室内空气中甲醛的危害与治理
近年来, 随着经济建设的发展、文化的进步、人们生活水平不断地提高, 生活居住条件由原来的安逸型向舒适型转变。人的一生大部分时间在室内度过, 室内环境质量的优劣与人体健康有着密切的联系。各种新型的建筑材料、装饰装修材料运用, 使室内环境污染问题日益严重, 尤其是各种材料中甲醛的含量过高, 是造成室内空气污染的主要原因。
1.甲醛的危害
甲醛(HCHO)在常温下是无色、具有强烈气味的刺激性气体, 易溶于水、醇和醛, 通常以水溶液的形式出现, 在室温时极易挥发, 随着温度的上升挥发速度加快。甲醛是较高毒性的物质, 在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位, 已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质, 是公认的变态反应源, 也是潜在的强致突变物之一。研究表明, 甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等。当空气中甲醛含量达到0. 5mg /m3 时, 可刺激眼睛, 引起流泪; 达到0. 6mg /m3 时, 可引起咽喉不适或疼痛; 浓度更高时, 可引起恶心呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺水肿; 达到30 mg /m3 时, 会立即致人死亡[ 1] 。2002 年我国颁布的国家《室内空气质量标准 》中规定甲醛的标准为0. 1 mg /m3 (小时均值)。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病, 引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变, DNA 单链内交联和DNA 与蛋白质交联及抑制DNA 损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病, 引起青少年记忆力下降[ 1] 。在所有接触者中, 儿童和孕妇尤为敏感, 危害也就更大。
2.甲醛的产生
2. 1来自室外空气的污染
工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等在一定程度上均可排放或产生一定量的甲醛, 但是这一部分含量很少。据有关报道显示城市空气中甲醛的年平均浓度大约是0. 005~ 0. 01 mg /m3, 一般不超过0. 03mg /m3, 这部分气体在一些时候可进入室内,是构成室内甲醛污染的一个来源。
2. 2来自室内本身的污染
主要以建筑材料、装修物品及生活用品等化工产品在室内的使用为主, 同时也包括燃料及烟叶的不完全燃烧等一些次要因素。甲醛主要生产于树脂, 树脂作为粘合剂被广泛地用于各种建筑材料、装饰材料、装饰物品、家具等材料之中。各种人造板材(刨花板、纤维板、胶合板等)中由于使用了粘合剂, 因而可含有甲醛。新式家具的制作, 墙面、地面的装饰铺设, 窗体顶端、窗体底端都要使用粘合剂。凡是大量使用粘合剂的地方, 总会有甲醛释放。朩制家具也是甲醛的来源之一, 这是因为朩制家具在制作过程中使用到防腐剂、油漆, 另外有的家具生产商使用不合格的人造板, 在粘接贴面材料时, 使用劣质的胶水,制作工艺不规范, 致使人造板里有毒物质严重滞留。此外, 某些化纤地毯、油漆涂料也含有一定量的甲醛。甲醛还可来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂, 在室内吸烟也会产生甲醛。每支香烟烟气中含甲醛20~ 88 ..g, 并有致癌的协同作用。在不同的温度、湿度下, 甲醛可以从各种材料中缓慢地释放出来。一般住宅装潢后甲醛的平均浓度在0. 2mg /m3, 最高可达0. 8mg /m3, 燃料燃烧时会有甲醛产生,厨房在使用石油液化气时, 甲醛浓度可达0. 4mg /m3 以上, 其浓度的变化与炊事时间有关[ 2] 。室内空气中甲醛浓度主要是受建筑材料、装修后温度、湿度等多种因素影响。
从总体上说室内环境中甲醛的来源还是很广泛的, 长期生活在甲醛浓度较高的环境中, 将会引发人体的各种疾病。
3.. 甲醛污染的治理措施
随着人们对室内空气污染严重性的日益重视, 人们在探讨室内空气中有机物污染危害性的同时, 也逐步提出了一些防治室内有机物污染的措施。
3. 1合理控制室内环境
甲醛的释放是一个长期的过程, 室内甲醛的释放期一般为3~ 15 a, 且与室内的温度、相对湿度、室内换气数、室内建材等有关, 合理控制室内环境可降低甲醛浓度。
1)室内通风: 室内通风是清除甲醛行之有效的办法, 可选用空气换气装置或自然通风, 这样有利于室内材料中甲醛的散发和排放。室内通风要注意根据季节、天气的差异和室内人数的多少来确定换气频度, 通常在春、夏、秋季都应留适当的通风口, 冬季每天至少开窗换气30 m in以上。
2)控制室内温度、湿度: 经研究发现, 甲醛的释放随着湿度的增大而增加, 随温度升高而增大。温度由30℃降到25℃可降低甲醛50%, 相对湿度由70%降到30%时甲醛量降低40% 。要使室内材料中的甲醛尽快释放, 就应增加其温湿度, 因此一般在刚刚装修的房中采取烘烤的方法或在室内摆放一盆清水可使甲醛加快释放。
3)植物净化: 科学实验表明, 银苞芋、吊兰、芦荟、仙人球、虎尾花、扶郎花等室内观赏叶植物对甲醛有较好的吸收效果。因此, 在室内放置上述植物既美化环境又起到净化空气的作用。
3. 2.. 室内甲醛污染治理技术
目前, 国内外采取多种方法治理室内甲醛污染, 且现在已有一些产品问世。治理室内甲醛污染的空气净化技术归纳起来主要有: 物理吸附技术、催化技术、化学中和技术、空气负离子技术、臭氧氧化技、常温催化氧化技术、生物技术、材料封闭技术等[ 3] 。
1)物理吸附技术: 物理吸附主要是利用某些有吸附能力的物质吸附有害物质而达到去除有害污染的目的。常用的吸附剂为颗粒活性炭、活性炭纤维、沸石、分子筛、多孔粘土矿石、硅胶等。沸石膜对室内甲醛、苯等污染物有较好去除效果。活性炭纤维是吸附剂中最引人注目的碳质吸附剂。
2)催化技术: 催化技术以催化为主, 结合超微过滤, 从而保证在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质, 由单纯的物理吸附转变为化学吸附, 不产生二次污染。目前市场上的有害气体吸附器和家具吸附宝都属于这类产品。纳米光催化技术是近几年发展起来的一项空气净化技术, 它主要是利用二氧化钛的光催化性能氧化甲醛, 生成二氧化碳和水。催化技术具有反应条件温和、能耗低、二次污染少、可以在常温常压下氧化分解结构稳定的有机物等优点, 一般室内甲醛的浓度较低, 在居室、玻璃、陶瓷等建材表面涂敷二氧化钛薄膜或安放二氧化钛空气净化设备可有效降解甲醛。但其需要纳米二氧化钛和紫外光照射, 存在经济和技术的局限性, 还未进入大面积使用推广阶段。
3)化学中和技术: 化学中和技术一般采用络合技术, 破坏甲醛、苯等有害气体的分子结构, 中和空气中的有害气体, 进而逐步消除。目前, 专家研制出了各种除味剂和甲醛捕捉剂, 属于该技术类产品。该技术最好结合装修工程使用, 可以有效降低人造板中的游离甲醛。
4)空气负离子技术: 其主要选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料, 加入到墙体材料中, 在与空气接触中, 电离空气及空气中的水分, 产生负离子; 可发生极化, 并向外放电, 起到净化室内空气的作用。
5)臭氧氧化法: 臭氧与极性有机化合物如甲醛反应, 导致不饱和的有机分子破裂, 使臭氧分子结合在有机分子的双键上, 生成臭氧化物, 从而达到分解甲醛分子的目的。臭氧发生装置具有杀菌、消毒、除臭、分解有机物的能力, 但臭氧法净化甲醛效率低, 同时臭氧易分解, 不稳定, 可能会产生二次污染物, 同时臭氧本身也是一种空气污染物, 国家也有相应的限量标准, 如果发生量控制不好, 会适得其反。
6)常温催化氧化法: 又称为冷触媒法, 主要是利用一些贵金属特殊的催化氧化性能, 使室内污染物变成为二氧化碳和水。一般载体为ZrO2、CeO、SiO2、活性炭、分子筛等, 经常采用的贵金属有Pd、Pt、Rh、Ru和Ir。日本近年来对低温催化剂进行了深入的研究, 并有一系列的专利问世。
7) 生物技术: 生物法净化有机废气是微生物以有机物为其生长的碳源和能源而将其氧化、降解为无毒、无害的无机物的方法。生物酶对甲醛降解有潜在能力, 且方法操作简单、运行成本低, 无二次污染而被欧洲广泛使用并已工业化。生物活性温度一般为10~ 40 ! , 因此室内温度必须维持在特定微生物的活性温度范围内, 使其应用受到限制。
8)材料封闭技术: 对于各种人造板中的甲醛, 专家们研制出了一种封闭材料, 称作甲醛封闭剂, 用于家具和人造板材内的甲醛气体封闭。目前出现在我国市场上的美嘉保护盾, 具有封闭甲醛的作用, 可涂刷于未经油漆处理的家具内壁板和人造板, 以减少各种人造板中的甲醛释放量。但其治标不治本。由于每种方法都有自己的优缺点, 针对实际情况选用适当的技术, 尤其是多种技术相结合可以有效地减少室内空气中甲醛的浓度, 减少甲醛对人体的危害。只有这样, 我们才能真正改善我们的居住环境, 呼吸到清新的空气, 真正得到身体健康。
参考文献:
[ 1] .. 严玉梅. 扑捉人类健康的杀手# 甲醛[ J]. 广东建材, 2006 ( 7): 43.
[ 2] .. 葛杨. 室内甲醛污染的研究[ J]. 沧州师范专科学校学报, 2004 ( 1): 32- 33.
[ 3] .. 陈群玉. 室内甲醛污染的来源及控制技术[ J] . 资源与人居环境, 2008 ( 6): 20- 22.
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