室内甲醛污染及其控制技术研究进展

室内甲醛污染及其控制技术研究进展

作者：张圆圆

来源：《城市建设理论研究》2013年第03期

摘要：近年来，室内装修引起的甲醛污染已成为我国室内环境污染的首要问题，对室内甲醛污染进行控制日益受到重视。本文简要介绍了室内甲醛的来源、危害及污染现状，综述了室内甲醛污染控制技术尤其是甲醛净化技术的最新研究进展。在各种甲醛净化技术中，尤以室温催化氧化技术和低温等离子体协同催化技术最引人关注，发展前景广阔。

关键词：室内甲醛；室内空气污染；空气净化；室温催化氧化; 低温等离子体催化

中图分类号：TU834文献标识码：A文章编号：

Abstract: Indoor formaldehyde pollution caused by the interior decoration has become the key issue of indoor air pollution over the years in China. More and more efforts have been made to control the indoor formaldehyde pollution. The source and harm of indoor formaldehyde and its pollution situation were briefly introduced; the recent development of indoor formaldehyde pollution control technology, especially the formaldehyde purification technology, was reviewed. Among the popular purification technologies, the room temperature catalytic oxidation and non-thermal plasma catalysis have attracted most interest and regarded as the most promising technologies.

Keywords: indoor formaldehyde; indoor air pollution; air purification; room temperature catalytic oxidation; non-thermal plasma catalysis

近些年来，随着人们生活水平的提高，室内装饰装修渐成风尚，但由此造成的室内空气污染也日益严重。甲醛作为一种最常见、最主要的室内空气污染物，日益引起人们的重视。室内甲醛主要来源于各类建材、家具的释放，包括人造板材、绝缘材料、涂料、建筑装饰材料等，其释放期可达3–15年[1,2]。

甲醛对人体具有严重危害，主要表现在[3]：（1）造成呼吸道刺激、眼睛刺激、皮肤过敏和变应性哮喘等；（2）损害造血功能；（3）损害女性生殖系统；（4）具有基因毒性，可造成外周血细胞和淋巴细胞DNA和染色体畸变的概率增加；（5）具有致癌性，国际癌症研究机构(IARC)已将甲醛归类为可造成鼻咽癌的人类致癌物，长期暴露还可能导致白血病，对儿童和孕妇等敏感人群而言尤其如此。

1 我国室内甲醛污染现状

在我国，作为室内甲醛最主要来源的装修装饰材料、家具产品质量参差不齐，导致装修引起的室内甲醛污染状况相当严重。徐江岑等[4]对安徽某市9套不同类型居民住宅的室内甲醛检测结果表明，甲醛浓度最高超标6.5倍，样本合格率仅30.8%。陈凤娜等[5]对深圳74套精装修住宅的室内空气质量进行了现场测试和长期监测，结果发现甲醛超标率高于60%，且以儿童

房和卧室的甲醛超标情况最为严重。李惠敏等[6]对洛阳城区77户居民住宅的室内甲醛浓度进行了检测，结果发现甲醛污染情况更加严重：装修后2个月内的新房，甲醛超标率高达

93.75%；甚至装修后一年，仍有36.05%的住宅甲醛浓度超标。

2 室内甲醛污染控制技术

由于室内甲醛主要来自室内装饰装修材料，释放期漫长，因此为了将甲醛的危害降至最低，需要对其进行全过程控制。

2.1 污染源控制

确定合理、环保的装修方案，避免过度装修；选用高质量的环保型装修装饰材料，避免使用过多的人造板材家具；装修过程中严格按照规范的施工流程进行作业。

2.2 房间充分通风换气

装修完毕的住房应加强自然通风或强制通风，可辅以升温、加湿的方法加快甲醛释放，在通风换气一段时间后再行入住。

2.3 采用甲醛净化技术

消除污染源是最根本的控制手段，但受限于市售装修装饰材料的质量以及技术条件，目前还不能实现从根源上完全消除甲醛污染。室内通风换气简单、经济，然而在现代生活方式下，通风量有限；且由于室外大气污染（如灰霾、氮氧化物等）形势严峻，采用通风换气对降低室内污染的积极意义有限。因此就需要采用后期甲醛净化技术，本文所述控制技术即主要针对于此。

目前在国内外得到广泛研究的室内甲醛净化技术主要包括吸附法、植物净化法、化学反应法、空气负离子净化技术、光催化技术、室温催化氧化技术以及低温等离子体协同催化技术等。

2.3.1 吸附法

物理吸附法是最常见的空气净化技术之一，广泛应用于各型市售空气净化器。常见的吸附剂包括活性炭、分子筛、竹炭、膨润土、活性氧化铝和硅胶等[2]。吸附法脱除效率高、成本低、易于推广应用；但吸附剂容易脱附，造成甲醛二次释放，且吸附剂达到饱和后需要进行再生或更换。

2.3.2 植物净化法

植物主要通过茎叶吸收、植物代谢与转化以及根际、叶际微生物降解作用净化甲醛，已发现去除甲醛效果较好的植物包括五加科、唇形科、菊科、秋海棠科和蕨类等[7]。植物净化法成本低、无二次污染，且净化空气的同时能够美化室内环境，是一种绿色环保的净化途径[7]。但植物净化法见效慢，受限于植物本身的生长状态，高浓度甲醛还可能导致植物中毒甚至死亡。因此，单一的植物净化法往往难以实现净化甲醛的目的，但它很方便与其他方法联用，不失为一种有效的辅助手段。

2.3.3 化学反应法

化学反应法是根据甲醛的化学性质，选用合适的化学物质（称为甲醛消除剂或消醛剂）与甲醛发生氧化反应、加成反应或络合反应使甲醛分解为CO2和H2O[2]。常见的甲醛消除剂包括氧化剂型、氨基衍生物型和含α-氢化合物型三类[8]。该方法具有吸收牢固、去除效率高等优点，但市场上现有的甲醛清除剂持久性差，需要经常更换，且容易造成二次污染。

2.3.4 空气负离子净化技术

空气负离子是带负电荷的单个气体分子和氢离子团的总称，包括O2−、H−、H3O2−、

O2−(H2O)n等，利用其强氧化性可以使甲醛发生氧化分解，从而起到净化空气的作用。但空气负离子存在时间较短，需持续生成负离子才可真正发挥其净化作用；而当前市售的负离子发生器普遍作用范围较小，且容易产生臭氧和氮氧化物等副产物，需附加净化处理，由此导致该技术实际操作不便，其推广应用受到很大限制。

2.3.5 光催化技术

光催化氧化分解甲醛技术是以TiO2等n型半导体氧化物为光催化剂，在一定光照条件下，使甲醛在催化剂表面发生氧化反应，最终生成CO2和H2O。但由于TiO2禁带宽为3.2 eV，只能吸收波长小于387.15 nm的紫外光，量子效率较低。为了充分利用太阳光，就需要降低光催化剂的带隙能，使其能够吸收可见光[8]。通常采用的方法包括掺杂金属离子和非金属阴离子、制备复合氧化物光催化剂、利用光敏化作用等[9]。但目前光催化技术大多仍需使用紫外光源，对可见光的利用效率低，运行成本较高，而且还存在催化剂容易失活的问题，由此导致该技术的实际应用尚需一个比较漫长的过程。