室内空气甲醛的检测与治理技术进展

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  摘 要 作为室内空气的主要污染物,甲醛具有强烈的刺激性,对人们危害巨大,存在致突变性、致癌性。为此,本文介绍了室内空气中甲醛的来源、性质、危害和甲醛的采样测定方法,比如采样时间、检测点的设置等,并综述室内空气中甲醛治理方法及发展趋势。
  关键词 甲醛;危害;治理
  中图分类号 X51 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)15-0019-02
  近年来,人们越来越崇尚居住环境的舒适、高档,由此带动了装修装饰热潮。越来越多的现代化家具进驻室内,各式各样的建筑材料、装饰涂料的也不断进入室内,这些家具、建筑材料、装饰涂料或多或少的都含有一定量的甲醛,随着甲醛的释放,使得室内甲醛的浓度远远大于国家标准的要求,对人的健康有非常大的危害。因此,必须及时选取科学有效的检测及治理技术将室内空气内含有的甲醛清理干净,只有这样才能降低对人体的危害,才能创建良好的人居环境。
  1 甲醛的危害和来源
  甲醛对人体的危害非常大,如甲醛浓度过高,被人体吸入后则会严重刺激呼吸道,甚至出现水肿、眼睛刺痛、头疼及支气管哮喘等问题。如长期吸入少量甲醛,能引起慢性中毒,严重的可导致白血病、气胸、生殖能力缺失。根据国家相关规定显示,甲醛在居室空气内的容许浓度最高值为每立方米0.08mg。
  作为一种粘合性能良好的溶剂,甲醛可有效提升板材硬度及增加防虫、防腐功能。目前所用大部分装饰材料如涂料、人造板和家具等在其生产过程中不同程度的使用甲醛类化合物。如水溶性涂料中含有游离的甲醛,人造板生产常用的胶粘剂的主要生产原料也含有甲醛。除此之外,室内装饰纺织品内也会含有一定甲醛成分,其主要作用就是提升防水、防火及抗皱能力,如地毯、窗帘、布艺家具等。在一定条件作用下,居室装饰内的大部分装饰材料都会将甲醛散发到室内环境中,但该散发过程具有缓慢性、连续性等特点,室内不断积累装饰内释放出来的甲醛,致使室内甲醛浓度不断增加,进而出现超标,以此成为室内甲醛污染的主要来源。室内装修导致室内空气甲醛污染,该污染具有普遍性、潜在性及长期性等特点。据相关研究显示,室内家具、装饰材料甲醛释放期较长,通常为3~15年。
  影响甲醛释放的因素有很多,如温度、湿度以及通风条件等。有研究显示环境温度升高,将大大增加甲醛释放量。如不断增加室内空气湿度,甲醛释放量也会随之增多。针对室内温湿度及通风量,可选取空调或通风系统装置进行调节,以此对甲醛释放量加以控制。同时,在减少甲醛释放量方面,家具表面装饰方式选择是否合理也极为关键,应在实际操作工艺实施过程中,合理选用甲醛释放量较低的胶粘剂,或各类低甲醛释放量的装饰材料、涂料等。
  2 采样测定方法
  以家庭住房为例,检测最适宜时间为全部装修完工1个月以后、家具完全到位1星期以后,在该时间段内应做好通风工作,只有这样才能充分挥发掉有害物质,确保检测结果与实际使用状况基本相同。检测采样时门窗关闭时间在12小时以上。采样检测点数根据实际面积、具体位置进行确定。如检测点通常不会设置到厨房、卫生间内,一般在检测过程中只需开启厨房门、卫生间门即可,可将其面积归纳到客厅面积内,或相连房间内。根据面积设点,具体如下:1)两室一厅检测点数为3个,分别设定在2个房间、1个客厅;2)三室一厅检测点数为4个,分别设定在3个房间、1个客厅;3)三室两厅检测点数为5个,分别设定在3个房间、2个客厅;4)复式楼则依据面积大小因情况而定。在封闭和检测过程要特别注意,每个房间的门尽量相互关闭,不要保持通风,不要进行影响测试结果的活动,如吸烟和用燃气
  灶等。
  目前,室内空气甲醛检测中,常用的检测方法有分光光度法、色谱法等。具体如下:
  第一,分光光度法是指特定波长位置或一定波长范围内对被测物质的吸光度、发光强度进行测定,并定量、定性分析此物质的方法。在室内空气甲醛检测中,选取分光光度法,其应用原理为空气内的甲醛和酚试剂相互作用发生化学反应产生嗪,在酸性溶液内嗪经高铁离子氧化则会产生兰绿色化合物。按照颜色实际情况,进行比色定量分析。
  第二,色谱法是一种分离、分析方式,其通过不同物质在各类相态的选择性分配,固定相的混合物被流动相混合物洗脱,按照不同速度,顺着固定相混合物内各类物质将不断移动,最后实现分离目的。在室内空气甲醛检测中主要应用色谱法的分离功效,可精确、灵敏地检测各类复杂样品,可针对居室、纺织品等甲醛进行直接检测分析。同时还可对样品内的甲醛实施衍生化处理,随后测量定性。
  3 室内空气甲醛的治理技术分析
  由于现在市场上喷洒化学药剂的治理办法对药剂本身是否有污染无法确定,对治理后是否产生新的污染物也无法知晓,故本文著重介绍通过空气净化器治理甲醛的方法。
  空气净化器可利用专门净化装置,分离、转化室内空气污染物,并将有害污染物逐步转化为无害物质或将其分离出空气。其改善空气效果是否良好,主要通过以下几个关键因素获取,如污染物性质、浓度及空气净化器性能。通常可从两方面分析其治理方法,如一类是破坏性方法,即电晕、焚烧及生物净化等,通过该方法能够彻底将甲醛有害成分转变为无害物质,二氧化碳、水等。另一类是非破坏性方法,采用吸附、吸收、冷凝和膜分离等方式将甲醛分离和回收。
  3.1 活性炭吸附法
  由于室内甲醛分散、处理量小、浓度低,而活性碳由于具有巨大的比表面积和孔体积,吸附容量大,因此活性炭除甲醛是一种比较廉价和实用的方法。特点是物理吸附,吸附彻底,不易造成二次污染。活性炭的物理作用除臭,去毒;无任何化学添加剂,对人身无影响。但是由于甲醛分子为极性分子,而活性碳的表面呈非极性,活性碳对甲醛的吸附能力相对较差,活性碳对甲醛的去除率有待进一步提高。
  3.2 臭氧氧化法
  作为极性有机化合物,臭氧和甲醛产生化学反应,致使不饱和有机分子破裂,臭氧分子结合,形成臭氧化物,进而实现甲醛分子被分解的效果。杀菌、消毒、除臭及有机物分解为臭氧发生装置的主要特点。但相比其他甲醛治理方法,该方法效率不高,且臭氧极易出现分解问题,稳定性较差,很容易产生二次污染物,如果发生量控制不好,会适得其反。
  3.3 光催化氧化法
  因大多数空气污染物具有可氧化还原特性,为此可选取多相催化氧化法进行空气污染物,如甲醛等进行去除净化。作为近年来产生的一项空气净化技术,纳米光催化技术的作用原理为通过二氧化钛的光催化作用对甲醛进行氧化处理,进而产生二氧化碳、水等物质。在紫外线光照射下,空气污染治理工作中光催化氧化法应用越来越广泛。催化技术结合物理吸附技术,催化技术在物理吸附技术的辅助下,可获取良好的高浓度反应环境,催化技术不仅能够降低甲醛释放量、分解甲醛有害物质,还能达到吸附剂再生的作用。在弱紫外光激发作用下,纳米TiO2光催化剂充分结合沸石、活性炭、SiO2等气体吸附剂,也可达到有害气体浓度降低的目的。同时,光催化剂和产物也不会造成二次污染,因为在该反应过程中,作为一种稳定性较强的光催化材料,光催化剂对人体不会产生毒害作用。同时,其生产的产物主要为二氧化碳、水,也属于无毒害物质。
  4 结论
  因为甲醛的释放是一个持续的过程,大量研究显示,对甲醛释放过程造成严重影响的因素主要包含材料、用胶量、装饰方式及后期处理等,并随着季节和气温的变化而变化,长期而持续地影响着室内空气质量。为了人身健康和安全,我们应选择适当方法监测室内空气质量并选取科学、有效的方式进行室内空气甲醛污染处理。随着科学技术水平的不断提升,各类先进的空气净化技术被广泛地应用于人们的家居生活,尤其是纳米光催化技术的应用,不仅能够降低甲醛释放量,还能避免二次污染,将有害物质转化为无害物质,是当前空气净化领域发展的趋势。具体应用中,应根据室内空气甲醛释放量的多少、室内面积大小等因素,合理选择甲醛检测及治理方法,以此有效控制室内甲醛污染,为人们提供健康、舒适的家居环境。
  参考文献
  [1]牛凤兰,宋德锋,吕喆,等.甲醛的毒性及预防研究进展[J].现代预防医学,2010,37(12):2220-2222.
  [2]杜永,邱海鸥,邵敏,等.乙酰丙酮荧光法测定空气中甲醛[J].安全与环境工程,2011,18(5):42-45.
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