随着社会、经济、生活水平的提高，人人要买新房，新房要新装修，装修出来的房子真的很漂亮。可是、漂亮的背后却隐藏着室内第一杀手甲醛气体，近年来北京、上海、广州等地出现了因室内空气（甲醛）污染引发的官司，都是由于室内使用了劣质材料，导致室内甲醛气体严重超标所致。请看下文，室内甲醛的来源、危害及治理方法。

      

 

1 甲醛的性质及危害

 

甲醛（HCHO）是一种无色的具有强烈刺激性的有毒气体，熔点-92℃、沸点-21℃，易溶于水，是室内可挥发性有机化合物中的主要成分。

 

甲醛被称为室内环境的“第一杀手”，对人体健康危害极大。长期慢性吸入甲醛0.45 mg/m3，可导致慢性呼吸道疾病增加；中毒症状包括头疼，衰弱、焦虑、眩晕，神经系统功能降低。吸入高浓度(>60～120 mg/m3)甲醛可导致肺炎，喉和肺水肿，支气管痉挛，喘息，泡沫痰甚至呼吸循环衰竭致死。

 

2 室内空气中甲醛的主要来源

 

第一是来自于用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。因为甲醛具有较强的粘合性，还具有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能，所以目前生产人造板使用的胶粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，从而导致室内空气中甲醛含量超标。

 

第二来自于用人造板制造的家具。特别是一些家具生产厂家为了追求利润，使用不合格的板材，以及制造工艺不规范，使家具成了甲醛的排放站。北京市消费者协会进行过的一项比较试验结果显示，在北京抽取的60套中密度家具样板中，有29套甲醛超过了国家有关标准，不达标率高达48.23%。

 

第三来自于含有甲醛成分的其他各类装饰材料，比如白乳胶、泡沫塑料、油漆和涂料等。北京市工商局2004年8月发布了建筑装饰材料质量监督抽查结果，并把56种不合格建材商品全部清出北京市场。查处的7种乳胶胶粘剂中的问题全部是游离甲醛超标，其中白乳胶有的胶粘剂标称不含甲醛，而实际甲醛含量超标近5倍。乳胶胶粘剂在装饰装修中广泛用于木器工程和墙面处理方面，特别是封闭在墙面乳胶中的甲醛很难清除。

 

第四来自于室内装饰纺织品、包括床上用品、墙布、墙纸、化纤地毯、窗帘和布艺家具。在纺织生产中，为了增加抗皱性能、防水性能、防火性能，常加入一些含有甲醛的助剂，在使用时会释放出甲醛。2004年7月，国家质检总局抽查了149种床上用品，合格68种，抽样合格率只有45.6%。有的超标的产品中，实测甲醛含量竟是标准限量的近50倍。

 

第五来自烟叶和燃料不完全燃烧，香烟主流烟雾中甲醛平均质量浓度为212 mg/m3，侧流烟雾为18～58 mg/m3，每天吸1包烟、主流烟雾甲醛累计暴露为0.188～2.382 mg，平均1.000 mg。在30 m3的室内吸两支烟可使室内空气中甲醛高达0.1 mg/m3 以上, 每吸1口烟容积约40 mL，甲醛可达81 μg/40 mL(即2.025 mg/m3) 。厨房中燃料燃烧是室内甲醛的另一主要来源，最高值可达0.40 mg/m3 (P<0.05)。

 

3 室内甲醛污染治理的方法

 

3.1 吸附净化技术

 

吸附是由于吸附剂和吸附质分子间的作用力引起的，这些作用力分为两大类：物理作用力和化学作用力，它们分别引起物理吸附和化学吸附。物理吸附是可逆过程，只能暂时阻挡污染而不能消除污染。而化学吸附是不可逆的过程，是挥发性物质的分子与吸附剂起化学反应而生成非挥发性的物质，这种机理可使得低沸点的物质如甲醛被吸附掉。

 

在治理甲醛的现有方法中，吸附法因其效率高、富集功能强、不会造成二次污染等优点而广泛应用。活性碳是最常用的吸附剂，例如学者廷璋使用活性炭纤维ACF(Active Carbon Fiber)吸附净化室内甲醛、取得较好的效果。但活性炭纤维作为一种吸附剂，达到饱和吸附后，必须再生才可恢复吸附能力。

 

3.2 甲醛的催化氧化

 

甲醛分子中含有一个羰基双键，易于被氧化，所以通常利用强氧化剂和甲醛分子发生氧化还原反应达到消除甲醛的目的。通常使用的强氧化剂有纳米光催化材料、臭氧(O3) 和二氧化氯(ClO2)等。

 

3.2.1 纳米光催化材料　

 

纳米光催化技术是近几年发展起来的一项空气净化技术，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而成为空气污染治理技术研究和开发的热点。实际应用中从成本、化学稳定性、抗光腐蚀能力和光匹配性等多种因素选择光催化剂。纳米二氧化钛(TiO2) 由于有较好的综合性能，是研究与应用中使用最广泛的单一化合物催化剂。

 

采用TiO2光催化降解室内甲醛的报道很多，Lisa等通过实验研究了甲醛气体在不同紫外光强(0.1～3.8 mW/cm2)、以不同流速(0.5～2.0 L/min) 通过纳米TiO2 光催化反应器的降解率。结果表明，较低浓度的甲醛气体降解率可以达到100%，在无紫外光照射，利用太阳光时，其降解率为35%。Obee等使用烧结膜TiO2 晶体粒径为20 nm，比表面积为50 m2/g，膜厚度为1.7 μm，面积为3 cm×3 cm，置于反应器底部，用Hg-Xe 灯作为光源，紫外线波长为365 nm，光强度为1.0 mW/cm2，当甲醛1.22 mg/m3时被TiO2 完全分解。Sakamoto等通过实验发现纳米TiO2 在波长为254 nm的紫外光照射下比365 nm 的紫外光对甲醛有更好的降解率。实际生活空间场合，甲醛、甲苯等有机物的浓度较低，在居室、办公室窗玻璃、陶瓷等建材表面涂敷纳米TiO2 光催化薄膜或在房间内安放TiO2 光催化净化设备均可有效地降解这些有机物，净化室内空气。以TiO2 为代表的光催化材料具有许多优良的特性,但只有在紫外光照射条件下才能表现出上述性能，为此人们正在研究能以可见光为激发光源的光催化材料。

 

3.2.2 臭氧(O3)氧化　

 

臭氧很不稳定，在常温下即可分解为氧气。臭氧的氧化势(还原电位)为2.07 V，是一般强氧化剂中氧化能力最强的一种。臭氧与极性有机化合物例如甲醛反应，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。刘洪亮等进行了臭氧空气净化器去除空气中甲醛的效果试验，发生甲醛起始浓度6.03～11.74 mg/m3，分别测量0.5、1.0、2.0 h 后甲醛的浓度。实验结果显示，随着开机时间的延长，臭氧空气净化器对室内空气中甲醛的净化率逐渐提高，2.0 h 后达到11.2%。汪耀珠等测量了低浓度臭氧对甲醛气体的净化率(有紫外灯照射)，臭氧0.050～0.075 mg/m3，甲醛3.03～8.70 mg/m3，5 min 后检测，计算得到甲醛净化率为41.74%。总的来说，臭氧对净化室内空气中甲醛污染有一定的效果，但效果不十分理想，况且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，反而会适得其反。

 

3.3 吸附催化技术

 

活性炭纤维ACF(Active Carbon Fiber) 是种具有比常规活性炭有更大的比表面积和更快的吸脱附速率的新型纤维状活性炭，是治理甲醛的优良吸附剂。TiO2光催化降解技术以其活性高、热稳定性好、价格便宜和对人体无害等特征倍受人们青睐。因此，将活性炭纤维ACF和光触媒TiO2相结合治理甲醛污染，优势明显。一方面，TiO2光催化降解被吸附的甲醛，使ACF得以再生；另一方面，ACF的强吸附作用为TiO2的光催化提供了高浓度的反应环境, 加快了反应速率。可见，(ACF +TiO2)混合体系对甲醛等室内有害气体的净化有着诱人的应用前景。

 

例如，Matos 等采用活性炭作为载体负载纳米TiO2 催化剂，利用活性炭的强吸附性能，对室内空气中的低浓度有机污染物进行快速吸附，达到污染物在活性炭载体上的富集，从而加速光催化反应速率；同时，光催化反应生成的微量中间副产物可以被活性炭吸附而难以扩散到室内空气中，使之继续在催化剂表面进行反应,直至完全转化为无害的CO2、H2O 和简单的无机物。纳米TiO2光催化剂与一些气体吸附剂(沸石、活性炭和SiO2等)相结合在弱紫外光激发条件下就可有效地降解低浓度有害气体。

 

3.4 甲醛的植物净化

 

植物的呼吸过程是一个强烈的氧化过程，可以吸收多种有毒有害的气体，植物依靠自身的新陈代谢将有毒气体进一步转化分解。

 

关于植物净化室内甲醛的报道很多，美国国家航空航天局(NASA)的科学家们对室内化学污染物的植物净化效率展开了研究，结果表明：常青的观叶植物以及绿色开花植物可以去除建筑物内部多种有毒化学物质，其中吊兰（Chlorphytum comosum）、扶郎花(Gerbera jamesonii)、金绿萝（Epipremnum aureum）、芦荟(Aloe vera)和紫露草(Tradescantia)等绿色植物主要吸收甲醛。耳蕨(Polystichum auriculatum)、常春藤(Herdera rhombea)、铁树(Cycas revolute)等能分解甲醛。在24 h照明条件下，芦荟去除了1 m3空气中90%的甲醛；龙舌兰（Agave amaniensis）可去除50%的甲醛；吊兰能去除86%的甲醛。

 

日本研究人员用金绿萝（Epipremnum aureum）来净化室内甲醛，发现在甲醛浓度为5 mg/m3时，绿萝花对污染气体的净化能力是气体分子量的函数，它们之间满足指数关系。随着甲醛浓度上升，植物对甲醛的净化能力也随着上升。

 

3.5 非平衡等离子体技术

 

非平衡等离子体技术是利用气体放电产生的具有高度反应活性的电子、原子、分子和自由基与各种有机、无机污染物分子反应，从而使污染物分子分解成为小分子化合物的一门新技术。将非平衡等离子体应用于空气净化，不但可分解气态污染物，还可从气流中分离出微粒，整个净化过程涉及预荷电集尘、催化净化和负离子发生等作用。

 

非平衡等离子体的发生技术有直流电晕放电法、脉冲电晕放电法、介质阻挡放电和表面放电。台湾中央大学李金靖等研究了介质阻挡放电对甲醛废气的处理情况。研究表明：当气体停留时间为10s左右、操作电压为18V时，初始浓度为110ⅹ10-6的甲醛废气可达到90%的去除率。黄立维等利用脉冲电晕放电产生非平衡等离子体，用线-板式反应器处理乙醇、丙酮、甲醛和二氯乙烷模拟的有害气体，在气体流量为500mL/min，脉冲峰值电压为48kV时，对初始浓度分别为336mg/m3、645mg/m3、368mg/m3和1455mg/m3的乙醇、丙酮、甲醛和二氯乙烷的降解率分别为62%、38%、65%和31%。

 

非平衡等离子体降解污染物是一个十分复杂的过程，而且影响这一过程的因素很多。虽然目前已有大量非平衡等离子体降解污染物机理的研究，但还未形成能指导实践的理论体系，因而深入研究非平衡等离子体降解污染物的机理是其应用研究方向之一。

 

4 结论及展望

 

就目前治理室内甲醛的几种方法而言，吸附法效率高、无二次污染，但吸附剂的再生、如何提高吸附效率以及吸附机理值得进一步深入研究。光催化法治理室内废气近年来倍受青睐，然而、如何提高光催化剂的量子效率，如何提高光线的利用效率，这里面有大量的工作要去做。植物在净化室内空气污染物方面有独特优势，但是关于污染物在植物体内的代谢和解毒机理，还需要进一步研究。尽管植物净化污染物能力较强，但是这些污染物对植物本身也是有毒性的，如果污染物的浓度过高会导致植物体出现病变，因此关于植物对污染物耐受能力的研究也是很有必要的。非平衡等离子体技术降解污染物过程复杂，其机理还未形成能指导实践的理论体系，因而深入研究其机理是十分必要的。

 

吸附法、催化法、植物净化法、非平衡等离子体等技术处理室内甲醛各有所长，因此开展综合防治法治理室内甲醛污染、显然很重要。例如，吸附催化法就是综合利用了吸附法和催化氧化法的优点而大大提高了其处理效率。