潘 艷，張 飛

（馬鞍山十七冶工程科技有限責(zé)任公司，安徽 馬鞍山 243000）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的快速提高，人們對(duì)建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也不斷提高，各類(lèi)裝修材料種類(lèi)與品牌層出不窮，室內(nèi)裝修風(fēng)格也逐漸復(fù)雜多樣，室內(nèi)環(huán)境污染物濃度卻仍維持在較高水平。其中，甲醛是我國(guó)室內(nèi)環(huán)境污染物的首要污染物，甲醛是一種無(wú)色具有強(qiáng)烈刺激性氣味的有機(jī)物，長(zhǎng)時(shí)間接觸高濃度甲醛嚴(yán)重危害人體健康。世界衛(wèi)生組織將甲醛列為一類(lèi)致癌物質(zhì)［1］，住宅中甲醛超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重危害人們的身體健康。因此，室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛濃度的控制研究具有十分重要的社會(huì)意義。

為了更好地了解當(dāng)前社會(huì)室內(nèi)環(huán)境污染情況，筆者于 2020 年調(diào)研了馬鞍山市 20 戶(hù)住宅室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛的污染水平，馬鞍山市位于長(zhǎng)三角地區(qū)，屬于“夏熱冬冷”地區(qū)的典型代表，經(jīng)濟(jì)水平中等。所調(diào)研的住宅室內(nèi)均進(jìn)行了裝飾裝修，檢測(cè)時(shí)間為裝修結(jié)束后 3～6 個(gè)月，甲醛的檢測(cè)方法為 GB/T 16129－1995《居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法分光光度法》中規(guī)定的 AHMT 法［2］。圖 1 所示為馬鞍山市 20戶(hù)住宅室內(nèi)甲醛濃度調(diào)查結(jié)果，從圖中可以看出，甲醛濃度超過(guò) 0.07 mg/m3比例達(dá)到 60 %。其中甲醛濃度最高的為第 4 戶(hù)住宅臥室，濃度高達(dá) 0.184 mg/m3，遠(yuǎn)超過(guò) GB 50325－2020《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“GB 50325－2020”）規(guī)定的Ⅰ類(lèi)民用建筑工程中要求［3］，為標(biāo)準(zhǔn)限值的 2.63 倍，此房間裝修材料使用量較多，包括人造板、復(fù)合地板、墻布等，且房間通風(fēng)換氣能力較差。此外，還可以看出約 80 % 的臥室中甲醛濃度比客廳高，這是由于臥室空間較小，裝修材料使用量占空間比例較大，而客廳一般空間大，裝修較簡(jiǎn)單。若能在裝修前的設(shè)計(jì)階段對(duì)裝修方案進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)，控制裝修材料使用量，就會(huì)在一定程度上避免污染物濃度超標(biāo)情況發(fā)生。

圖1 馬鞍山市 20 戶(hù)住宅室內(nèi)甲醛濃度調(diào)查結(jié)果

1 事前裝修設(shè)計(jì)階段預(yù)評(píng)價(jià)

室內(nèi)環(huán)境控制的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)為 GB 50325－2020，項(xiàng)目建設(shè)單位與政府監(jiān)管部門(mén)依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新建、改建與擴(kuò)建項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收與監(jiān)督。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境污染物出現(xiàn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值問(wèn)題后處理比較麻煩，前期建筑設(shè)計(jì)階段缺少對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)，后期控制需要投入更多的人力、物力與財(cái)力，且耽誤工期。當(dāng)前，國(guó)家對(duì)于裝修材料的環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格，但是裝修結(jié)束后室內(nèi)空氣污染物濃度超標(biāo)仍然很?chē)?yán)重，這是由室內(nèi)裝修材料使用“負(fù)荷量”較大造成的。因此，在裝修施工前對(duì)裝修設(shè)計(jì)方案室內(nèi)空氣污染程度進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)對(duì)于控制污染物濃度具有重要意義。在進(jìn)行裝修前對(duì)裝修設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)，即根據(jù)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容，使用科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，對(duì)室內(nèi)空氣污染物甲醛進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)結(jié)果后進(jìn)行反饋調(diào)整，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改完善，室內(nèi)空氣污染物濃度可以得到有效控制。

圖2 裝修設(shè)計(jì)階段的預(yù)評(píng)價(jià)流程圖

以某醫(yī)院病房為研究對(duì)象，對(duì)裝修設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)，對(duì)室內(nèi)甲醛濃度進(jìn)行科學(xué)的預(yù)測(cè)。研究對(duì)象為新建的某婦幼保健院綜合樓工程，選取該婦幼保健院綜合樓的普通病房為例進(jìn)行分析，室內(nèi)面積為 24 m2，裝修設(shè)計(jì)方案顯示，房間地面為塑膠（PVC）地板，墻面為壁紙裝飾，頂面為鋁扣板集成吊頂，室內(nèi)安裝了人造板制作的儲(chǔ)物柜。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該病房中對(duì)甲醛濃度貢獻(xiàn)較大的材料為人造板、壁紙、塑膠地板。因此，本研究選取主要裝修材料：人造板、壁紙、塑膠地板。房間尺寸規(guī)格與主要材料用量如表 1 所示，由表 1 可知人造板、壁紙、塑膠地板的使用面積均比較大。

表1 某醫(yī)院普通病房的設(shè)計(jì)信息

分別制取 1m2的人造板、壁紙、塑膠地板試樣，進(jìn)行甲醛釋放量測(cè)試。測(cè)試條件如下：測(cè)試空間為 1m3、測(cè)試環(huán)境溫度為 23±2 ℃、測(cè)試環(huán)境相對(duì)濕度為 50±5 %；空氣置換率為 1 次/h；甲醛濃度檢測(cè)采用 AHMT 法。在測(cè)試壁紙與塑膠地板時(shí)，使用面積為 1 m2的潔凈不銹鋼板進(jìn)行模擬施工，制備試樣。制備時(shí)采用與實(shí)際施工工藝相同的方法進(jìn)行模擬鋪設(shè)粘貼，鋪設(shè)施工時(shí)采用與現(xiàn)場(chǎng)同類(lèi)型、同廠(chǎng)家、同批次的輔料。模擬施工過(guò)程制備完成的試樣即為測(cè)試試樣，此試樣可以減少施工中使用膠粘劑等輔料帶來(lái)的影響。

圖 3 所示為單位面積人造板的甲醛釋放量隨時(shí)間變化圖，由圖可知 7 d 內(nèi)人造板甲醛釋放量穩(wěn)定，甲醛釋放量為 0.099～0.102 mg/m2，7 d 后隨著放置時(shí)間的增加甲醛釋放量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，下降幅度較小，第 15 d人造板的甲醛釋放量為 0.092 mg/m2。圖 4 所示為單位面積壁紙的甲醛釋放量隨時(shí)間變化圖，由圖可知 9 d 內(nèi)甲醛釋放量穩(wěn)定，甲醛釋放量為 0.023～0.025 mg/m2，9 d 后隨著放置時(shí)間的增加甲醛釋放量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，下降幅度較小，第 15 d 壁紙的甲醛釋放量為 0.020 mg/m2。圖 5 所示為單位面積塑膠地板的甲醛釋放量隨時(shí)間變化圖，由圖可知 12 d 內(nèi)甲醛釋放量穩(wěn)定，甲醛釋放量為 0.062～0.066 mg/m2，12 d 后隨著放置時(shí)間的增加甲醛釋放量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，下降幅度較小，第 15 d 塑膠地板的甲醛釋放量為 0.059 mg/m2。

圖3 單位面積人造板甲醛釋放量隨時(shí)間變化

圖4 單位面積壁紙甲醛釋放量隨時(shí)間變化

圖5 單位面積塑膠地板甲醛釋放量隨時(shí)間變化

筆者對(duì) 3 種材料的甲醛釋放量進(jìn)行了曲線(xiàn)擬合，相關(guān)系數(shù)均能達(dá)到 0.9 以上，可根據(jù)曲線(xiàn)方程對(duì) 3 種材料的甲醛釋放量進(jìn)行預(yù)測(cè)。綜上所述，裝修材料會(huì)在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)向環(huán)境釋放甲醛，造成空氣質(zhì)量下降，這是由于裝修材料生產(chǎn)或施工中會(huì)使用膠粘劑，建筑材料中通常使用酚醛樹(shù)脂與脲醛樹(shù)脂作為膠粘劑［4］，酚醛樹(shù)脂與脲醛樹(shù)脂在使用時(shí)會(huì)向空氣中釋放甲醛，釋放甲醛的周期及膠黏劑使用量與使用方式相關(guān)。裝飾材料產(chǎn)生的游離甲醛逐漸釋放進(jìn)入環(huán)境中，釋放速率隨材料內(nèi)游離甲醛含量減少而逐漸降低［5］。

根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果，對(duì)室內(nèi)污染物甲醛濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)假設(shè)條件為如下：室內(nèi)空氣均勻分布，室內(nèi)環(huán)境溫度為 23±2 ℃、環(huán)境相對(duì)濕度為 50±5 %；空氣置換率為 1 次/h。室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度計(jì)算見(jiàn)式（1）：

式中：c為室內(nèi)甲醛濃度預(yù)測(cè)值，mg/m3；ai為第i種材料的單位面積甲醛釋放量，mg/m2；si為第i種材料在裝修設(shè)計(jì)方案中的使用面積，m2；S0為房間室內(nèi)面積，m2；H0為房間室內(nèi)高度，m。

根據(jù)公式（1）對(duì)該醫(yī)院普通病房進(jìn)行污染物甲醛濃度進(jìn)行計(jì)算預(yù)測(cè)。圖 6 所示為室內(nèi)污染物甲醛評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)值隨時(shí)間變化圖，由圖可知室內(nèi)污染物甲醛的濃度范圍在 0.054～0.061 mg/m3，符合標(biāo)準(zhǔn) GB 505325－2020中對(duì)Ⅰ類(lèi)民用建筑的要求（≤0.07 mg/m3）。從圖中還可以看出，隨著時(shí)間的增加，室內(nèi)污染物甲醛濃度緩慢降低。本案例中通過(guò)分析主要材料的甲醛釋放量，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到待裝修室內(nèi)甲醛濃度的預(yù)測(cè)結(jié)果，預(yù)測(cè)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，說(shuō)明設(shè)計(jì)方案中選材與材料用量合理，室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛預(yù)評(píng)價(jià)順利通過(guò)，可進(jìn)行后續(xù)施工過(guò)程。

圖6 室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛濃度預(yù)測(cè)值隨時(shí)間變化

2 事中樣板間控制

對(duì)于較大規(guī)模建設(shè)項(xiàng)目，許多房間內(nèi)裝修具有標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化特點(diǎn)。建筑室內(nèi)在事前即使進(jìn)行了設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)分析，但施工過(guò)程存在復(fù)雜性，例如材料批次、材料生產(chǎn)時(shí)間、施工工藝都會(huì)影響最終的室內(nèi)空氣中甲醛濃度。在設(shè)計(jì)預(yù)評(píng)價(jià)之后，大范圍建筑工程裝飾裝修前，打造樣板間，對(duì)樣板間室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)分析，若存在問(wèn)題可以進(jìn)一步對(duì)設(shè)計(jì)方案與施工方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。樣板間的污染物濃度更具有代表性，利用樣板間可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)后續(xù)施工的標(biāo)準(zhǔn)間污染物濃度。因此，合理的利用樣板間工程，對(duì)控制室內(nèi)環(huán)境污染物濃度具有重要作用，可以避免大批量工程完工后室內(nèi)空氣污染超標(biāo)的情況發(fā)生，而導(dǎo)致更大損失［6］。

繼續(xù)以裝修設(shè)計(jì)方案預(yù)評(píng)價(jià)階段的醫(yī)院病房為研究對(duì)象，對(duì)該醫(yī)院普通病房進(jìn)行樣板間裝修。樣板間裝修完工 7 d 后，對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行采樣檢測(cè)空氣中的甲醛濃度，檢測(cè)結(jié)果為 0.065 mg/m3，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此結(jié)果與裝修設(shè)計(jì)階段室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛濃度預(yù)測(cè)值相比稍大，這是因?yàn)檠b修中使用了多種輔料，例如門(mén)窗安裝使用的膠粘劑也會(huì)增加空氣中的甲醛濃度。總的來(lái)說(shuō)，檢測(cè)值與預(yù)測(cè)值比較接近，證明預(yù)評(píng)價(jià)方法行之有效。

3 事后污染物控制處理

由于人們對(duì)于事前與事中的源頭控制普遍存在不重視的情況，新裝修完工的房間，大都存在室內(nèi)空氣污染物甲醛濃度超標(biāo)的問(wèn)題，人們更加重視“后治理”模式。近些年，大量文獻(xiàn)報(bào)道集中在如何處理與控制室內(nèi)空氣中甲醛的污染。此類(lèi)“后治理”模式對(duì)室內(nèi)污染物濃度的控制效果有限，卻是最常使用的方法。事后控制方法較多，效果較好的方法主要有通風(fēng)換氣、物理吸附技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)等。

3.1 通風(fēng)換氣

室內(nèi)通風(fēng)換氣是治理甲醛污染最常用的方法，該方法簡(jiǎn)單易行，且效果較好。研究表明當(dāng)空氣中甲醛達(dá)到一定濃度后，會(huì)趨于穩(wěn)定，利用自然通風(fēng)或者換氣設(shè)備對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行換氣可以迅速降低室內(nèi)甲醛的濃度，加速污染源中甲醛的釋放［7］。據(jù)研究，在通風(fēng)時(shí)提高室內(nèi)環(huán)境溫度可以促進(jìn)材料中的甲醛揮發(fā)釋放［8］。因此，在通風(fēng)換氣過(guò)程中，適當(dāng)提高環(huán)境溫度有利于快速降低室內(nèi)空氣中甲醛濃度。

3.2 物理吸附技術(shù)

物理吸附是利用多孔材料的孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，吸附空氣中的污染物［9］?；钚蕴俊⒍嗫尊ね令?lèi)物質(zhì)等都是常用的空氣污染物吸附材料。此類(lèi)物質(zhì)比表面積大，具有多孔結(jié)構(gòu)。目前，活性炭是市場(chǎng)上吸附劑中最常見(jiàn)的材料，使用簡(jiǎn)單方便，但是由于物理吸附要通過(guò)空氣緩慢擴(kuò)散，導(dǎo)致吸附速度較慢。吸附總量與吸附材料的特點(diǎn)有關(guān)，不同的活性炭材料產(chǎn)生的吸附能力也不同，吸附易達(dá)到飽和狀態(tài)，飽和狀態(tài)后需要對(duì)吸附材料進(jìn)行活化或者更換，否則易成為污染源產(chǎn)生二次污染情況［10］。ZOU 等［11］使用高錳酸鉀對(duì)活性炭進(jìn)行改性處理，使活性炭的表面更易吸附甲醛，吸附率與普通活性炭相比提升了 1 倍。當(dāng)前關(guān)于此類(lèi)技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要集中在制備比表面積大且吸附能力強(qiáng)的材料或?qū)ΜF(xiàn)有材料進(jìn)行改性處理以產(chǎn)生優(yōu)異的吸附能力。

3.3 化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)是利用化學(xué)物質(zhì)與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如氧化還原反應(yīng)、加成反應(yīng)等，對(duì)甲醛進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳或其他產(chǎn)物［12］。光催化技術(shù)是常用的方法之一，光催化技術(shù)采用納米級(jí) TiO2顆粒，通過(guò)紫外線(xiàn)照射催化對(duì)甲醛產(chǎn)生氧化作用［13］，將甲醛氧化分解成 CO2和 H2O。傳統(tǒng)的 TiO2光譜作用限制較窄，必須依賴(lài)紫外光，由于室內(nèi)紫外線(xiàn)照射較少，故實(shí)際使用中分解效率較低。后來(lái)，許多學(xué)者采取金屬摻雜、半導(dǎo)體復(fù)合等方法，致力于使光催化反應(yīng)發(fā)生在可見(jiàn)光的條件下。此外，化學(xué)處理技術(shù)噴灑的試劑藥水容易對(duì)家具和裝修產(chǎn)生損傷，施工時(shí)必須采取一定的保護(hù)措施。

4 結(jié)論

本文研究了建筑室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛全過(guò)程控制方法，調(diào)研了當(dāng)前甲醛污染情況，根據(jù)污染特點(diǎn)，提出對(duì)裝修設(shè)計(jì)方案進(jìn)行預(yù)評(píng)價(jià)，科學(xué)的預(yù)測(cè)室內(nèi)甲醛濃度。針對(duì)可能出現(xiàn)的污染情況，分析總結(jié)了事中樣板間控制與事后污染物控制方法。綜上所述，室內(nèi)環(huán)境污染控制是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及各類(lèi)裝修材料、建筑通風(fēng)、施工等行業(yè)［14］。當(dāng)前行業(yè)缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)、共同控制，導(dǎo)致室內(nèi)污染物水平居高不下，甲醛的“后治理”模式仍然是人們普遍關(guān)注的重點(diǎn)。若要徹底解決室內(nèi)環(huán)境污染問(wèn)題不僅需要重視“后治理”模式，更加需要全局把控，破除行業(yè)壁壘，采取預(yù)評(píng)價(jià)+樣板間+后治理方案，多維度、全過(guò)程協(xié)同控制，這樣才能起到 1+1＞2 的控制效果。Q