室內(nèi)空氣凈化用活性炭檢測存在問題及對策分析

孟凡超 張珺穜 劉兵兵 肖軍

摘? 要：室內(nèi)空氣凈化用活性炭是治理居家、辦公場所及車內(nèi)空間空氣污染的常用材料，具有對甲醛、苯、氨氣等室內(nèi)常見污染物良好的吸附效果。為科學(xué)評價其產(chǎn)品質(zhì)量，有關(guān)活性炭的檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)從不同側(cè)面對其凈化氣體的能力進(jìn)行了規(guī)定。日前，專門針對該類產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)LY/T 3012-2018《室內(nèi)空氣凈化用活性炭》正式發(fā)布實施。文章綜述了上述標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用于評價活性炭產(chǎn)品質(zhì)量時存在的問題，以期為檢驗檢測工作和未來標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作提供參考。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣凈化用活性炭;檢驗檢測;氣態(tài)污染物

中圖分類號：X51? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）25-0137-02

Abstract： Activated carbon for indoor air purification is a common material to control air pollution in home， office and car space， and has a good adsorption effect on formaldehyde， benzene， ammonia and other common indoor pollutants. In order to scientifically evaluate the quality of its products， the standard of inspection methods and product quality standards of activated carbon regulate its ability to purify gas from different aspects. A few days ago， the standard LY/T 3012-2018 "Activated Carbon for Indoor Air Purification"， which is specially designed for this kind of products， has been officially released and implemented. This paper summarizes the problems existing in the application of the above standards in evaluating the quality of activated carbon products， in order to provide reference for the inspection and inspection work and the revision of the standard system in the future.

Keywords： activated carbon for indoor air purification; inspection and detection; gaseous pollutants

1 室內(nèi)空氣凈化用活性炭的概況

室內(nèi)是人類生活和工作的主要場所之一，但由于燃料或香煙燃燒、烹飪油煙以及不合理裝修等原因造成的室內(nèi)空氣污染是影響居民身體健康的潛在威脅。室內(nèi)氣態(tài)污染物種類達(dá)900多種[1]，常見的污染物類型有顆粒物、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨等。活性炭是一類具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、極大比表面積和豐富表面官能團(tuán)的含碳材料，對上述多種污染物均具有良好吸附效果。其中，空氣凈化用活性炭通過對加工過程中的溫度、氧氣含量、加工助劑等因素進(jìn)行了調(diào)節(jié)，形成了開擴(kuò)的孔隙和致密的微孔隙，更有利于脫除空氣中的污染物。

2 產(chǎn)品分類

空氣凈化用活性炭可按照原料劃分為木質(zhì)活性炭（木炭、果殼炭、果核炭、竹炭等）、礦質(zhì)活性炭（煤質(zhì)活性炭、煤和石油加工而成）、合成材料活性炭（橡膠/塑料等制成的炭）以及其他類活性炭（煤瀝青、石油焦等制成的炭）等（GB/T32560-2016）;按照產(chǎn)品形態(tài)劃分為粉狀活性炭、顆粒活性炭、柱狀活性炭、球狀活性炭、蜂窩狀活性炭、活性炭纖維等;按照制作方法劃分為化學(xué)法活性炭、物理法活性炭、化學(xué)-物理法活性炭等。

3 現(xiàn)有國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段有關(guān)空氣凈化用活性炭的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)列于表1，其中針對甲醛、苯、四氯化碳、TVOC等氣態(tài)污染物吸附率的檢測是評價空氣凈化用活性炭凈化能力的核心指標(biāo)。除上述指標(biāo)外，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對活性炭的水分、灰分、固定碳含量、pH值、粒度等基礎(chǔ)理化性質(zhì)也進(jìn)行了要求。有關(guān)空氣凈化用活性炭基本屬性和凈化能力的檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)列于表2。

4 現(xiàn)行活性炭標(biāo)準(zhǔn)體系存在的問題

4.1 標(biāo)準(zhǔn)體系中關(guān)鍵指標(biāo)有缺失

凈化空氣用活性炭的生產(chǎn)原料一般以煤質(zhì)、木質(zhì)（包括木炭、竹炭、果殼炭）成分為主，相比提取黃金用活性炭、味精生產(chǎn)用活性炭和凈水用活性炭，凈化空氣用活性炭對形狀、強度、灰分、元素成分等基本性狀指標(biāo)要求不高，但應(yīng)對室內(nèi)常見污染物質(zhì)具有良好的吸附能力，而目前標(biāo)準(zhǔn)體系中缺乏對顆粒物、氨氣等污染物吸附能力的評價要求和檢驗方法，也缺乏有關(guān)經(jīng)高溫通風(fēng)再生的活性炭對氣態(tài)污染物吸附能力和再生次數(shù)的要求。

同時，現(xiàn)階段為生產(chǎn)孔隙更發(fā)達(dá)、吸附能力更強的活性炭產(chǎn)品，部分企業(yè)會選擇采用化學(xué)法進(jìn)行生產(chǎn)，而生產(chǎn)過程中可能添加ZnCl2、硝酸、雙氧水等會對環(huán)境造成負(fù)面影響的助劑。但目前標(biāo)準(zhǔn)體系中，尚缺乏針對化學(xué)助劑在活性炭加工過程的使用要求以及活性炭使用過程和廢棄后環(huán)境污染控制方式等規(guī)定。

4.2 檢驗方法有待優(yōu)化

有關(guān)活性炭對氣態(tài)污染物凈化能力的檢測方法主要包括兩種思路，一是測定活性炭對目標(biāo)污染物的吸附率，其原理是向管內(nèi)一定質(zhì)量的活性炭材料持續(xù)通入目標(biāo)氣態(tài)污染物直至活性炭對該物質(zhì)的吸附達(dá)到飽和，考察實驗前后單位質(zhì)量活性炭重量增加情況， 如LY/T 3012-2018《室內(nèi)空氣凈化用活性炭》等;二是測定活性炭對目標(biāo)污染物的凈化效率，其原理是將一定量的活性炭材料置于具有一定目標(biāo)污染物濃度的環(huán)境實驗艙中，考察一段時間前后艙內(nèi)污染物濃度變化情況，如QB/T 2761-2006 《室內(nèi)空氣凈化產(chǎn)品凈化效果檢測方法》等。前者更能反映活性炭材料而非產(chǎn)品對目標(biāo)污染物最大的吸附能力，同時實驗中其他條件參數(shù)與活性炭產(chǎn)品實際使用過程中污染氣體的濃度范圍、氣流速度等存在較大差距，對采用化學(xué)吸附原理或具有催化分解等功能、可持續(xù)凈化室內(nèi)空氣的活性炭產(chǎn)品無法做出有效評價;而后者能采用環(huán)境實驗艙較好模擬活性炭實際使用的溫濕度、換氣率、空氣流速等條件，展現(xiàn)活性炭在真實狀態(tài)下對氣態(tài)污染物的凈化能力，以便于消費者評價和選購，但該類方法也存在環(huán)境實驗艙占用空間大、實驗周期長，艙體結(jié)構(gòu)易吸附和解析目標(biāo)污染物等問題，影響檢驗工作的效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，有必要根據(jù)室內(nèi)空氣凈化用活性炭的產(chǎn)品類型及檢驗?zāi)康挠嗅槍π缘倪x擇和優(yōu)化檢驗方法。

4.3 新標(biāo)準(zhǔn)實施帶來的改進(jìn)

LY/T 3012-2018《室內(nèi)空氣凈化用活性炭》于2019年5月1日正式實施，對原有標(biāo)準(zhǔn)體系有較大的補充和完善：一是增加了碘吸附值作為評價各類型室內(nèi)空氣凈化用活性炭的限制要求，該指標(biāo)用于表征活性炭微孔的發(fā)達(dá)程度，低于現(xiàn)有凈水用活性炭標(biāo)準(zhǔn)中碘吸附值為800～1050mg/g的要求，但高于行業(yè)內(nèi)以碘吸附值超過400mg/g來界定“活性炭”與“炭化料”的技術(shù)要求。二是對甲醛、苯吸附率提出了明確的限值要求，補充了原有標(biāo)準(zhǔn)體系中煤質(zhì)活性炭、木質(zhì)活性炭有關(guān)指標(biāo)的缺失，同時該標(biāo)準(zhǔn)中A類產(chǎn)品、B類產(chǎn)品與原有竹炭標(biāo)準(zhǔn)中1類、2類產(chǎn)品甲醛吸附率的限值要求相比提高了120mg/g和200mg/g，苯吸附率的限值要求提高了250mg/g、340mg/g，提升幅度較大。根據(jù)前人開展的風(fēng)險監(jiān)測數(shù)據(jù)，生產(chǎn)和流通領(lǐng)域中存在數(shù)量可觀的產(chǎn)品尚不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

5 結(jié)束語

室內(nèi)空氣凈化用活性炭的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)，首先應(yīng)將室內(nèi)空氣中常見的氣態(tài)污染物列為目標(biāo)污染物，并結(jié)合生產(chǎn)者對材料的研發(fā)、測試和評價需求以及消費者對產(chǎn)品的選購和使用需求兩方面建立評價指標(biāo)，其限值及對應(yīng)檢驗方法應(yīng)充分考慮材料供應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)等上游行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，同時更應(yīng)注重與建材中污染物釋放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)指標(biāo)的有效銜接，并據(jù)此設(shè)計合理的模擬污染源釋放方式、活性炭用量及預(yù)設(shè)使用空間、采樣及分析方法等檢驗過程。隨著我國該類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷完善，必將為消費者提供更為優(yōu)質(zhì)、安全、可靠的室內(nèi)空氣凈化用活性炭產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱蓓麗，程秀蓮，黃修長.環(huán)境工程概論[M].北京：科學(xué)出版社，2016：147-152.

[2]張蓓，陳暢，胡朋舉，等.空氣凈化用活性炭甲醛凈化性能研究[J].環(huán)境科技，2018，31（03）：28-31.