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居室中甲醛氣體的檢測和降解

點擊數:10    日期:2016-11-07 09:03:27

人們居住環境的空氣質量和人體的健康密不可分,最近幾年,人們生活水平逐漸提高,但是隨之而來的卻是污染越來越嚴重的空氣
  

  摘 要:人們居住環境的空氣質量和人體的健康密不可分,最近幾年,人們生活水平逐漸提高,但是隨之而來的卻是污染越來越嚴重的空氣。甲醛作為目前室內空氣中的主要污染物來源之一的氣體,已經以其來源的廣泛性、出現的高頻性、對人體傷害大等特征,引發了全球各界的廣泛關注。因此,尋求治理和減少室內甲醛的方法和策略很有必要,且隨著我國居民環保意識的增強和生活質量的提高,這些降低甲醛污染的方法和手段具有很高的市場應用和推廣價值。
關鍵詞:居室;甲醛氣體;檢測;降解
本文引用《中小企業管理與科技
1 室內甲醛污染的危害及來源
1.1 室內甲醛污染的危害
甲醛是一種無色的,對呼吸系統有強烈刺激性的有害氣體,其易溶于水,但有很強的揮發性,是當前室內空氣污染的主要有害成分之一。甲醛對人體的危害首先是對呼吸道、眼睛、皮膚有強烈的刺激作用,會導致各類過敏癥狀。其次,甲醛與空氣游離的氯離子化合會生成二氯甲醛醚,是危險的高致癌物質。當空氣中甲醛含量達到600ppm以上就會導致呼吸道炎癥,濃度進一步增加則會導致更加嚴重的呼吸道病癥并導致惡心、嘔吐,當甲醛濃度超過30mg/N3時,會直接使人中毒死亡。長期在甲醛環境中生活,會導致呼吸道與皮膚癌癥患病概率遠高于常人。
1.2 室內甲醛污染的來源
通常室內空氣甲醛污染的來源來自于建筑與裝修材料產生的污染,通常是含有機合成物質的材料會釋放揮發性氣體類污染物,甲醛與苯是主要的污染成分。產生甲醛污染的材料通常有以下幾類:
①隔熱材料。隔熱材料一般分為無機與有機兩類。無機隔熱材料主要是石棉、礦棉和玻璃纖維,這些材料一般不造成甲醛污染。另外一類則是有機隔熱材料,主要有聚苯乙烯、聚氨酯等合成材料制成的泡沫塑料等。這些高分子有機合成材料制成的泡沫塑料在較高氣溫下會分解,而且使用較長時間后,也會自行分解出甲醛、苯和氯乙烯等有害氣體。
②壁紙及黏結劑。當前,墻面裝修中壁紙是最為常用的一類材料,壁紙的材料有些采用化纖紡織而成,本身會釋放甲醛等污染物。另外,粘貼壁紙所用的黏結劑更是產生甲醛與苯類有害氣體的一大污染源。這些黏結劑多含環氧樹脂、酚醛樹脂或者聚乙烯醇甲醛等物質,在凝固過程中會揮發大量甲醛,凝固后隨著時間老化后也會分解產生有害氣體。
③涂料。涂料的成分中包括顏料、溶劑、成膜物質等,較為復雜。其中的溶劑大多是揮發性很強的有機合成物質,這些溶劑的作用是將成膜物質溶解,易于涂抹,在涂料被涂抹并成膜凝固后,這些溶劑就會在這個過程大部分揮發,因此造成嚴重的甲醛以及其他類有害氣體污染。
④人造板材。人造板材是采用木材碎屑與膠黏劑制造的再生材料,其膠黏劑主要為脲醛樹脂和酚醛樹脂,這些膠黏劑會揮發出大量甲醛,可以說是室內甲醛污染的最大污染源。與涂料等其他污染源不同之處在于,人造板會長期持續揮發甲醛氣體,其釋放量大、持續時間長。
2 室內甲醛污染的檢測
甲醛測定的方法有比色法、色譜法、電化學法、熒光法等。其具體特點如下:
2.1 比色法
也稱為分光光度法,由于性價比高,是應用最廣泛的甲醛檢測手段。有專門的國家標準GB/T18024.26《酚試劑分光光度法》對其操作與試驗進行了詳細的規范。其測定步驟如下:
①獲取待測甲醛溶液。采用酚試劑水溶液作為吸收液,一般采用0.1g酚試劑融于100ml的蒸餾水中,每次取5ml溶液稀釋至100ml作為吸收液。酚試劑溶液配置后可以保存,但為了保證準確度,稀釋的吸收液必須檢測前調配。
待測甲醛采集圖
②顯色測試。利用硫酸鐵銨溶液對甲醛酚試劑溶液在酸性條件下進行顯色,采用10g/L濃度硫酸鐵銨溶液,與待測溶液以1∶10的比例進行滴定,并加入待測溶液兩倍體積的0.1mol/L鹽酸。之后,將溶液在常溫下靜置20分鐘,在可見光范圍(400nm~760nm波長)進行掃描,獲得吸收光譜,然后根據分光光度試驗規范要求,獲得多組不同顯色時間的吸收光譜,進行甲醛濃度標定值的比對。
2.2 色譜法
色譜法分為氣相色譜法、高效液相色譜法、離子色譜法等。氣相色譜法的原理是利用涂有2-硝基苯肼的擔體在酸性條件下,吸附空氣中的甲醛生成穩定的甲醛腙,經CO2脫洗,利用氫火焰離子化驗進行檢測。液相色譜法在獲得甲醛腙之后,用CHCl3進行提取,用稀釋甲醇脫洗,經色譜柱分離后在流動相中測定,其靈敏度高但成本高昂。離子色譜法以氫氧化鉀溶劑作為介質,將甲醛氧化成甲酸,通過測定甲酸離子濃度來測定甲醛濃度。
2.3 電化學法
電化學法分為示波極譜法和吸附伏安法。示波極譜法利用甲醛與氨以及乙酰丙酮的反應物在電極上還原產生的還原波進行甲醛濃度的快速標定。吸附伏安法則利用緩沖溶液獲得甲醛與格式試劑的反應物吸附在電極表面,產生的伏安特性變化來進行甲醛的監測。
3 甲醛污染降解與治理
3.1 通風換氣
在降低室內甲醛濃度的過程當中,最為簡單的方法就是通風換氣,只進行開窗換氣或者通風換氣機的使用就可以達到目標的。通過將室內的空氣進行稀釋能夠有效地降低室內的甲醛濃度。在具體實施當中,可通過室內甲醛污染檢測判斷甲醛的濃度,然后通過局部通風或者全面通風的方式控制甲醛的污染,這種方法主要應用于甲醛濃度較低的場所。有很多因素會對室內甲醛含量帶來影響,包括:排放速率、溫度、濕度、材料所含甲醛濃度,在保證通風量的基礎上,還應當對換氣速率進行提升,從而才能夠將室內甲醛含量進行更好的降低。
3.2 生態治理法
在一些研究中發現,甲醛能夠被一些植物吸收。例如研究人員以蘆薈作為研究對象,實驗采用元素標記法進行,將甲醛環境用C-14標記,結果發現在一段時間后,C-14出現在蘆薈的細胞組織當中,這就表明蘆薈在新陳代謝時對甲醛進行了吸收。同時還有一些研究人員以吊蘭為研究對象,實驗環境為封閉空間,在一段時間后對室內的甲醛含量進行檢測,發現有著明顯的較少,這表明吊蘭也能夠在新陳代謝時吸收甲醛。此外,通過相關實驗研究表明,虎尾蘭、龜背竹和一葉蘭等也有著吸收甲醛的作用,因此在甲醛的治理中可采用一些綠色植物,對居住環境能夠起到改善作為,這種生態治理法在甲醛治理中應用的較為廣泛。
3.3 化學處理
化學處理方式主要是選用一些化學物質通過與甲醛發生反應或者結合,從而生產甲醇。其一,二氧化氯氧化法。對甲醛利用氧化性進行氧化分解,但在實際操作過程當中效果不理想,不能達到預期效果,仍需要不斷地改進和完善。其二,臭氧氧化法,臭氧分體通過與有機分子進行雙鍵結合,與甲醛發生一定的反應,從而生成臭氧化物,進而得到分解甲醛的目的。通過這種方法的使用能夠對室內甲醛的含量進行控制,但是在臭氧與甲醛發生反應的過程當中,也會產生一些其他的污染物。
3.4 物理處理
物理處理主要通過吸附或者催化技術來實現,主要包括兩種。其一,活性炭法,由于活性炭有著吸附作用,活性炭內部的小孔隙中能夠將甲醛分子吸入其中,并且大孔隙對于微粒也有著吸附作用,活性炭法在室內甲醛控制中被廣泛地應用,但更換較為頻繁,給使用帶來一定的難度,同時在溫度較高時,污染物會從孔隙內飄出來污染空氣。其二,光催化法。通過紫外線的照射,催化劑會具有氧化還原的作用,從而能夠對空氣進行凈化,材料以半導體材料為主,包括ZnO2、TiO2、Fe2O3等,光催化法也在生活中被廣泛應用,并且成本較低,發展前景良好。
4 結語
隨著甲醛的快速檢測研究逐漸深入,人們也不斷地開發各種新方法新產品,來滿足大家越來越高的要求。未來研究靈敏度更高、準確度更高、可靠性更好、更加簡單易操作的快速檢測方法依然是科學工作者的追求目標。同時,基于現有的甲醛分析方法,實現對居室內甲醛氣體的靈敏檢測,并運用適當的降解方法將其降解,實現對甲醛的防治治理,是與人們的健康生活息息相關的重要內容。
參 考 文 獻
[1] 相廣東.甲醛對室內環境品質的影響分析及其控制措施的研究[D].內蒙古農業大學,2013.
[2] 朱玉玲.室內空氣中甲醛的去除研究[D].山東大學,2010.
[3] 宋潔瓊.室內空氣中甲醛的檢測及吸附研究[D].山西大學,2011.



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