王麗曉 王 松 李 昆

（鄭州大學(xué) 化工與能源學(xué)院，河南 鄭州 450001）

1 室內(nèi)甲醛的來(lái)源和危害

1.1 來(lái)源

室內(nèi)甲醛來(lái)源廣泛，可以分為以下幾個(gè)方面。

（1）人造板類。目前市場(chǎng)上的各種刨花板、中密度纖維板、膠合板中均使用以甲醛為主要成分的脲醛樹(shù)脂作為膠黏劑，因而不可避免地會(huì)釋放出甲醛。

（2）裝飾材料類。墻面、地面的裝修輔助材料都會(huì)使用膠黏劑，因此也會(huì)有甲醛釋放出來(lái)。

（3）燃料、圖書(shū)類。燃燒燃料可以產(chǎn)生大量的甲醛，廚房?jī)?nèi)如果同時(shí)使用煤氣和液化石油氣時(shí)，就會(huì)釋放出甲醛。

（4）日常生活化學(xué)用品類。人們?cè)谌粘Ｉ钪兴玫幕瘜W(xué)產(chǎn)品，如化妝品、清潔劑、殺蟲(chóng)劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張等均含有甲醛。

1.2 危害

據(jù)統(tǒng)計(jì)，室內(nèi)甲醛的含量基本上是標(biāo)準(zhǔn)的幾倍到幾十倍，對(duì)人類的健康造成嚴(yán)重的威脅。甲醛對(duì)健康危害主要有以下幾個(gè)方面。

（1）刺激作用。甲醛的主要危害表現(xiàn)為對(duì)皮膚黏膜的刺激作用，甲醛是原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合、高濃度吸入時(shí)出現(xiàn)呼吸道嚴(yán)重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。

（2）致敏作用。皮膚直接接觸甲醛可引起過(guò)敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時(shí)可誘發(fā)支氣管哮喘。

（3）致突變作用。高濃度甲醛還是一種基因毒性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)室高濃度吸入的情況下，可引起鼻咽腫瘤。

（4）突出表現(xiàn)。頭痛、頭暈、乏力、惡心、嘔吐、胸悶、眼痛、嗓子痛、胃納差、心悸、失眠、體重減輕、記憶力減退以及植物神經(jīng)紊亂等；孕婦長(zhǎng)期吸入可能導(dǎo)致胎兒畸形，甚至死亡，男子長(zhǎng)期吸入可導(dǎo)致男子精子畸形、死亡等。

由此可見(jiàn)，甲醛對(duì)人們的身體健康危害甚大。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在大部分家庭室內(nèi)空氣中甲醛含量超標(biāo)，尤其是剛裝修過(guò)的房間甲醛含量嚴(yán)重超標(biāo)。人們生活在這樣的環(huán)境中，甲醛會(huì)在人體中日積月累，最后顯現(xiàn)出各種病狀，特別是對(duì)于孕婦，會(huì)導(dǎo)致嬰兒停止生長(zhǎng)發(fā)育，心腦發(fā)育不全，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致嬰兒畸形或流產(chǎn)。由此可知，對(duì)室內(nèi)甲醛的治理就顯得尤為重要。

2 室內(nèi)甲醛污染治理技術(shù)

目前室內(nèi)甲醛污染治理技術(shù)主要有：物理吸附法、化學(xué)吸收法、植物吸收凈化法、臭氧凈化法、空氣負(fù)離子技術(shù)、光催化技術(shù)。下面詳細(xì)介紹一下。

2.1 物理吸附法

物理吸附法是去除空氣中有害氣體的常用方法之一，主要原理是吸附劑表面的分子由于作用力沒(méi)有平衡而保留有剩余表面能，能夠吸引空氣中的污染物質(zhì)，達(dá)到凈化氣體的目的。顆粒活性炭、沸石、分子篩、硅膠等都是一些常用的吸附劑。物理吸附方法雖簡(jiǎn)便易行，但是吸附性能易受到外界環(huán)境的影響，并且存在吸附飽和問(wèn)題。

為了解決吸附劑易飽和的問(wèn)題，改良吸附劑的性能成為研究的重點(diǎn)。其中，姜良艷、周學(xué)仕、王文超等人將杏殼活性炭浸泡在溶液中，使杏殼活性炭負(fù)載上MnOx，然后再進(jìn)行活性炭吸收甲醛的實(shí)驗(yàn)[1]，結(jié)果證明負(fù)載有MnOx的活性炭對(duì)甲醛的吸附量有所提高，可達(dá)到5.51mg/g，高于活性炭原樣。蔡建、胡建軍、張雁等[2]將活性炭纖維浸泡于分不同濃度的HNO3、NH3、H2O2、NH4Cl溶液后再進(jìn)行甲醛的吸收實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，用H2O2浸泡過(guò)的活性碳纖纖維吸附甲醛效果最好。

改良后的吸附劑對(duì)甲醛的吸收效果雖然有所提高，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足室內(nèi)甲醛氣體的去除，并且不能從根本上消除甲醛氣體，吸附劑的后續(xù)處理問(wèn)題仍待解決。

2.2 化學(xué)吸收法

甲醛是一種化學(xué)性質(zhì)活潑的有機(jī)物，能與其它化學(xué)物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)等，從而使其轉(zhuǎn)化成H2O、CO2等無(wú)毒無(wú)害的反應(yīng)產(chǎn)物，最終使室內(nèi)的甲醛得以清除。常用的化學(xué)試劑有以下兩類。

2.2.1 無(wú)機(jī)銨鹽和亞硫酸（氫）鹽

但是這種方法也有不足之處，例如甲醛與銨鹽溶液的反應(yīng)是可逆的，容易受到pH和環(huán)境溫度的影響。所以當(dāng)外界條件變化時(shí)，生成絡(luò)合物的甲醛能被重新釋放出來(lái)，室內(nèi)甲醛就得不到去除。

2.2.2 氨的衍生物

氨及其氨的某些衍生物,由于它們分子中的氮原子上都帶有未共用電子對(duì),因此都是含氮的親核試劑,可以與醛、酮發(fā)生親核加成。氨的衍生物去除甲醛就是利用氨基可與甲醛發(fā)生親核加成反應(yīng)[4]，最終生成無(wú)毒無(wú)害性能穩(wěn)定的化合物?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下所示：

反應(yīng)一般要在酸性條件下進(jìn)行,氨的衍生物具有消除甲醛效果好、用量少、安全無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的一種消醛劑。

雖然化學(xué)吸收法具有快速、有效、簡(jiǎn)便易行等優(yōu)點(diǎn)，但是消醛劑不能在油漆表面使用，并且一旦人入住之后就不能再使用。

2.3 植物吸收凈化法

綠色植物具有殺菌吸塵、除去空氣污染物、美化環(huán)境的功效,用植物治理室內(nèi)空氣污染已經(jīng)引起各國(guó)科學(xué)家的高度重視。某些植物對(duì)甲醛有吸收—代謝的作用，利用這種方式可以除去甲醛。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，一些室內(nèi)觀賞植物如吊蘭、銀苞芋、大葉喜林芋等能夠較好的吸收室內(nèi)空氣中的甲醛[5]。但是，植物對(duì)污染物的降解效率易隨著外界的環(huán)境條件而發(fā)生變化。同時(shí)，植物吸收凈化法適合于室內(nèi)污染物溶度低下，并且作用時(shí)間較慢，其作用的時(shí)效和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步觀察和研究。

2.4 臭氧凈化法

甲醛結(jié)構(gòu)式中碳（C）與氧（O）的共價(jià)雙鍵的存在，就是甲醛具有毒性的關(guān)鍵所在。高濃度臭氧與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，臭氧的強(qiáng)氧化性能（臭氧原子核，強(qiáng)奪電子的能力）強(qiáng)制性?shī)Z取共價(jià)鍵中的電子，使其結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化，轉(zhuǎn)化成對(duì)人體無(wú)害的水和二氧化碳，從而達(dá)到去除甲醛的目的。

但是利用臭氧去除甲醛存在許多問(wèn)題，其一，臭氧對(duì)甲醛的氧化效率并不高；其二，室內(nèi)空氣中有多種污染物質(zhì)能與甲醛反應(yīng)生成對(duì)人體有巨大危害的二次污染物。因此，臭氧氧化法作為一種凈化甲醛的方法并不為大家所接受。

2.5 光催化技術(shù)

光催化氧化法主要是利用半導(dǎo)體光催化劑達(dá)到去除污染物的目的。首先，半導(dǎo)體光催化劑可以把空氣中的污染物吸附到催化劑表面，然后，在光的照射下，半導(dǎo)體催化劑可以產(chǎn)生光生載流子，最終，產(chǎn)生的光生載流子能與有機(jī)污染物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)毒無(wú)害的產(chǎn)物。常用的光催化劑有：金屬氧化物（如 TiO2、ZnO、WO3等）、金屬硫化物（如 CdS、ZnS)等，其中以TiO2的研究最為廣泛。但是常規(guī)的納米TiO2光催化劑對(duì)光波長(zhǎng)的要求高，因而其作為室內(nèi)空氣凈化的光催化劑在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到一些限制，通過(guò)在催化劑中添加金屬離子、非金屬離子等使催化劑所需的光波長(zhǎng)發(fā)生紅移是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。在金屬元素?fù)诫s方面，經(jīng)過(guò)大量的探究發(fā)現(xiàn)，摻雜適量的Fe能夠促進(jìn)二氧化鈦紅移至可見(jiàn)光區(qū)，摻雜適量的Co可以使TiO2產(chǎn)生微小紅移但是能夠增強(qiáng)其在可見(jiàn)光區(qū)的吸收強(qiáng)度，摻雜一定量的N元素能夠替代晶胞中的氧元素，進(jìn)而改變電子結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)TiO2在可見(jiàn)光下對(duì)甲醛高效率的吸收。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展, 人們生活水平逐漸提高,各種各樣的裝飾品、家具等被引入室內(nèi)，與此同時(shí)，室內(nèi)空氣污染尤其是高溶度的甲醛 已經(jīng)成為人們亟需解決的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外對(duì)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)多種多樣，并且各有各的優(yōu)缺點(diǎn) 。其中納米光催化技術(shù)具有成本低、效率高、無(wú)二次污染、反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，成為未來(lái)室內(nèi)空氣凈化的重要技術(shù)。

[1]姜良艷,周仕學(xué),王文超,等.活性碳負(fù)載錳氧化物用于吸附甲醛[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,28（2）：337-341

[2]蔡建，胡建軍，張雁.改性活性炭纖維對(duì)甲醛吸附性能的研究.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2004,27（3）：16

[3]胡宏紋.有機(jī)化學(xué).第2版.北京：高等教育出版社，1990.1

[4]Pai,Panemangalove S,Peterson,et al.US Pat,3957431.1976-05-18

[5]胡海紅，戴修道，室內(nèi)綠化凈化功能的研究[J]。上海建設(shè)技術(shù)，1996,5（6）：37-38

[6]蔣耀庭,潘麗娜,金德林等.人工負(fù)離子凈化艦艇艙內(nèi)空氣的效果研究[J].環(huán)境與健康雜志,1999,16(5)：277一279

[7]Liu Junzhe,Li Yushun,Lv Lihua.Effect of anti-freezing admixtures on alkali-silica reaction in mortars[J].Wuhan university of Technology-Mater Sci Ed,2005,2：2