幾種室內甲醛去除方法的對比研究*

何劉潔，張貝妮，楊文潔，曾惠明，范 蕊

(衢州學院，浙江 衢州 324000)

室內裝修中因選擇使用質量不達標的原料造成的室內空氣污染問題日趨嚴重[1]。現代居室中最引人注目且污染最為嚴重的污染物是甲醛，其被稱為室內裝修的頭號“殺手”[2]，對人體的健康危害極大[3]?，F如今我國各城市的室內甲醛含量超標情況十分嚴重，甲醛濃度大都超過國家標準，更有甚者超標幾倍多[4]。因此，如何有效地去除甲醛成為當務之急。

目前常用的甲醛去除方法主要有自然通風法、活性炭吸附法、植物凈化法、光催化氧化法及臭氧氧化法等[5]。雖然市場上有許多關于室內甲醛的治理方法，但對于這些方法的優劣沒有一個統一的比較分析。 因此，本研究選取了幾種常用的甲醛去除方法進行分析比較，為人們去除日常生活的室內甲醛提供科學依據。

1 實 驗

1.1 材料和試劑

酚試劑、甲醛標準溶液、硫酸鐵銨，國藥集團化學試劑有限公司；活性炭，賽龍能源有限公司監制；納米光觸媒A、B，購自網絡不同品牌；鵝掌柴、吊蘭和蘆薈各三盆，購自本地花鳥市場。

1.2 設 備

723N可見分光光度計，渡揚精密儀器(上海)有限公司。

1.3 實驗方法

定制長、寬、高分別為35 cm×35 cm×50 cm的透明玻璃倉(底部封閉，上面為可掀開玻璃板)，滴入一定濃度的甲醛于底部四周，模擬室內甲醛釋放環境。

1.3.1 自然通風法

在三只透明玻璃倉內滴加等量一定濃度的甲醛溶液，編號為①、②、③。①號玻璃倉作為空白對照，實驗過程中始終保持密閉[6]；②號玻璃倉的玻璃蓋挪動至離邊緣6 cm處，留出0.021 m2通風面積，在實驗過程中保持持續通風；③號玻璃倉每隔2 h留出相同的通風面積通風半小時。靜置5 h后，利用大氣采樣器進行采樣，再利用酚試劑分光光度法測定玻璃倉內的甲醛濃度[7]。三次重復。

1.3.2 活性炭吸附法

在四只玻璃倉內滴加等量一定濃度的甲醛溶液，分別編號為①、②、③、④。①號玻璃倉仍作為空白對照，不放入活性炭包；在②、③、④號玻璃倉內分別放入活性炭包50 g、100 g和200 g[8]。在不同時間點，利用酚試劑分光光度法測定玻璃倉內的甲醛濃度。三次重復。

1.3.3 植物凈化法

在四只玻璃倉內滴加等量一定濃度的甲醛溶液，分別編號為①、②、③、④。①號玻璃倉作為空白對照不放植物。將長勢大小相近的蘆薈、吊蘭、鵝掌柴[9-13]分別放入②、③、④透明玻璃倉內。在5 h、8 h等時間點，利用酚試劑分光光度法測定玻璃倉內的甲醛濃度。三次重復。

1.3.4 光催化氧化法

在三只玻璃倉內均滴加等量一定濃度的甲醛溶液，編號為①、②、③，將玻璃倉放置在恒溫通風能保證充足的日光照射的房間。在①號玻璃倉的中央位置放入相同規格表面未涂光觸媒的玻璃板，作為空白對照[14-17]；在②、③號玻璃倉的中央位置分別放置表面涂有光觸媒A和表面涂有光觸媒B的玻璃板。在不同時間點，用酚試劑檢測法對玻璃倉內的甲醛濃度進行檢測。三次重復。

2 結果與討論

2.1 自然通風法對甲醛的去除能力

分別采用持續通風和間歇通風模擬自然通風法，它們對室內甲醛的去除能力見圖1。

圖1 自然通風法對室內甲醛的去除效果

結果表明，①號玻璃倉中甲醛的濃度基本沒有變化。實驗組則有了顯著的下降，前3 h內，②號玻璃倉內的甲醛濃度呈迅速下降趨勢，3 h后甲醛濃度為0.08 mg/m3，已小于國家室內空氣質量標準限值(0.1 mg/m3)。從3 h降到8 h的0.03 mg/m3時濃度開始穩定，持續通風法對環境初始濃度為0.38 mg/m3的甲醛去除效率可達到92.1%。③號玻璃倉與②號玻璃倉相比，甲醛去除效率明顯減弱，3 h時玻璃倉內的甲醛濃度仍高達0.36 mg/m3，僅下降了5.3%，3 h后甲醛濃度下降趨勢變快，5 h后甲醛濃度下降到0.29 mg/m3，8 h后玻璃倉內的甲醛濃度為0.23 mg/m3。間歇通風法對環境初始濃度為0.38 mg/m3的甲醛去除效率達到39.5%，超過室內空氣質量標準限值的2倍。因此，自然通風法對居室內甲醛的去除確實有較理想的作用，當居室內存在較多甲醛氣體時，可以通過開窗通風的方法來處理，但去除效果受通風時間和通風量影響[4]。

2.2 活性炭吸附法對甲醛的去除能力

活性炭吸附法對甲醛的去除能力，結果見圖2。

圖2 活性炭去除甲醛效果

可能由于玻璃倉密封性問題，①號玻璃倉內甲醛濃度有略微下降。②號玻璃倉內甲醛濃度變化不明顯，略低于對照。③號玻璃倉內甲醛濃度下降趨勢明顯，48 h時甲醛濃度降至0.20 mg/m3，對甲醛的去除效率為47.4%。④號玻璃倉中甲醛濃度下降趨勢比②、③號玻璃倉顯著，在8 h后濃度已下降至0.21 mg/m3，24 h后為0.12 mg/m3，去除率達68.4%，在36～48 h時甲醛濃度趨于穩定，保持在0.06 mg/m3，此時的甲醛去除率為84.2%。因此，活性炭對甲醛的去除所需的時間較長，其去除效果跟活性炭的用量有關，所以在利用活性炭去除居室內的甲醛氣體時要確保一定數量的活性炭，且活性炭需定期進行更換[18]。

2.3 植物凈化法對甲醛的去除能力

植物凈化法對甲醛的去除能力，結果見圖3。

圖3 植物凈化甲醛效果

從圖3可知，三種植物對甲醛均有一定的凈化能力，吸附能力強弱次序為鵝掌柴>吊蘭>蘆薈，與吳曉峰[19]及熊纓[20]等的相關研究所給出的結果相吻合。鵝掌柴的甲醛去除效果非常明顯，8 h后，去除率已達80%，倉內甲醛氣體還有少量殘留，24 h后，下降趨勢變緩；吊蘭的甲醛去除效率相比鵝掌柴略次之，但總的去除效果明顯；蘆薈的去除效果最差，在72 h后去除率達到75%。在本次模擬實驗研究過程中，蘆薈、吊蘭及鵝掌柴三株植物均未顯示出明顯的受害表征，但凈化能力最強的鵝掌柴也需約3天的時間才能將玻璃倉室內的甲醛氣體大致除去，考慮到實際情況中植物覆蓋率要小于實驗環境，需延長凈化周期[21]。放置植物的②、③、④號玻璃倉內的甲醛初始測定濃度均低于①號玻璃箱，可能是由于監測取樣及放置材料時玻璃蓋的移動導致的擴散原因。

2.4 光催化氧化法對甲醛的去除能力

光催化氧化法對甲醛的去除能力，結果見圖4。

圖4 光觸媒去除甲醛效果

在0～8 h內，②號玻璃倉和③號玻璃倉內甲醛濃度均呈下降趨勢，甲醛去除率分別達到50%、36.8%，而在8～24 h和32～48 h這兩段時間內，甲醛濃度均沒有明顯下降，主要原因在這段時間內無法提供自然光照，光觸媒無法起到降解倉內甲醛氣體的作用。48 h后，玻璃倉內的甲醛濃度分別下降到0.03 mg/m3和0.09 mg/m3，甲醛去除率為92.1%、76.3%。分析認為，光觸媒的光解作用必須有可見光的參與才可以產生顯著的治理效果，因此在使用光觸媒產品治理居室內甲醛時最好選擇光照充足的晴天[22]。同時，通過對市場上兩種不同的光觸媒產品甲醛去除效果的比較發現不同的光觸媒產品去除居室空氣中甲醛氣體的效率差異較大。

3 結 論

(1)模擬凈化室內甲醛實驗中，去除速度次序為自然通風法>光催化氧化法>活性炭吸附法>植物凈化法。當持續通風8 h后，甲醛濃度下降92.1%；在保證可見光照射的條件下，使用光觸媒在8 h內最高去除率可達到50%；而活性炭和植物則需要多達數天的時間來去除甲醛。

(2)自然通風法凈化甲醛效果好，但受通風時間和通風量影響；活性炭吸附法去除甲醛效果與放置量有關，并需定期進行更換；三種植物對甲醛均有一定的凈化能力，吸附能力強弱次序為鵝掌柴>吊蘭>蘆薈；使用光觸媒產品治理居室內甲醛時需保證充足光照。