基于室內盆栽填料對室內空氣中甲醛的處理

黃康慧，譚文淵*，蘇瑞，陳雨琴，陳琦

（1四川輕化工大學化學工程學院，四川 自貢 643000；2中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司重慶天然氣凈化總廠，重慶 400000）

甲醛是室內空氣重要的污染物之一［1］，它能引發鼻咽癌、鼻竇癌和鼻腔癌等病癥［2-3］，而且對皮膚黏膜有較強的刺激作用，會引起組織蛋白的凝固和壞死［4］。如果吸入高濃度甲醛，會引起呼吸道感染、慢性中毒、全身會出現乏力、心悸、頭痛等癥狀［5］。對室內甲醛的治理方式較多，如空氣凈化器、活性炭吸附、光觸媒分解、放置室內植物等等［6-8］。各種方法都有優缺點，但現在許多家庭室內空間較小，放置空氣凈化器后，又放置室內盆栽植物，顯得較為局促。因此，本研究將基于室內盆栽填料對甲醛的吸附情況進行研究，旨在集成空氣凈化器的吸附功能和室內盆栽的美化功能，充分利用盆栽土壤或填料本身的吸附能力，及植物生長的降解能力，協調植物的凈化作用，共同處理室內污染物，提供一個良好的生活和工作環境，保障人們的身體健康，同時節約室內空間和凈化器購置成本。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

甲醛 （分析純），重慶北碚化工試劑廠；S-2000博宇低噪音水族氣泵，廣東博宇集團；A5高精準空氣檢測衛士，廣州素沛日用品有限公司；吸收裝置，自制；泥土，取自實驗室外空地。

1.2 實驗方法

1.2.1 空白試驗

先準備好六個盆栽裝置 （標記為1＃、2＃、3＃、4＃、5＃、6＃），在每個裝置中裝入填料 （泥土）（0.2、0.6、1、1.4、1.8、2.2 kg）。分別將 1-6＃通入空白空氣，測試甲醛濃度的變化并記錄數據。

1.2.2 不同填料量吸附甲醛情況

分別向1＃-6＃裝置通入相同甲醛質量濃度（6.247 mg／m3）的空氣，流速保持不變，測試甲醛氣體出來的濃度，記錄數據，直至數據基本不變。

1.2.3 填料對不同流速甲醛氣體的吸附情況

根據1.2.2試驗結果，選擇吸附效果最好的一個凈化裝置，分別以20、40、60、80、100 mL／min的流速進行向裝置通氣，檢測出氣口甲醛氣體濃度，并記錄。

1.2.4 向盆栽填料加水后對吸附甲醛情況

分別向盆栽1＃-6＃裝置澆注200mL的自來水，重復步驟1.2.2，考察加水后對甲醛氣體的吸附程度。

2 結果與討論

2.1 空白吸附實驗

在常溫常壓條件下，將空氣分別通入1-6＃裝置中，測定其儀器的響應情況，進行空白實驗。實驗結果如圖1所示。

圖1 單一泥土填料的空白實驗

由圖1知，1＃-6＃裝置測定出氣口甲醛質量濃度最大值≤0.016 mg／m3，可判定為儀器響應誤差，可以忽略其變化的值。

2.2 填料量對甲醛凈化的影響

分別考察了不同填料量對甲醛氣體的凈化情況。常溫常壓下，以20 mL／min，向1＃-6＃裝置通入甲醛質量濃度為6.247 mg／m3的空氣，連續運行10天，并測定其出氣口甲醛濃度，結果如圖2所示。由圖2可以看出，隨著運行時間增加，出氣口甲醛濃度逐漸增加，說明填料對甲醛的吸附逐漸趨于飽和。裝置中填料量越少，到達吸附飽和的時間也越短，出口氣體的甲醛濃度也越接近原始通入氣體的甲醛濃度，說明了填料量越多越有利于甲醛的吸收，但填料越多所需的裝置體積也會更大。

圖2 不同裝置吸附甲醛情況

2.3 不同流速的甲醛氣體對單一黏土填料的吸附影響

在常溫常壓下，保持進氣甲醛質量濃度為6.247mg／m3，考察進氣流速為 20、40、60、80、100 mL／min對1＃裝置的吸附情況，實驗結果如圖3所示。

圖3 不同空氣流速的影響

從圖3看出，在流速為20、40、60、80、100 mL／min的條件下，1＃裝置氣體出口甲醛濃度隨著流速的增加而增加。在流速20 mL／min和40 mL／min時，出口甲醛平衡濃度較低，且差異較小；當上升到60 mL／min和80 mL／min時，甲醛平衡濃度明顯增加，但這二者之間差別不大；上升到100mL／min時，出口甲醛濃度與進口基本一致，表明了隨進氣口流速增加，出氣口甲醛平衡濃度呈階梯式上升。

2.4 加入一定量的水后對泥土吸附的影響

在常溫常壓下，進氣口甲醛質量濃度保持為6.247 mg／m3，考察了在向填料加入70 mL水后不同裝置中對甲醛吸附的影響，實驗結果如圖4所示。

圖4 加水后不同裝置處理甲醛情況

由圖4看出，在加入水后，不同裝置對甲醛的吸附效果變好，出口氣體甲醛平衡濃度明顯降低，但隨著裝置中填料越多對甲醛的吸附效果也越好。

3 結語

基于室內盆栽裝置，通過對不同填料量、不同空氣流速和在澆水后不同裝置對空氣中的進行甲醛去除情況研究，實驗表明，填料量越多、空氣流速越低對甲醛的去除效果越好，在澆水后能明顯改善裝置對甲醛的去除效果。該研究表明，可通過盆栽填料對室內空氣進行凈化，在普通盆栽裝置上加一個小型或微型抽氣泵即可變成一個室內空氣凈化器。