建筑室內甲醛去除技術研究進展★

陳 希 　 陳偉倫 　 簡士祥 　 王澤鑒 　 徐 黎 　 劉 寅 　 薛洪海 　 陸 海

(1.吉林省領地房地產開發有限公司，吉林 長春　130117；　2.吉林建筑大學松遼流域水環境教育部重點實驗室，吉林 長春　130118；　3.吉林省建苑設計集團有限公司，吉林 長春　130012；　4.吉林省長春市經濟技術開發區規劃局，吉林 長春　130022;　5.長春科技學院建筑工程學院，吉林 長春　130600)

隨著生活水平的提高，人們越來越重視房屋的裝修，裝修中使用的板材、油漆等會釋放出大量揮發性有機物。其中，檢出率最高的就是甲醛。甲醛主要通過呼吸道進入人體，刺激呼吸道、眼睛及皮膚；也可使蛋白質變形，破壞細胞功能。據美國職業安全衛生所報道，甲醛是人體的可疑致癌物之一。國際癌癥研究中心也將甲醛列入有毒化學品優先控制名單。近年來，關于建筑室內甲醛氣體含量檢測及其防治方法的研究受到了持續且廣泛的關注。其去除技術主要涉及源頭控制及甲醛凈化技術等兩個方面。

1　源頭控制法

實際上，最理想的去除技術是盡量避免使用可能釋放甲醛的材料，從源頭上控制甲醛的排放。董夢偉等[1]通過實驗證明，一種以微晶硅為主要成分的室內凈化涂料對甲醛的凈化率可達97.5%，但在實際室內環境中其對甲醛的去除率僅為40%，這主要是因為家具板材中甲醛的釋放具有持久性，因此，在源頭控制的基礎上，開發新一代清潔型室內甲醛凈化技術同樣成為研究熱點。周定國[2]比較了表面封閉處理后的人造板與未經過封閉處理后人造板釋放甲醛的能力，結果表明表面封閉處理后的人造板可減少62.5%～80%的甲醛釋放量。

2　甲醛凈化法

考慮到甲醛的用途廣泛，它不可避免地釋放到建筑室內。因此，研究者開展了多種凈化技術的研究，試圖降低室內甲醛的濃度。

2.1　通風法

通風是指加強室內外空氣的交換，主要包括機械通風和自然通風。事實上，建筑材料中甲醛的釋放是一個持續的、緩慢的過程，因此，隨著時間的積累，室內甲醛也會逐漸累積。賈松樹等[3]發現在新裝修的居室中，與關窗前相比，關閉門窗8 h后，室內甲醛濃度可提升4倍～7倍。這說明加強通風可避免甲醛在室內的累積。

2.2　高溫烘趕法

考慮到VOCs的揮發性隨溫度升高而增強，居室內甲醛濃度也與溫度呈正相關。夏季室內甲醛含量較冬季高，冬季采暖條件下室內甲醛含量較不采暖條件下高。因此，選擇在新裝修的建筑物中維持相對較高的溫度，可增加建材中殘留甲醛的揮發。

2.3　臭氧氧化法

臭氧可與甲醛反應，破壞甲醛分子結構中的不飽和鍵，使甲醛礦化為CO2及H2O。研究表明，低濃度臭氧可有效凈化甲醛。汪耀珠等[4]利用紫外光照射低濃度臭氧觀察其對甲醛的去除作用，得出臭氧對甲醛的凈化率可達到41.74%。然而，到臭氧本身對人體有害，且臭氧也能與室內其他污染物發生二次反應。因此，臭氧氧化法并不是去除甲醛的理想方法。

2.4　物理吸附法

甲醛去除技術中常用吸附劑主要包括：活性炭、分子篩、粉末硅和珍珠巖等。然而，實際上，這些吸附劑對一般濃度水平甲醛的吸附效果較差。研究者們通過改進多孔性物質的吸附性能，以期獲得較好的吸附甲醛的效果。Taiyo等[5]利用經酸處理的微孔顆粒碳吸附空氣中的甲醛，最終甲醛的體積分數低于1×10-6。近年來，有關物理吸附法的研究逐漸轉移到了石墨烯產品的開發和應用上。研究表明，同質量的石墨烯對甲醛的吸附量是普通活性炭的116倍，且石墨烯在2 h內對室內甲醛吸附率就可達97%以上，因此，如果石墨烯實現了大規模、廉價生產，可以期待，石墨烯將成為現代居室經濟、高效凈化甲醛的理想材料。

2.5　生物酶催化法

生物酶催化法是利用具有催化功能的蛋白質來降解甲醛的一種生物化學方法。其優勢是利用個體微小的微生物可輕易去除板材內部游離狀態下的甲醛。左紅梅等[6]將檸檬酸水解大豆蛋白的水解產物負載到含活性炭腈氯綸纖維(ACF)材料上，考察了這種復合材料對甲醛的去除效果，結果表明，對甲醛去除率可達77%。然而，應用生物酶法時需嚴格控制溫度，這在一定程度上限制了生物酶法的實際應用。

2.6　液體吸收法

液體吸收法是通過將無機銨鹽、亞硫酸鹽及有機胺類涂漬在多孔載體上，通過化學反應吸收去除甲醛。丁國芳等[7]以亞硫酸鈉為甲醛抑制劑來抑制甲醛的揮發，結果證明雖然亞硫酸鈉能達到預期效果，但銨鹽溶液在使用過程中會釋放出氨氣，產生二次污染，且溶液的pH值變化也會導致銨鹽溶液釋放出被吸收的甲醛氣體。因此液體吸收法主要用于工業廢氣的治理，不適宜居室內甲醛的去除。

2.7　光催化凈化法

光催化凈化法主要是在催化劑存在條件下利用光能分解甲醛的方法。該方法處理量大、反應能耗低、二次污染少且反應條件溫和，處理完全。其中，最常用的光催化劑是納米二氧化鈦，這種催化劑可實現甲醛在常溫下的氧化分解。易雪云運用納米二氧化鈦光催化去除室內甲醛，在0.5 h后甲醛濃度可下降84%[8]。然而這種技術也存在一定的局限性。比如，反應需要特定波長的紫外線波段，光利用率低，且材料昂貴。現階段科學家們將研究思路轉向Cu2O等多晶態半導體催化劑的研究，這種新型催化劑原料來源廣泛、制備工藝簡單且吸附效果穩定，是更廉價、更高效的光催化劑。

2.8　植物吸附法

植物吸收法是利用部分能吸附甲醛的植物來去除室內甲醛的一種方法。陳佳瀛等[9]證實在0.47 mg/m3甲醛濃度下，吊蘭、常春藤、豆瓣綠、綠蘿、龜背竹和袖珍椰子等6種室內植物對甲醛去除率可達33%。閆曉煜等[10]將不同植物組合，提高了室內甲醛的凈化能力。李俊霖等[11]使用空氣鳳梨凈化甲醛，結果顯示其對甲醛的降解率可達97%，這也是目前研究中對甲醛凈化效果最好的植物。

3　結語

目前，雖然我國在建筑室內材料污染揮發性檢測和室內甲醛去除技術的研究領域取得了長足的進步，但與歐美發達國家相比仍存在較大差距。雖然現在居室甲醛去除技術眾多，但仍主要依靠物理吸附法和種植景觀植物來凈化室內甲醛。此外，也有研究者采用物理吸附法和化學法相結合，甚至采用有機肥凈化法等來凈化室內甲醛，并且力求在高效去除甲醛的同時也降低處理成本，為人們健康生活服務。

參考文獻:

[1]董夢偉,鄧躍全,鄭光亞,等.一種采用微晶硅的室內空氣凈化涂料應用效果的研究[J].綠色建筑,2016,8(5):70-73.

[2]周定國.國外人造板甲醛散發研究現狀[J].世界林業研究,1995(5):9-17.

[3]賈松樹,胡巔,王竫,等.新裝修居室空氣中甲醛濃度的變化[J].環境與健康雜志,2002,19(6):447-448.

[4]汪耀珠,唐明德,易義珍,等.低濃度臭氧凈化空氣中甲醛效果的實驗性研究[J].實用預防醫學,2002,9(1):28-29.

[5]Taiyo Kaken K.K..Eliminating basic malodorous components from a gas[P].France Patent,2411625.1979-07-13.

[6]左紅梅,張華,何春娥.生物酶/ACF復合材料降解甲醛實驗研究[J].化工新型材料,2013,41(7):113-115.

[7]丁國芳,郁迪,楊最素,等.亞硫酸氫鈉抑制甲醛揮發性的實驗研究[J].環境與職業醫學,2003,20(6):451-453.

[8]楊玉淳,張黎麗,蔡靈琳.新型化學甲醛清除劑的發展概況[J].化工設計通訊,2017,43(3):124.

[9]陳佳瀛,邵勤龍,俞璟鳳,等.6種室內觀賞植物的甲醛凈化效果比較[J].廣東農業科學,2014,41(1):27-32.

[10]閆曉煜,許麗穎,徐強,等.4種植物組合對室內甲醛氣體凈化能力的研究[J].中國林副特產,2015(2):25-26.

[11]李俊霖,李鵬,王恒蓉,等.特殊植物類群空氣鳳梨對大氣污染物甲醛的凈化[J].環境工程學報,2013,7(4):1451-1458.