室內(nèi)甲醛污染現(xiàn)狀及控制措施研究

邱 娟

摘要:隨著室內(nèi)裝修慢慢成為熱門,室內(nèi)甲醛污染已經(jīng)對人類的身體健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅,如何控制和治理室內(nèi)甲醛污染已成為大眾關(guān)心的熱點(diǎn)問題。文章闡述了室內(nèi)甲醛污染的現(xiàn)狀及其檢測狀況,分析了室內(nèi)甲醛污染的來源,并提出了室內(nèi)甲醛污染的控制與治理的有效措施,比如通風(fēng)、控制溫濕度和植物凈化。

關(guān)鍵詞:室內(nèi)甲醛污染;污染控制;污染治理;室內(nèi)裝修

中圖分類號:X131文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2009)10-0129-03

隨著人們生活水平的不斷提高,室內(nèi)裝修慢慢成為熱門。這時,人們對建筑居住環(huán)境、辦公環(huán)境的舒適性、美觀性等要求越來越高,裝修密度越來越高,但由于裝修材料、建筑材料和室內(nèi)家具不合格而導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染問題也日趨嚴(yán)重。高水平的生活條件帶來高檔享受,同時也帶來高濃度的室內(nèi)空氣污染。而人類由于生活和工作方式的改變,大約有70%以上的時間將是在室內(nèi)度過的,嬰幼兒和老人在室內(nèi)度過的時間更長。因此,室內(nèi)環(huán)境的好壞對人類身體的健康非常重要。通過對室內(nèi)甲醛污染的調(diào)查,室內(nèi)甲醛污染遠(yuǎn)高于室外,污染比室外更可怕,來自家庭和辦公室的有害物質(zhì)比來自其它地方的有害物質(zhì)更容易引起癌癥。應(yīng)引起人們對室內(nèi)甲醛污染的重視。

2001年12月,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布了《室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)》,包括GB18580-2001～GB18588-2001,從建筑材料方面杜絕室內(nèi)空氣污染;2001年11月由建設(shè)部與國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局聯(lián)合發(fā)布了GB50325-2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》,并于2006年進(jìn)行修改再版,本規(guī)范為控制由建筑材料和裝修材料產(chǎn)生的室內(nèi)污染,對建材選擇、勘察、設(shè)計、驗(yàn)收等工作任務(wù)及工程檢測提出了具體技術(shù)要求。2002年11月,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、衛(wèi)生部和國家環(huán)境保護(hù)總局共同頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,從保護(hù)人體健康角度出發(fā),首次全面規(guī)定了室內(nèi)空氣的物理性、化學(xué)性、生物性、放射性四類共19個指標(biāo)的限量值。

可以認(rèn)為,中國政府和公眾對室內(nèi)空氣品質(zhì)的重視己經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)?shù)母叨取Ｔ跇?biāo)準(zhǔn)規(guī)范發(fā)布以后,室內(nèi)空氣質(zhì)量受到了人們的廣泛關(guān)注。所以調(diào)查和分析室內(nèi)空氣污染狀況,對保護(hù)人體健康具有極其重要的意義。

一、室內(nèi)甲醛污染現(xiàn)狀

(一)室內(nèi)甲醛污染檢測概況

目前,環(huán)境檢測部門普遍采用國家標(biāo)準(zhǔn)法,它是國家認(rèn)可的檢測方法,具有準(zhǔn)確度高,重現(xiàn)性、檢測數(shù)據(jù)具有法律效益等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)GB/T18204.26-2000,其方法原理:空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪,嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化成藍(lán)綠色化合物,根據(jù)顏色深淺比色定量。檢測結(jié)果評價標(biāo)準(zhǔn)采用GB50325-2001的規(guī)定,民用建筑工程根據(jù)控制室內(nèi)環(huán)境污染的不同要求,劃分為以下兩類:Ⅰ類民用建筑工程:住宅、醫(yī)院、老年建筑、幼兒園、學(xué)校教室等民用建筑工程;Ⅱ類民用建筑工程:辦公樓、商店、旅館、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、公共交通等候室、餐廳、理發(fā)店等民用建筑工程。

Ⅰ類民用建筑工程甲醛的濃度限量≤0.08mg/m3,Ⅱ類民用建筑工程甲醛的濃度限量≤0.12mg/m3,污染物的濃度限量應(yīng)以同步測量的室外上風(fēng)向空氣為空白值,且應(yīng)采用全數(shù)比較法。

(二)室內(nèi)甲醛污染狀況

通過對諸多精裝修房的環(huán)境檢測,結(jié)果表明甲醛濃度普遍超標(biāo),如果不對其采取控制措施,將會對人體健康帶來很大的危害,甲醛對人體健康影響主要表現(xiàn)在嗅覺異常、刺激、過敏、肝功能異常和免疫功能下降等方面。而甲醛濃度為什么普遍超標(biāo)呢?通過研究發(fā)現(xiàn)主要是來源于室內(nèi)裝飾板材,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),國內(nèi)生產(chǎn)的板材大多采用廉價的脲醛樹脂膠粘劑,這類膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度較低,但如果加入過量甲醛,可以提高其粘結(jié)強(qiáng)度,由于國家標(biāo)準(zhǔn)以前沒有對膠合板,大芯板等人造板中的甲醛釋放量進(jìn)行限制,因此,許多人造板生產(chǎn)廠就是采用這種低成本的方法使粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。

在使用過程中,人造板材中殘留的和未參加反應(yīng)的甲醛會逐漸向周圍環(huán)境釋放,就是室內(nèi)空氣中甲醛主體的形成過程,由于人造板中甲醛的釋放時間較長,釋放量較大,因此,它對室內(nèi)空氣中甲醛的超標(biāo)起著決定性的作用。某部門對某建材市場的人造板材的甲醛濃度進(jìn)行抽樣調(diào)查表明,板材密度越大,所含甲醛濃度越高,這主要是因?yàn)榘宀拿芏认鄬^低時基本保持木材原來的狀態(tài),內(nèi)部空隙率相對較大,氣體擴(kuò)散阻力小,有利于甲醛氣體的擴(kuò)散,所以板材在生產(chǎn)出來以后,里面的甲醛很容易就散發(fā)出來。正常條件下,甲醛的散發(fā)速度很慢,人造板材在投入使用的10年內(nèi)都會持續(xù)不斷的向外散發(fā)甲醛。

二、室內(nèi)甲醛污染的來源

室內(nèi)空氣甲醛主要來源于室內(nèi)裝修材料、家具和涂料,尤以人造板為甚。甲醛釋放途徑:一方面來自木材自身的釋放;另一方面更主要的是人造板中膠粘劑釋放甲醛。

室內(nèi)空氣中甲醛的來源主要有以下幾個方面:(1)室內(nèi)裝飾的膠合板、細(xì)木工板、中密度纖維板和刨花板等人造板材;(2)用人造板制造的家具含有甲醛成分并有可能向外界散發(fā)的其他各類裝飾材料。比如貼墻布、貼墻紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等;(3)燃燒后會散發(fā)甲醛的某些材料,比如香煙及一些有機(jī)材料;(4)涂料。

三、室內(nèi)甲醛釋放的影響因素

(一)室內(nèi)建材的原強(qiáng)度指標(biāo)

甲醛含量:人造板所用膠粘劑中的游離甲醛含量越高,板中甲醛含量就越高,人造板釋放的甲醛也就越多。

施膠量:用膠量越多,甲醛釋放越多。

木材樹種:不同樹種對板子中甲醛的釋放有一定影響,如橡樹刨花板的甲醛釋放量明顯低于松木刨花板,而且人造板生產(chǎn)過程中所選用的木材部位以及加工后的原料形態(tài)都與其產(chǎn)品的甲醛散發(fā)量有一定的聯(lián)系。刨花越小,總表面積越大,甲醛釋放量越高。由于不同樹種的木材,其化學(xué)組成不同,在相同生產(chǎn)條件下,松木刨花板的甲醛釋放量明顯高于橡樹刨花板,樺木刨花板比云杉刨花板的甲醛的釋放量高,云杉刨花板比棟木刨花板高。

含水率:含水率越高,板子的甲醛釋放量越大。板子含水率對甲醛散發(fā)量有著重要的影響,而且近似成線性關(guān)系。板子含水率高意味著施膠后的刨花含水率高以及熱壓時從板子中釋放到大氣中的水蒸氣少。

熱壓溫度和熱壓時間:熱壓溫度的升高,熱壓時板的甲醛釋放量呈直線增加,而成品板中由于增加了膠的交聯(lián)度,甲醛釋放量減少,延長熱壓時間同樣會減少板中甲醛的釋放量。

成品堆放:刨花板冷卻至60℃～70℃時,堆放對降低甲醛含量效果較好。

固化劑性質(zhì)及用量:用氯化銨作固化劑時,將消耗板中的游離甲醛,人造板的甲醛釋放量隨氯化銨用量的增加而減少。

板材的影響:在膠合板、細(xì)木工板、刨花板和中密度纖維板中,膠合板的甲醛散發(fā)量相對較高。

(二)室內(nèi)溫度及相對濕度的影響

升高溫度尤其30℃以上時,會引起固化后的脲醛樹脂分解而放出甲醛,并且隨處理溫度的上升而加劇分解的力度。最理想的溫度是在20℃左右。高的相對濕度可以促使甲醛從眾多的污染源中釋放出來。因?yàn)榧兹┑木酆衔镌跐穸却蟮沫h(huán)境中會逐步水解,水解過程中會釋放大量甲醛。高溫高濕條件下,木材半纖維素分解反應(yīng),釋放出甲醛,高的濕度也會促使己經(jīng)固化的脲醛樹脂的水解。

白雁斌在自制的模擬艙內(nèi)設(shè)置不同溫度29℃～34℃條件下研究分析純甲醛釋放規(guī)律。其結(jié)果表明甲醛的擴(kuò)散與溫度成正相關(guān),隨溫度的升高釋放量依次增加。在初始階段甲醛的釋放速率非?？?在短時間內(nèi)(8h)即可釋放總量的80%以上,該階段對外界溫度變化最敏感,是甲醛擴(kuò)散的最主要階段,隨著時間的延長擴(kuò)散速率逐漸減慢并逐步趨于平緩,在一定的空間內(nèi)達(dá)到動態(tài)平衡。

周秉明對同處一地使用不同涂料裝飾內(nèi)墻的居室剛裝修完畢以每套居室室溫狀態(tài)測得的甲醛濃度為本底值,采取對整個居室進(jìn)行單一增溫,單一增濕,同時增溫、增濕種方式進(jìn)行甲醛釋放試驗(yàn)。其結(jié)果涂有不同涂料的室內(nèi)甲醛濃度都隨溫度增高或濕度增高而室內(nèi)甲醛濃度增高。

據(jù)報道刨花板在通常氣候條件下,溫度提高5℃～8℃,空氣中的甲醛濃度提高1倍;相對濕度增加12%,甲醛釋放量將增加15%～20%,同時增溫、增濕甲醛濃度,明顯大于單一升溫和單一升濕過程的甲醛濃度,在溫度范圍為10℃～38℃,相對濕度為55%～85%的區(qū)間內(nèi),溫度升高,濕度增大,對甲醛釋放有協(xié)同作用。

(三)時間對甲醛釋放的影響

白雁斌試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)試驗(yàn)溫度保持恒定后,隨著時間的延長,甲醛的擴(kuò)散逐步趨于平穩(wěn),最后達(dá)到動態(tài)平衡。據(jù)有關(guān)資料,在對近20個現(xiàn)代裝飾家庭,在12個月內(nèi)甲醛釋放進(jìn)行跟蹤檢測,分別取裝修后第5天、1個月、6個月、1年后的時間里進(jìn)行取樣測試,室內(nèi)甲醛平均含量分別為2.402,0.874,0.251,0.087由此得出室內(nèi)甲醛濃度隨釋放時間的延長而逐漸降低的結(jié)論。

(四)室內(nèi)換氣數(shù)的影響

一日之內(nèi)開窗通風(fēng)時間可根據(jù)住房大小、人口多少、起居習(xí)慣、室內(nèi)污染程度以及天氣情況進(jìn)行安排。通風(fēng)有利于稀釋室內(nèi)甲醛的濃度和吸入外來的新鮮空氣,隨通風(fēng)速率的提高,甲醛濃度降低。

(五)室內(nèi)建材的裝載度的影響

過度裝修的房子室內(nèi)甲醛的濃度較高,各種材料的甲醛釋放率會有疊加效應(yīng)。裝修程度越復(fù)雜,甲醛室內(nèi)濃度消除到安全范圍的時間越長。胡曉玲的研究表明裝修2個月后,簡單裝修和精裝修的甲醛濃度均有下降,簡單裝修的室內(nèi)濃度下降了50%左右,而精裝修則下降了25%左右,一年后精裝修者室內(nèi)濃度才下降了近50%。

綜上所述,甲醛雖然從不同的載體中釋放出來,但釋放規(guī)律是一致的,釋放隨環(huán)境溫度的升高其釋放量增加,室內(nèi)裝修材料中游離甲醛含量越高,所釋放的甲醛越多材料中甲醛隨室內(nèi)環(huán)境濕度增加,釋放量加大,室內(nèi)甲醛濃度增高。當(dāng)環(huán)境溫度、濕度同時增加時,對甲醛產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。在環(huán)境溫度、濕度保持相對穩(wěn)定狀態(tài)時,甲醛的釋放隨時間的延長經(jīng)過初始階段、平緩階段和穩(wěn)定階段,而這種狀態(tài)下的甲醛釋放動力主要來自濃度梯度。初始階段擴(kuò)散的速度最快,釋放的濃度最高,造成的污染最嚴(yán)重。

四、甲醛污染控制及治理研究現(xiàn)狀

利用自然條件所進(jìn)行的控制。由于甲醛的釋放是一個長期的過程,日本橫濱國立大學(xué)研究表明,室內(nèi)甲醛的釋放期一般為3～15年,且其與室內(nèi)的溫度、相對濕度、室內(nèi)換氣數(shù)、室內(nèi)建材等有關(guān),合理控制室內(nèi)環(huán)境可降低甲醛濃度。

(一)通風(fēng)

室內(nèi)通風(fēng)是清除甲醛行之有效的辦法,可選用空氣換氣裝置或自然通風(fēng),這樣有利于室內(nèi)材料中甲醛的散發(fā)和排放。室內(nèi)通風(fēng)要注意根據(jù)季節(jié)、天氣的差異和室內(nèi)人數(shù)的多少來確定換氣頻度,通常在春、夏、秋季都應(yīng)留適當(dāng)?shù)耐L(fēng)口,冬季每天至少開窗換氣30min以上,但其只用于污染較輕的場合?？刂剖覂?nèi)甲醛污染,首先應(yīng)盡可能改善通風(fēng)條件,減輕空氣污染的程度。開窗通風(fēng)能使室內(nèi)甲醛濃度顯著降低。所以通風(fēng)是最好、最簡單的降低室內(nèi)污染。

(二)控制溫濕度

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),甲醛的釋放隨著濕度的增大而增加,隨溫度升高而增大。溫度由30℃降到25℃可降低甲醛50%,相對濕度由70%降到30%時甲醛量降低40%,溫度和濕度效應(yīng)降低室內(nèi)甲醛量主要是靠降低污染源的擴(kuò)散。要使室內(nèi)材料中的甲醛盡快釋放,就應(yīng)增加其溫濕度,因此,一般在剛剛裝修的房中采取烘烤的方法或在室內(nèi)擺放一盆清水可使甲醛加快釋放。要控制室內(nèi)甲醛濃度就要降低其溫濕度。

(三)植物凈化

美國國家空間技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明,銀苞芋、吊蘭、蘆薈、仙人球、虎尾花、扶郎花等室內(nèi)觀賞葉植物對甲醛有較好的吸收效果。因此,在室內(nèi)放置上述植物,既美化環(huán)境又起到凈化空氣的作用。

利用技術(shù)條件所進(jìn)行的治理。目前,國內(nèi)外采取多種方法治理室內(nèi)甲醛污染,且現(xiàn)在已有一些產(chǎn)品問世。治理室內(nèi)甲醛污染的空氣凈化技術(shù)歸納起來主要有物理吸附技術(shù)、催化技術(shù)、化學(xué)中和技術(shù)、空氣負(fù)離子技術(shù)、臭氧氧化技術(shù)、常溫催化氧化技術(shù)、生物技術(shù)、材料封閉技術(shù)等。

1.物理吸附技術(shù)。物理吸附主要利用某些有吸附能力的物質(zhì)吸附有害物質(zhì)而達(dá)到去除有害污染的目的。主要是各種空氣凈化器。常用的吸附劑為顆粒活性炭,活性炭纖維、沸石、分子篩、多孔粘土礦石、硅膠等。研究發(fā)現(xiàn),沸石膜對室內(nèi)甲醛、苯等污染物有較好去除效果?；钚蕴坷w維是吸附劑中最引人注目的碳質(zhì)吸附劑。對物理吸附技術(shù)改進(jìn)主要是尋找比表面積大且具有更快的吸脫附速率的吸附劑,還有與其他技術(shù)相結(jié)合使用等。在裝有活性炭的花盆中栽培具有甲醛凈化性能的植物,其對甲醛去除效果比單純的活性炭吸附要好。

2.光催化作用。催化技術(shù)以光催化為主,結(jié)合超微過濾,從而保證在常溫常壓下使多種有害有味氣體分解成無害無味物質(zhì),由單純的物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附,不產(chǎn)生二次污染。目前市場上的有害氣體吸附器和家具吸附寶都屬于這類產(chǎn)品。

3.化學(xué)中和技術(shù)。化學(xué)中和技術(shù)一般采用絡(luò)合技術(shù),破壞甲醛、苯等有害氣體的分子結(jié)構(gòu),中和空氣中的有害氣體,進(jìn)而逐步消除。目前,專家研制出了各種除味劑和甲醛捕捉劑,屬于該技術(shù)類產(chǎn)品。該技術(shù)最好結(jié)合裝修工程使用,可以有效降低人造板中的游離甲醛。

4.空氣負(fù)離子技術(shù)。正負(fù)離子群強(qiáng)力殺菌技術(shù),就是通過離子發(fā)生器高壓放電,將水分子分解成正負(fù)離子。由于水分子被包裹,形成正負(fù)離子群,然后以水分子為載體,在空氣中到處浮游的正負(fù)離子群遇到細(xì)菌、霉菌、病毒等有害物質(zhì),就能立即將其包圍和隔離。然后,正負(fù)離子群中性能最活躍的氫氧根離子與這些有害物質(zhì)進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng),最后將它們徹底分解成水分子等無害物。

5.常溫催化氧化法。又稱為冷觸媒法,主要是利用一些貴金屬特殊的催化氧化性能,使室內(nèi)污染物變成為CO2和H2O。一般載體為ZrO2、SiO2、活性炭、分子篩等,經(jīng)常采用的貴金屬有Pb、Pt、Ru和Ir。日本近年來對低溫催化劑進(jìn)行了深入的研究,并有一系列的專利問世。研發(fā)的含有錳氧化物組分為的空氣凈化器,對剛剛裝修的住宅中甲醛去除效果良好,且沒有發(fā)現(xiàn)有害的副產(chǎn)品,其還可以加速材料中甲醛釋放。

6.材料封閉技術(shù)。對于各種人造板中的甲醛,專家們研制出了一種封閉材料,稱作甲醛封閉劑,用于家具和人造板材內(nèi)的甲醛氣體封閉。目前出現(xiàn)在我國市場上的美嘉保護(hù)盾,具有封閉甲醛的作用,可涂刷于未經(jīng)油漆處理的家具內(nèi)壁板和人造板,以減少各種人造板中的甲醛釋放量,但其治標(biāo)不治本。由于室內(nèi)甲醛污染的典型特點(diǎn),近來發(fā)生的室內(nèi)空氣污染的案例中甲醛污染都是主要污染物,因此治理甲醛污染變得刻不容緩。

參考文獻(xiàn)

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[4]GB/T18204.26-2000公共場所空氣中甲醛測定方法.

作者簡介:邱娟(1983-),女,江蘇睢寧人,供職于南京市建筑工程學(xué)校建材試驗(yàn)中心,研究方向:環(huán)境檢測。