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浅析室内甲醛污染的治理
作者:管理员    发布于:2016-04-11 09:57:17
摘要:随着人们对环境质量要求的提高,室内甲醛污染逐渐引起人们的重视。室内甲醛来源广泛,主要分为装修材料类、燃料燃烧类、日常生活类,其中以装修材料带来的甲醛污染最为严重。甲醛是世界上公认的潜在致癌物,会对人体呼吸道及皮肤黏膜产生刺激作用,引起过敏及鼻咽肿瘤等。关于甲醛的控制主要采取的措施有控制产生源、室内加强通风散气、植物净化法、吸附法、臭氧净化法、光催化氧化法以及化学反应法等,由于处理技术均有一定的适用范围,往往需要多种技术联用才能获得预期效果,避免甲醛污染,营造一个健康的室内环境。

1、引言


当今,由于环境受到污染,人们的健康受到严重威胁,尤其是室内空气污染,对人类及动植物的健康、生存以及繁衍影响甚大。据相关资料统计,截止2011年年底,世界上已有过半的人群面临着空气污染的影响,室内空气污染是超过1/5的慢性肺炎病及近2/5的呼吸道疾病的元凶,现阶段已探明存在于室内空气中的500余种污染物当中,可能致癌的物质达20余种,可能导致病毒性入侵的物质高达200余种 [1]。其中,甲醛是导致室内空气污染的主要污染物之一。并且,甲醛的挥发速度随着温度和湿度的增加而增加,特别是在盛夏季节,80%以上的新装修住宅存在室内甲醛超标问题[2]

室内甲醛来源广泛,可以分为以下几个方面。

(1)装修材料类。室内装修的人造板材,在生产过程中使用的胶黏剂为脲醛树脂和酚醛树脂,其主要原料中就是甲醛,而其他各类装饰材料,如壁纸、化纤装饰物品、泡沫塑料建材、油漆和涂料等也含有甲醛,这些是形成室内甲醛污染的主要来源。

(2)燃料燃烧类。燃烧燃料可以产生大量的甲醛,厨房内如果同时使用煤气和液化石油气时,就会释放出甲醛。

(3)日常生活类。人们在日常生活中所用的化学产品,如化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张等均含有甲醛[3]

因此,室内空气污染中,关于甲醛的毒理学和治理技术的研究日益增多,并且已有很多污染防治技术成功的用于改善室内空气质量,本文将根据近几年的研究成果,逐一探讨。


2、室内甲醛污染的危害


甲醛,又名蚁醛,是一种有特殊气味的无色气体,密度略高于空气,易溶于水,极易挥发,也是世界上公认的潜在致癌物,对人类的健康造成严重的威胁[4]。甲醛对健康危害主要有以下几个方面。

(1)刺激作用。甲醛在空气中扩散对呼吸道及皮肤黏膜产生明显的刺激作用,刺激毒性主要表现为神经系统及呼吸系统症状,甲醛是原浆毒物质,能与蛋白质结合、高浓度吸人时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛,最终造成免疫功能异常、肝损伤、肺损伤及神经中枢系统受到影响。

(2)致敏作用。皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死,吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。

(3)致突变作用。高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下,可引起鼻咽肿瘤。

(4)突出表现。头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、胸闷、眼痛、嗓子痛、胃纳差、心悸、失眠、体重减轻、记忆力减退以及植物神经紊乱等;孕妇长期吸入可能导致胎儿畸形,甚至死亡;男子长期吸人可导致男子精子畸形、死亡等;长期接触较高浓度的甲醛也会出现急性精神抑郁症[5]

由此可见,甲醛对人们的身体健康危害甚大。通常人们接触到的都是低浓度的甲醛,其引起的症状较轻,但是其本质是一样的。复合板家具及家庭装修中的甲醛的释放期长达3至15年,购买家具或装修后一两年内甲醛不可能完全挥发掉,室内较长时间内都会有甲醛超标。


3、甲醛的控制方法及发展趋势


3.1  控制甲醛的污染源

室内的装饰和装修应贯彻环保的理念,满足功能要求,做到设计合理、经济适用,充分考虑室内空间的承载量,倡导绿色环境设计,选用绿色环保型材料装修,控制甲醛污染源头。通常,根据室内甲醛污染的主要产生途径,采取如下的几种控制措施:一是房间装修避免冗余的装修材料,避免大面积铺设复合地板;二是选择装修工艺应该合理,如在复合地板下铺大芯板,墙上刷清漆防止裂缝等传统工艺,均会造成环境污染问题;三是应该选择封边的家具,避免污染物大量向空气中挥发,造成空气的污染;四是选择满足国家环保要求并且质量良好的家具,尽量不用或少用含甲醛的材料和胶粘剂,限定室内沙发或床垫用海绵的甲醛含量。这些措施通过控制甲醛污染的源头,从很大程度上减轻了室内甲醛污染的治理难度。

3.2  室内通风换气

由于建材中甲醛的释放具有连续性,室内环境中甲醛的浓度具有积累性,门窗关闭时间越长,甲醛的浓度越高,门窗关闭8小时后,甲醛浓度达到关窗前的7~9倍。改善通风状况是室内空气污染预防过程中一种行之有效的手段,通过通风换气,一方面可确保氧气含量;另一方面降低室内空气污染物浓度。开窗通风能使室内污染物浓度显著降低,并使空气变得清新,让人感到呼吸顺畅,精神焕发[6]。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。

研究发现:室内建材中释放甲醛的规律与温度和湿度有关,随温度和湿度分别提高,均会加剧甲醛的释放,特别是夏季高温情况下,室内甲醛浓度通常可以达到全年的最高值。因此,为了减少室内环境中的甲醛浓度,可以在高温条件下进行大量的通风 。该工艺方法是对新装修或未人住的房间内维持一段时间的较高温度(通常情况下超过32℃,也不宜太高,以不影响家具或者木质材料的寿命为宜),再配合一定量的通风就能达到更好的治理污染的效果[7]


3.3  甲醛净化技术


3.3.1  植物净化法

植物净化法具有成本低、无二次污染及净化作用持久等优点,利用观赏植物在净化空气的同时还能够美化室内环境,是一条绿色净化途径。植物筛选试验发现,五加科、唇形科、菊科、秋海棠科及蕨类的植物具有较好的去除甲醛效果,其净化甲醛机制主要包括茎叶吸收与吸附、植物体内运输及其代谢转化、根际微生物的降解作用以及土壤吸附等,但植物净化处理速率较慢,且植物的净化能力受环境因素(温度、湿度、光照和土壤等)和植物生命体征(植株大小、生长阶段和生长状态等)的影响较大,甲醛浓度过高时,还会造成植物中毒甚至死亡。因此,植物净化法需要与吸附法、光催化法或催化氧化法等净化技术联合使用[8]

3.3.2  吸附法

吸附法是去除空气中有害气体的常用方法之一,主要原理是吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有剩余表面能,能够吸收空气中的污染物质,达到净化气体的目的。颗粒活性炭、沸石分子筛、硅胶等都是一些常用的吸附剂。吸附法简便易行,容易推广应用。该方法的主要优点是不会产生二次污染物,对环境影响小,家庭实施比较方便;其主要缺点是对有害物质吸附能力不强,尤其对一些高浓度有害气体效果不明显,而且还需要定期更换,因而该方法仍有极大的研究空间。

3.3.3  臭氧净化法

甲醛结构式中碳(C)与氧(O)共价双键的存在,是甲醛具有毒性的关键所在。高浓度臭氧与甲醛发生化学反应时,臭氧的强氧化性能够强制性夺取共价键中的电子,使其结构发生根本性变化,转化成对人体无害的水和二氧化碳,从而达到去除甲醛的目的。虽然臭氧发生装置还具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力,但臭氧法净化甲醛效率低,易分解,不稳定,可能会产生二次污染物,其本身也是一种空气污染物,因此,臭氧氧化法作为一种净化甲醛的方法并不为人们所接受。

3.3.4  光催化氧化法

光催化氧化法是以氧气作为氧化剂,在一定的紫外(或日光)光照射下,甲醛在光催化剂的催化作用下,被氧化为CO2 和H2O的空气净化方法。由于该方法存在反应条件温和、对甲醛的处理相对彻底、催化剂可反复使用等优点,已成为市场和研究开发的热点。目前市场上广泛采用的是TiO2光触媒,可以是粉末状也可以做成薄膜,还可以通过一些其他强化手段(如与吸附法联用)增强对甲醛的脱除效果。

3.3.5  化学反应法

化学反应法是根据甲醛的化学性能,选用合适的化学物质与甲醛发生化学反应以达到去除甲醛的目的。室内装修中使用的人造板,特别是未经封闭处理的人造板面,如家具的背面,在入住之前,可在人造板的表面喷涂一些会与甲醛反应活性的物质,阻止甲醛向空气散发。如氨或尿素水溶液在酸性条件下分解形成的铵离子,可以和板材中的游离甲醛进行反应,生成六亚甲基四胺等无毒无害的物质,可以有效地捕捉板材中的游离甲醛。该方法用于去除室内甲醛具有反应不可逆、吸收牢固和去除效率高等优点,相对方便、快捷。但化学试剂在使用中会逐渐消耗,一段时间后必须更换;某些化学试剂可能会对墙体或家具表面造成不良影响,还可能带来二次污染。

4、结论


目前,室内空气中甲醛污染逐渐引起人们的重视,但处理技术均有一定的适用范围,往往需要多种技术联用才能获得预期效果。室内可以适当栽种一些吸附甲醛的植物。活性炭吸附甲醛的方法尽管简便,但吸附量较小,因此通过改性方式增大甲醛吸附量的方法是研究的热点。臭氧净化法在去除空气中甲醛的同时,也有其他功效,但由于其本身也是污染物,因此需要严格控制其使用量。光催化氧化法对材料吸收光的波长有限制,所以目前通过研究在TiO2材料中掺杂其他的离子达到净化目的。化学反应法利用化学的原理使甲醛变成无毒无害物是一个不错的方法,但由于所用试剂本身的局限性,所以仍然有待进一步研究。总之,室内甲醛污染需要引起我们足够的重视,不难做到控制污染源头即尽量控制建材中甲醛的含量,室内注意通风换气,新装修的房子不要立即入住等,再辅助以恰当的治理技术,才能最大限度地远离甲醛污染,营造一个健康的室内环境。
  陆经理


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