甲醛是室內(nèi)空氣主要污染物之一。是一種無色的刺激性氣體,沸點(diǎn)為19.5 ℃,易于揮發(fā),常溫下易溶于水。主要來源于各種人造板材,貼墻布、涂料等各種裝飾材料以及吸煙等產(chǎn)生的煙霧等。甲醛對人體健康的危害極大,室內(nèi)空氣甲醛含量大于0.1 mg/m3就會(huì)對呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害,高濃度甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)、**系統(tǒng)、肝臟都有危害,在我**有毒化學(xué)品名單上甲醛居第二位,且被**衛(wèi)生組織(WHO)確定為可疑致畸、致癌物質(zhì)[1]。《居室空氣中甲醛衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T16127—1995)規(guī)定居室內(nèi)甲醛量要小于0.08 mg/m3,但一般住宅裝修后甲醛濃度平均為 0.2 mg/m3,**高可達(dá)0.81 mg/m3,嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)[2]。目前采用多種技術(shù)方法降低建材中的游離甲醛,雖取得一定成效,但由于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的限制,室內(nèi)甲醛污染仍然十分嚴(yán)重。因此,對室內(nèi)甲醛污染的控制與治理非常重要。 1. 合理控制室內(nèi)環(huán)境
由于甲醛的釋放是一個(gè)長期的過程,日本橫濱**立大學(xué)研究表明,室內(nèi)甲醛的釋放期一般為3~15年,且其與室內(nèi)的溫度、相對濕度、室內(nèi)換氣數(shù)、室內(nèi)建材等有關(guān),合理控制室內(nèi)環(huán)境可降低甲醛濃度。 1.1 室內(nèi)通風(fēng)
室內(nèi)通風(fēng)是清除甲醛行之有效的辦法,可選用空氣換氣裝置或自然通風(fēng),這樣有利于室內(nèi)材料中甲醛的散發(fā)和排放。Zhang等[3]研究發(fā)現(xiàn),MV(Mixing Ventilation)比DV(Displacement Ventilation)可以更好的保持室內(nèi)空氣質(zhì)量。室內(nèi)通風(fēng)要注意根據(jù)季節(jié)、天氣的差異和室內(nèi)人數(shù)的多少來確定換氣頻度,通常在春、夏、秋季都應(yīng)留適當(dāng)?shù)耐L(fēng)口,冬季每天**少開窗換氣30 min以上,但其只用于污染較輕的場合。
1.2 控制室內(nèi)溫度、濕度
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),甲醛的釋放隨著濕度的增大而增加,隨溫度升高而增大[4]。溫度由30℃降到25 ℃可降低甲醛50%,相對濕度由70%降到30%時(shí)甲醛量降低40%,溫度和濕度效應(yīng)降低室內(nèi)甲醛量主要是靠降低污染源的擴(kuò)散[5]。要使室內(nèi)材料中的甲醛盡快釋放,就應(yīng)增加其溫濕度,因此一般在剛剛裝修的房中采取烘烤的方法或在室內(nèi)擺放一盆清水可使甲醛加快釋放。要控制室內(nèi)甲醛濃度就要降低其溫濕度。
1.3 植物凈化
美****家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(National Spacetechnology Laboratory)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)[6]證明,銀苞芋、吊蘭、蘆薈、仙人球、虎尾花、扶郎花等室內(nèi)觀賞葉植物對甲醛有較好的吸收效果。因此,在室內(nèi)放置上述植物既美化環(huán)境又起到凈化空氣的作用。
僅僅調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境雖能降低室內(nèi)甲醛濃度,但還不能達(dá)到理想結(jié)果,尤其在甲醛釋放初期,需要采用空氣凈化技術(shù)。
2. 室內(nèi)甲醛污染治理技術(shù)
目前,**內(nèi)外采取多種方法治理室內(nèi)甲醛污染,且現(xiàn)在已有一些產(chǎn)品問世。治理室內(nèi)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)歸納起來主要有:物理吸附技術(shù)、催化技術(shù)、化學(xué)中和技術(shù)、空氣負(fù)離子技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)、常溫催化氧化技術(shù)、生物技術(shù)、材料封閉技術(shù)等。 2.1 物理吸附技術(shù)
物理吸附主要利用某些有吸附能力的物質(zhì)吸附有害物質(zhì)而達(dá)到去除有害污染的目的。主要是各種空氣凈化器。常用的吸附劑為顆粒活性炭,活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、硅膠等。Sonia Aguado等[7]研究發(fā)現(xiàn),沸石膜對室內(nèi)甲醛、苯等污染物有較好去除效果。活性炭纖維是吸附劑中**引人注目的碳質(zhì)吸附劑。蔡健等[8]研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)條件下用H2O2對ACF改性可提高對甲醛的吸附性能。榮海琴[9]等對經(jīng)改性處理的聚丙烯腈(PAN)基活性炭纖維(ACF)對甲醛吸附性能進(jìn)行初步研究發(fā)現(xiàn),PAN-ACFs浸漬處理及后續(xù)熱處理后的樣品對甲醛的吸附量明顯高于未處理樣品對甲醛的吸附量。對物理吸附技術(shù)改進(jìn)主要是尋找比表面積大且具有更快的吸脫附速率的吸附劑,還有與其他技術(shù)相結(jié)合使用等。Sawada等[10]在裝有活性炭的花盆中栽培具有甲醛凈化性能的植物,其對甲醛去除效果比單純的活性炭吸附要好。物理吸附還可用于建材,Kazunori等[11]研發(fā)的一種可生物降解的木炭板,在2 h內(nèi)可把20×10-6的甲醛全部吸收,且木炭板廢棄后可被生物降解。物理吸附富集能力強(qiáng),且不會(huì)產(chǎn)生二次污染物,簡單易推廣,對低濃度有害氣體較有效。但物理吸附的吸附速率慢,對新裝修幾個(gè)月的室內(nèi)的甲醛的去除不明顯,且會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,還有吸附劑需要定時(shí)更換。 2.2 催化技術(shù)
催化技術(shù)以催化為主,結(jié)合超微過濾,從而保證在常溫常壓下使多種有害有味氣體分解成無害無味物質(zhì),由單純的物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附,不產(chǎn)生二次污染。目前市場上的有害氣體吸附器和家具吸附寶都屬于這類產(chǎn)品。
納米光催化技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)空氣凈化技術(shù),它主要是利用的光催化性能氧化甲醛,生成二氧化碳和水。該技術(shù)在紫外光照射下用于治理空氣污染越來越受到重視,成為空氣污染治理技術(shù)的研究熱點(diǎn)。為提高其對甲醛的降解速率,展開了一系列對其反應(yīng)影響因素的研究。對光催化降解甲醛反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究說明,甲醛光催化降解反應(yīng)遵循一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律,反應(yīng)速率由反應(yīng)物濃度控制,光催化反應(yīng)由表面化學(xué)反應(yīng)控制[12]。甲醛濃度在10 mg/m3以下時(shí),可被TiO2在紫外光條件下光催化降解為CO2和H2O,在較高濃度時(shí)被氧化成甲酸[13]。Stevens等[4]實(shí)驗(yàn)表明,在紫外光條件下,納米TiO2光催化反應(yīng)器對低濃度甲醛去除率為99%,但用太陽光照射時(shí),凈化效率僅為35%。錢昱等[14]對納米光催化降解空氣中甲醛的研究發(fā)現(xiàn):TiO2 負(fù)載在無紡布和鎳網(wǎng)上時(shí)比負(fù)載在玻纖布上效果好;加入適量活性炭能明顯提高甲醛光催化降解速率;水玻璃作為粘結(jié)劑時(shí)能有效提高甲醛光催化降解速率。此外,許多學(xué)者不斷研發(fā)新方法,在硼硅酸鹽玻璃表面涂上一層Sol-Gel TiO2薄膜對室內(nèi)甲醛有良好的去除效果,在1.56 mW/cm2的UVA照射下**大反映速率常數(shù)為0.148 min-1[15]。劉凡新等[16]通過Sol-Gel工藝在玻璃表面及多孔陶瓷表面制得均勻透明的摻鈰納米TiO2薄膜,發(fā)現(xiàn)其在近紫外光處的吸光度有明顯提高,對甲醛有的光催化降解速率。楊陽等[17]利用納米TiO2制備出一種不含有機(jī)物的水性涂料,涂敷在內(nèi)墻上可長時(shí)間有效分解有害氣體。在實(shí)際應(yīng)用中可見光比紫外光易得,將具有可見光活性的Fe-TiO2光催化劑與耐光催化氧化的硅酸鉀基料進(jìn)行復(fù)配,可得到能夠有效而持久地在普通日光燈環(huán)境下降解甲醛的復(fù)合建筑涂料[18]。
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