隨著室內裝修的日益普及和密閉程度的增加, 室內空氣污染越來越嚴重,甲醛(HCHO) 是主要污染物之一。據統計,裝修后 1～6 個月內,甲醛超標率居室內達 80%,會議室和辦公室內接近 100%; 裝修 3 年后,超標率都仍達50%以上,這直接影響到人們的身體健康,世界各國對此都非常關注。在 2005 年召開的“世界衛生組織( WHO)致癌公報”研討會上,專家們研討了目前室內甲醛來源、污染狀況、致癌機理及治理技術。最近國內外治理室內甲醛污染的最新研究進展, 旨在為從事控制室內甲醛污染的研究人員探索和優化實驗條件提供參考。

  來源

  室內甲醛主要來源于室內裝修所用的人造板材。人造板材最常用的膠黏劑是脲醛樹脂,而脲醛樹脂中有游離甲醛且已固化的脲醛樹脂能長時間緩慢降解而釋放甲醛。研究表明,人造板中甲醛的釋放期一般可達 3～15 年。此外,室內地毯、油漆、清漆、化妝品、烹飪和煙草等也是室內甲醛的重要來源。

  危害

  甲醛是一種有刺激性氣味的有毒氣體,對人體的影響包括嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常、中樞神經系統受影響,還可損傷細胞內的遺傳物質,其中, 最敏感的是嗅覺和刺激。在低濃度下刺激眼黏膜,濃度稍高時刺激上呼吸道,引起咳嗽、胸悶、頭痛、惡心,濃度更高時引起鼻炎、咽炎、肺氣腫,甚至死亡。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。

  甲醛污染治理技術的研究現狀

  早在 20 世紀 70 年代,一些發達國家就提出了“致病建筑物綜合癥”或“不良建筑物綜合癥”,從此人們開始注意并研究室內甲醛污染治理措施。特別是近幾年來,國內外諸多學者對此進行了研究。目前室內甲醛污染治理方法主要有:臭氧氧化法、吸附法、光催化氧化法和金屬氧化物法。

  吸附法吸附分為物理吸附和化學吸附

  物理吸附靠分子間力, 無選擇性,不穩定,易脫附; 化學吸附是吸附質和吸附劑之間形成新化學鍵, 有選擇性,穩定,不易脫附。吸附法治理室內甲醛污染主要靠化學吸附,因此,吸附劑( 如活性炭、沸石和多孔粘土礦石等) 不僅需要有較大的比表面積和適宜的孔徑分布, 表面官能團種類也十分重要。目前用于吸附甲醛的炭吸附材料的改性方

  法和改性后的特征主要如下:

  活性炭原料放在氯化鋅( ZnCl2) 溶液中浸泡、烘干后,在氮氣氣氛中活化,得到的活性炭中親水基團 O- H、C=O和 C- O 明顯增加,此種活性炭吸附甲醛量比普通活性炭大 1～2 倍，用氧化劑將活性炭表面進行氧化,常用的氧化劑是30%雙氧水(H2O2) 和65%硝酸( HNO3) 。其中,用30%H2O2氧化的活性炭纖維表面極性基團明顯增加,吸附甲醛效果好于用65%HNO3氧化的活性炭纖維這可能是因為30%H2O2的氧化性較小,在增加表面極性基團的同時把纖維的軸向紋理和溝槽等結構能保存下來。在氮氣氣氛中熱處理活性炭。熱處理后的活性炭的比表面積略有下降,微孔更加集中,含氧官能團羰基和羧基變化不大, 而呈堿性的酚羥基明顯下降而使活性炭表面堿性基團降低。實驗證明,經 450℃恒溫0.5h 的活性炭對甲醛的去除效果最好, 為900mL/g。改性后的活性炭的吸附甲醛能力明顯提高, 但用于室內甲醛的治理還遠遠不夠, 有待進一步改進, 使其有足夠大的比表面積接觸甲醛, 并增加內外表面的極性基園。

  光催化氧化法

  TiO2是一種N型半導體, 它最突出的特征是它具有光敏導電性。帶隙能為3.2eV,相當于波長為387.5nm光子的能量。當TiO2受到波長<387.5nm的紫外光照射時, 價帶上的電子躍遷到導帶上, 形成空穴和光激電子 ,此時空氣中的氧氣和水蒸氣與之作用便形成了高活性地氧化表面吸附物質的自由基?O和?OH, 從而將甲醛等有機物分子降解為CO2和H2O等無機小分子物質。些學者用光催化氧化法進行治理室內空氣污染物( 包括 HCHO、CO、NO2) 的研究,有更多學者研究用此方法治理室內空氣中的甲醛,其主要材料都是 TiO2 和活性炭纖維(或分子篩等) 的混合物,這種混合物主要是靠多孔材料的吸附和富集功能使催化劑周圍污染物濃度更高,催化反應的速度更快。研究發現, 光催化劑 TiO2 以活性炭纖維作載體, 在波長254nm 的紫外光下對甲醛進行吸附和光催化氧化,可以達到96%的去除率; 催化劑對水的吸附未達到飽和前,增大水分子含量,甲醛去除率提高,而達到飽和后,增大水分子含量, 甲醛去除率反而降低; 活性炭纖維和TiO2 之比為 1∶0.5 時甲醛去除率最大。光催化氧化法只能利用太陽光、熒光燈中含有的紫外光源,從太陽光的利用效率看存在半導體載流子的復合率高,量子化效率低,半導體的光吸收波長范圍窄( 主要在紫外區) ,以及利用太陽光的比例( 只占5%) 低等缺陷。此外,光催化氧化法選擇性較差,低濃度時反應速率慢。