室内甲醛污染及防治措施的研究

2015-01-27 23:53白丽丽
资源节约与环保 2015年4期
关键词:室内空气光催化甲醛

白丽丽

(首都经济贸易大学安全与环境工程学院 北京 100070)

室内甲醛污染及防治措施的研究

白丽丽

(首都经济贸易大学安全与环境工程学院 北京 100070)

甲醛是室内污染物中具代表性的污染物,对室内环境造成严重的污染且影响着人类的身心健康。本文简介了室内甲醛的来源与危害,并论述了室内甲醛污染防治措施,为室内甲醛污染防治提供理论的科学依据。

甲醛室内污染

甲醛是最简单的醛,化学式为CH2O,结构简式为HCHO,分子量为30.03。甲醛是一种无色、有特殊刺激性气味有毒气体,易溶于水、醇和醚。其的熔点为-92℃,沸点为-21℃,常温下是气态,其液态时的密度为0.815g/m3(20℃)。甲醛分子为平面极性分子,空间构型为平面结构,即四个原子都在同一平面内。35%~40%的甲醛水溶液称为福尔马林,有凝固蛋白质的作用,具有杀菌和防腐功能,因此福尔马林溶液常用来浸渍标本,是医药行业应用较广泛的消毒防腐剂。在农业上,常用甲醛的稀溶液来浸泡种子给种子杀菌消毒。甲醛用途极其广泛,是重要的工业原料和试剂,主要用于有机合成、合成树脂、表面活性剂、燃料、橡胶、塑料、制药、皮革、染料、造纸、农药、炸药、建筑材料等行业,还可用作消毒、杀菌、防腐剂等。

1 室内甲醛的来源

甲醛是一种极具代表性的室内有机污染物,长期存在于室内空间,是室内空气污染中主要污染物之一。室内甲醛的主要来源可分为来自室内本身的污染和来自室外的污染等两个方面。

1.1 来自室内本身的污染

1.1.1 室内家具建材及装饰材料:甲醛具有较强的粘性,同时也具有加强板材硬度、防虫与防腐等功能。室内装修材料及家具是室内空气中甲醛的主要来源[1],尤其是人造板。它会向室内环境中慢慢释放游离的甲醛,时间可长达数十年。另外室内装饰材料以及室内装饰装潢等建筑材料中均含有不同剂量的甲醛。甲醛的释放是一个极其缓慢连续的过程,家居建材及装饰材料释放出来的甲醛的浓度在室内不断累积升高,导致室内甲醛浓度超标,影响人类的身心健康。

1.1.2 固体燃料的不完全燃烧、烹调油烟及吸烟:固体燃料的不完全燃烧、烹调油烟、香烟等会加剧甲醛散发的力度,增加室内甲醛的含量。例如,在室内吸烟时排放出大量有毒有害的化学物质。据研究在密闭房间内,吸一支烟所产生的空气污染量会超出高达国家大气质量标准的2.5倍[2]。

1.1.3 室内家居用品:在使用化妆品、清洁剂、杀虫剂、防腐剂和纸张等家用化学品的过程中均会释放不同剂量的甲醛。另外为了加强抗皱、防缩、阻燃性能或保持印花、染色的耐久性和改善手感等,常常在床罩、衣物等纺织品中加入含有一定量含甲醛的助剂。

1.2 来自室外空气的污染

石油、煤和天然气等燃料的燃烧、润滑油的氧化分解、工业废气、汽车尾气、垃圾场的污气、大气光化学反应等,在一定程度上可产生或排放少量的甲醛。这些含有甲醛的气体在某段时间的一定条件下可进入室内,造成的室内空气甲醛含量增加,空气质量下降,所以室外空气污染也是构成室内甲醛污染的一个来源。

2 甲醛的危害

2.1 对呼吸系统的危害

人体吸入的甲醛约90%在上呼吸道被吸收,剩余小部分则进入肺部到达肺泡黏膜。甲醛对呼吸系统的危害主要表现为上呼吸道症状。如果室内甲醛浓度过高,长期接触低浓度的甲醛,易引起人体呼吸道方面的疾病如咳嗽、支气管炎等。

2.2 对免疫系统的危害

当甲醛进入人体后,通过各种方式破坏人体内的淋巴细胞亚群之间在数目和功能上保持的动态平衡,从而导致免疫功能紊乱。室内低浓度的甲醛可使体液免疫增强,甚至会使人产生过敏反应。对化学药品敏感者和有遗传性过敏体质的人群在接触甲醛后,过敏现象会明显加重。

2.3 对肝脏的危害

在人体内,绝大部分甲醛主要由肝脏代谢,经肾脏排出。如果体内甲醛含量超过了肝脏自身的解毒能力,就会对肝脏进行损害。国外曾发生多起人们因长期居住在室内含有甲醛的环境中而出现急性中毒性肝炎的事件。虽然目前对甲醛的肝脏毒性的研究较少,但已经证实甲醛对于人体的肝脏确有潜在的毒性作用。

2.4 对皮肤的危害

室内甲醛对皮肤的危害主要表现在接触性皮炎和粘膜刺激等症状方面。皮肤暴露于低剂量甲醛的空气中,会产生皮炎、皮肤发红、剧痛、裂化以及水疱等症状。皮肤在室内甲醛的反复刺激作用下,易产生指甲软化、黑褐色变等现象。

2.5 对内分泌系统的危害

室内甲醛对内分泌系统的危害主要表现在手颤、手掌多汗、肢体麻木和指端触觉降低等症状方面。室内长期接触低剂量的甲醛还可以引起女性月经紊乱,对内分泌系统造成严重的损害。

2.6 致突变与致癌作用

研究发现,污染物甲醛能产生胚胎毒性、导致胚胎畸形。如果母体在孕期长期暴露于甲醛环境中,其新生儿在出生后所进行的行为测试中就会表现出异常反应,进而证明了甲醛的神经毒性。分子生物学研究表明,甲醛能促进细胞DNA-蛋白质的交联,具有明显的致突变和致癌作用[3]。

3 室内甲醛污染控制措施

近年来,室内甲醛污染现象日趋严重。随着公民自我环境保护意识认知的加强,室内甲醛污染成为急需控制与解决的问题。本文如下简介四种室内甲醛污染的控制措施。

3.1 污染源控制

污染源控制室内甲醛污染是指从源头上减少或避免甲醛的产生,或利用屏障设施隔离甲醛,从源头上阻止其进入室内环境。从源头上对甲醛污染源加以控制,相比于污染后采取补救措施更为科学和经济有效。提倡环保设计,使用不含污染或低污染的室内空间材料,可以明显降低室内甲醛浓度,达到预防、降低室内甲醛污染的目的,所以污染源控制是控制室内甲醛污染的首选措施。

3.2 自然净化

自然净化是依靠自然作用力或机械作用力使室内的污染空气排至室外的方法,是目前应用的最普遍最直接控制室内空气污染的方法。自然通风换气净化是传统的降低室内甲醛浓度的方法,简单、经济又有效,普遍适用于甲醛污染程度较低的室内环境。

3.3 室内空气净化技术

3.3.1 吸附法

吸附法中的物理吸附主要是依靠分子间作用力将甲醛吸附,但是对污染气体成分没有选择性且不稳定,容易脱附;化学吸附是在吸附质和吸附剂之间形成新化学键将甲醛吸附,具有选择性、稳定性且不容易脱附。通常,治理室内甲醛污染主要是吸附形式为化学吸附。但吸附法只能简单地将甲醛吸附而没有将甲醛转化为对室内空气的无害物质,且不能从根源上抑制甲醛的生成,不能彻底解决室内甲醛污染的问题。

3.3.2 空气负离子技术

一定浓度的空气负离子通过所带的电荷作用,具有抑制和杀菌的作用,可有效降低空气中甲醛的浓度。通常,将具有明显热电和压电效应的稀有矿物石添加到室内墙体材料中,材料在与空气的接触的过程中,电离空气及空气中的水分,产生负离子,达到净化室内空气,降低室内甲醛浓度的作用。

3.3.3 光催化氧化法

光催化氧化法是利用TiO2作为催化剂,在近紫外光的照射下,将甲醛等有机物分子降解为CO2和H2O等无机小分子物质。光催化氧化法具有低能耗,常温常压下发生,对污染物去除率高,无二次污染等优点。但是光催化氧化法只能利用近紫外光源,太阳光利用的比例只占约5%,再者光催化氧化法的选择性较差,通常室内甲醛浓度较低时反应速率较慢。

3.4 绿色植物

绿色植物对空气中的污染物具有很强的吸收力。在光合作用时,植物叶片上的气孔既吸收空气中的CO2的,同时也将空气中的SO2、HF、O3与HCHO等具有污染性的气体吸收、积累、转移或同化,从而降低室内空气污染物如甲醛的浓度。

[1]王澎.室内空气质量及污染控制[J].环境科学与技术,2001,24 (2):26-27.

[2]杨湘山,赵淑华等.香烟烟雾中SO2、NOx和甲醛浓度的测定及评价[J].安全与环境学报,2005,5(03):45-46.

[3]ShahamJ,Bomstein Y,et al.DNA-protein crosslinks,a biomarker of exosure toformaldehyde-in vitro and in vivo studies[J].Carcinogenesis,1996,17(1):121-125.

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