。温度由30℃降到25 ℃可降低甲醛50%，相对湿度由70%降到30%时甲醛量降低40%，温度和湿度效应降低室内甲醛量主要是靠降低污染源的扩散[5]。要使室内材料中的甲醛尽快释放，就应增加其温湿度，因此一般在刚刚装修的房中采取烘烤的方法或在室内摆放一盆清水可使甲醛加快释放。要控制室内甲醛浓度就要降低其温湿度。

1.3 植物净化

美国国家空间技术实验室（National Spacetechnology Laboratory）的有关实验[6]证明，银苞芋、吊兰、芦荟、仙人球、虎尾花、扶郎花等室内观赏叶植物对甲醛有较好的吸收效果。因此，在室内放置上述植物既美化环境又起到净化空气的作用。

仅仅调节室内环境虽能降低室内甲醛浓度，但还不能达到理想结果，尤其在甲醛释放初期，需要采用空气净化技术。

2 室内甲醛污染治理技术

目前，国内外采取多种方法治理室内甲醛污染，且现在已有一些产品问世。治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有：物理吸附技术、催化技术、化学中和技术、空气负离子技术、臭氧氧化技术、常温催化氧化技术、生物技术、材料封闭技术等。

2.1 物理吸附技术

2.2 催化技术

催化技术以催化为主，结合超微过滤，从而保证在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，不产生二次污染。目前市场上的有害气体吸附器和家具吸附宝都属于这类产品。

催化技术具有反应条件温和、能耗低、二次污染少、可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点，一般室内甲醛的浓度较低，在居室、玻璃、陶瓷等建材表面涂敷TiO2薄膜或安放TiO2空气净化设备可有效降解甲醛。但其需要纳米TiO2和紫外光照射，存在经济和技术的局限性，还未进入大面积使用推广阶段。

2.3 化学中和技术

化学中和技术一般采用络合技术，破坏甲醛、苯等有害气体的分子结构，中和空气中的有害气体，进而逐步消除。目前，专家研制出了各种除味剂和甲醛捕捉剂，属于该技术类产品。该技术最好结合装修工程使用，可以有效降低人造板中的游离甲醛。

2.4 空气负离子技术

其主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料，加入到墙体材料中，在与空气接触中，电离空气及空气中的水分，产生负离子；可发生极化，并向外放电，起到净化室内空气的作用。市场中销售的“绿诺空气离子宝”属于这种产品。金宗哲等[23]研究表明，稀土激活电气石可净化甲醛95%以上，其把负离子技术和物理吸附、化学吸附技术集于一身。负离子技术也可应用到建材上，如负离子涂料，其能够持续释放的负离子与室内污染源持续释放的有害气体（正离子）不断中和、降解，可长期起到去除甲醛的作用。冯艳文等[24]应用天然矿物的改性活化技术和纳米稀土激活技术研制的健康环保型建筑内墙涂料，不仅具有较为优越的常规性能，还集无污染、抗菌、防霉、辐射远红外线、释放负离子等对人体健康有益的功能于一身。该涂料只需在可见光激发下便可产生大量的负离子，使室内负离子数增加200～400 个/cm3。

2.5 臭氧氧化法

臭氧与极性有机化合物如甲醛反应，导致不饱和的有机分子破裂，使臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物，从而达到分解甲醛分子的目的。汪耀珠等[25]通过测量低浓度臭氧对甲醛气体的净化率(有紫外灯照射)发现，臭氧浓度0.050～0.075 mg/ｍ3，甲醛浓度3.03～8.70 mg/ｍ3，5 min后检测，臭氧对甲醛净化效率为41.74%。臭氧发生装置具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力，但臭氧法净化甲醛效率低，同时臭氧易分解，不稳定，可能会产生二次污染物，同时臭氧本身也是一种空气污染物，国家也有相应的限量标准，如果发生量控制不好，会适得其反。

2.6 常温催化氧化法

又称为冷触媒法，主要是利用一些贵金属特殊的催化氧化性能，使室内污染物变成为CO2和H2O。一般载体为ZrO

2、CeO、SiO、活性炭、分子筛等，经常采用的贵金属有Pd、Pt、Rh、Ru和Ir。日本近年来对低温催化剂进行了深入的研究，并有一系列的专利问世。Yushika等[26，27]研发的含有锰氧化物组分（MnO2为77 ％）的空气净化器，对刚刚装修的住宅中甲醛去除效果良好，在7个多月时间内使新建住宅室内甲醛由0.21×10－6降到0.04×10－6，且没有发现有害的副产品（HCOOH、CO），其还可以加速材料中甲醛释放。

2.7 生物技术

生物法净化有机废气是微生物以有机物为其生长的碳源和能源而将其氧化、降解为无毒、无害的无机物的方法。李小梅等[28]实验表明，通过筛选、培育的适宜微生物菌种接种挂膜制作的生物膜填料塔对入口浓度小于20 mg/ｍ3的甲醛废气具有较好的净化效果，净化效率达到90%以上，净化操作时，液体喷淋量维持在20 L/h有利于净化。Masaki等[29]研究表明，生物酶对甲醛降解有潜在能力，此方法操作简单、运行成本低，无二次污染而被欧洲广泛使用并已工业化。生物活性温度一般为10～40 ℃，因此室内温度必须维持在特定微生物的活性温度范围内，使其应用受到限制。

2.8 材料封闭技术

对于各种人造板中的甲醛，专家们研制出了一种封闭材料，称作甲醛封闭剂，用于家具和人造板材内的甲醛气体封闭。目前出现在我国市场上的美嘉保护盾，具有封闭甲醛的作用，可涂刷于未经油漆处理的家具内壁板和人造板，以减少各种人造板中的甲醛释放量。但其治标不治本。

3 结 语

随着国家环保法规的日益严格，环境意识的深入人心，室内甲醛污染的控制与治理越来越受到重视。国内外对甲醛污染的空气净化技术已经有较多应用于实际，同时各种新方法新技术也在不断得到研究，其中纳米光催化技术是空气净化技术研究的发展趋势，同时由于每种方法都有自己的优缺点，针对实际情况选用适当的技术，尤其是多种技术相结合利用可对室内甲醛污染进行有效的控制与治理。

参考文献

1 夏元洵.化学物质毒性全书.上海：上海科学技术文献出版社，1991.468～469

3 Zhang Lin，Chow T T，Fong K F，et al.Comparison of performances of displacement and mixing ventilations.Part II: indoor air quality.International Journal of Refrigeration，2005，28： 288～305

4 Stevens Lisa，John A Lanning，Larry G Anderson.Photocatalytic Oxidatton of Organic Pollutants Associated with Indoor Air Quality 98-MP9B.06.[C]for presentation at the Air & Waste Management Associated’s 91st Annual meeting & Exhibition，July 14-18，1998，San Diego, Californa

5 张 军.室内甲醛污染检测与控制.新疆石油教育学院学报，2004，1：98～99

6 肖红侠，王岳人，张海青.室内甲醛污染现状及防治措施.技术交流，2004，6：31～35

7 Sonia Aguado, Ana C Polo，Mar ýa P Bernal，et al.Removal of pollutants from indoor air using zeolite membranes.Journal of Membrane Science，2004，240：159～166

9 荣海琴，郑经堂.改性PAN-ACFs对甲醛吸附性能的初步研究.新型炭材料，2001，16

（1）：44～48

20 Fumihide Shiraishi，Shunsuke Yamaguchi，Yusuke Ohbuchi.A rapid treatment of formaldehyde in a highly tight room using a photocatalytic reactor combined with a continuous adsorption and desorption apparatus.Chemical Engineering Science，2003，58：929～934

23 金宗哲，颜学武，梁金生，等.稀土激活电气石净化甲醛性能的研究.首届全国室内环境与健康研讨会，2002.345～348

24 冯艳文，梁金生，梁广川，等.健康环保型建筑内墙涂料的研制.装饰装修材料，2003，10：49～52

27 Yoshika Sekine.Oxidative decomposition of formaldehyde by metal oxides at room temperature. Atmospheric Environment，2002，36：5543～5547

29 Masaki Yamaguchi，Yusuke Tahara，Masashi Kanemaru，et al.FORMALDEHYDE DEGRADATION FILTER VIA RECOMBINANT E.coIi ENZYME. Biomedical Engineering，2003.IEEE EMBS Asian-Pacific Conference on 20-22 Oct.2003.106～107