周麗麗,莫冬蘭,馬 理
(1.桂西區(qū)域生態(tài)環(huán)境分析和污染控制廣西高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(百色學(xué)院),廣西 百色 533000;2.百色學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院, 533000)
近年來(lái),甲醛作為主要室內(nèi)空氣污染物引起的健康事件時(shí)有發(fā)生,甲醛污染不僅危害健康,嚴(yán)重時(shí)甚至威脅生命安全。2017年10月27日,世界衛(wèi)生組織(WHO)和國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)已將甲醛放置在致癌物列表中的第一類(lèi)[1],2019年7月23日,甲醛被列入有毒有害水污染物名錄[2]。室內(nèi)甲醛主要來(lái)源于建筑材料、家具、人造板材、各種黏合劑涂料和合成紡織品等。即使進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng),也無(wú)法一次性將室內(nèi)甲醛除去。據(jù)報(bào)道,有60%~94%新裝修的房間內(nèi)甲醛濃度超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)甲醛污染可能引發(fā)癌癥、白血病、兒童發(fā)育畸形、免疫力下降、不孕不育、呼吸道疾病、妊娠綜合癥等疾病[2-3]。當(dāng)室內(nèi)甲醛濃度達(dá)到0.5 mg/m3時(shí),會(huì)引起眼睛不適,并受到傷害;當(dāng)甲醛濃度高達(dá)30 mg/m3后,會(huì)引起死亡[4]。因此重視室內(nèi)甲醛污染,了解甲醛污染情況,探討其污染源,有利于甲醛污染的預(yù)防和治理,達(dá)到提高室內(nèi)空氣質(zhì)量,避免甲醛污染危害健康的目標(biāo)。
中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16127-1996)和《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883.2002)[5]規(guī)定居室空氣中甲醛的最高容許濃度分別為0.08 mg/m3和0.1 mg/m3。而2020年由中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準(zhǔn)發(fā)布的《民用建筑過(guò)程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325-2020)[6]中規(guī)定一類(lèi)民用建筑的甲醛濃度≤0.07 mg/m3,二類(lèi)民用建筑的甲醛濃度≤0.08 mg/m3,并對(duì)常見(jiàn)室內(nèi)裝飾所涉及的材料的甲醛含量有明確規(guī)定。盡管如此,在監(jiān)管方面仍存在著不足之處,有些商家為了謀取暴利無(wú)視法規(guī),或因?qū)兹?duì)人體健康的危害知之甚少,仍在銷(xiāo)售和購(gòu)買(mǎi)甲醛含量超標(biāo)的室內(nèi)家具以及裝修材料等,從而導(dǎo)致頻頻發(fā)生因甲醛污染而引起的惡性事件,造成極壞的社會(huì)影響。
研究表明,人的一生中有4/5的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的,室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞是影響人生命安全的重要因素之一。然而由于過(guò)度裝修等原因,造成室內(nèi)污染物超標(biāo),尤其是甲醛污染嚴(yán)重。根據(jù)室內(nèi)的不同用途,我們探討可能發(fā)生的甲醛污染源。
目前,人們不僅普遍注重家居的舒適、美觀、實(shí)用等,而且也十分重視室內(nèi)甲醛污染的危害,裝修時(shí)采用環(huán)保材料,盡管如此,新裝修的房子甲醛仍會(huì)超標(biāo)。此外,甲醛的釋放周期為3~15年,而且因?yàn)槭覂?nèi)溫度、濕度等不同,甲醛的釋放速度也不同,有一定年限的房子仍可能室內(nèi)甲醛超標(biāo),通常家庭內(nèi)的甲醛污染源主要如下:
(1)家具:有研究表明家具所釋放的甲醛含量在室內(nèi)空氣甲醛污染中占比很高[7]。木制類(lèi)家具中的板式家具采用的原材料主要以膠合板等人工合成板材料為主,此類(lèi)板材在加工過(guò)程中采用的膠粘劑、后期美化過(guò)程中使用的油漆等材料均會(huì)釋放不同含量的甲醛[8],是造成室內(nèi)甲醛污染的主要來(lái)源之一。
(2)廚房:烹飪產(chǎn)生的油煙中會(huì)產(chǎn)生甲醛,廚房中能源燃料如煤油等的不完全燃燒也會(huì)產(chǎn)生一定含量的甲醛,從而造成甲醛污染。
(3)室內(nèi)裝飾材料:紡織類(lèi)的裝飾用品如室內(nèi)新貼的墻紙、壁紙、窗簾、墻布等會(huì)釋放甲醛造成污染,原因在于此類(lèi)產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中為了達(dá)到顏色鮮艷的目的而添加大量的固色劑,固色劑中往往被添加大量的甲醛,以達(dá)到增強(qiáng)固色的功能,從而造成此類(lèi)裝飾材料甲醛濃度超標(biāo)。此外,家庭中常見(jiàn)的窗簾中由于涂料以及染料的材質(zhì)問(wèn)題也會(huì)釋放一定含量的甲醛[9]。
(4)日常生活用品:化妝品、清潔劑、紙張、衣服、鞋子等均含有一定量的甲醛,衛(wèi)生紙屬于一種危險(xiǎn)的致癌物,其中含有的甲醛成分是致癌物之一[10]。
隨著人們對(duì)美的追求不斷提高,很多公共場(chǎng)所的裝修風(fēng)也越來(lái)越流行,不可避免地造成了公共場(chǎng)所甲醛污染加劇的現(xiàn)狀。
衣服、鞋子是我們常用的貼身衣物,它們能夠直接或者間接地接觸到我們的皮膚,長(zhǎng)期接觸甲醛含量超標(biāo)的產(chǎn)品會(huì)損害人體機(jī)能,危害生命安全。甲醛對(duì)衣物有防縮水、除褶皺、免熨燙以及去除污漬的功能,因此被普遍用于紡織類(lèi)、棉質(zhì)類(lèi)衣物產(chǎn)品中,這也就意味著很多時(shí)候我們的貼身衣物是會(huì)釋放甲醛的[11]。鞋類(lèi)產(chǎn)品在生產(chǎn)和加工的過(guò)程中所使用的交聯(lián)劑為甲醛交聯(lián)劑,倘若反應(yīng)不完全,就會(huì)造成甲醛污染[12]。服飾類(lèi)商店除了裝修污染和家具污染,此類(lèi)商店中售賣(mài)的商品也是甲醛污染的來(lái)源之一。張金萍等[13]在對(duì)涉及服裝和鞋類(lèi)商店的室內(nèi)調(diào)查結(jié)果顯示,內(nèi)衣類(lèi)商店上午室內(nèi)甲醛平均濃度維持在1.2 mg/m3左右,下午室內(nèi)甲醛平均濃度維持在0.8 mg/m3左右,大部分商店上下午的室內(nèi)甲醛平均濃度均超過(guò)0.1 mg/m3;大部分的鞋類(lèi)批發(fā)市場(chǎng)上午與下午的室內(nèi)甲醛污染平均濃度超過(guò)0.1~0.12 mg/m3,均高于室內(nèi)甲醛的安全排放標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)下,酒吧、KTV、歌舞廳、咖啡廳、游戲廳、洗浴按摩房等場(chǎng)所的甲醛污染不容樂(lè)觀。趙淑芳在對(duì)此類(lèi)娛樂(lè)場(chǎng)所室內(nèi)甲醛污染狀況的調(diào)查顯示,KTV、歌廳、咖啡廳、茶社等娛樂(lè)場(chǎng)所室內(nèi)甲醛濃度數(shù)值保持在0.35~0.37 mg/m3,與我國(guó)現(xiàn)有的關(guān)于室內(nèi)甲醛標(biāo)準(zhǔn)相比較,足足超了三倍有余[14];酒吧、網(wǎng)吧、游戲廳里密集的人群及吸煙人士、密不透風(fēng)的營(yíng)業(yè)環(huán)境都是滋生甲醛污染的絕佳條件,因此我們可以推測(cè)這類(lèi)環(huán)境復(fù)雜的娛樂(lè)場(chǎng)所甲醛污染的程度更加嚴(yán)重。
2010年我國(guó)的適齡學(xué)生人數(shù)已達(dá)到4.86億[15],但是學(xué)校的安全系數(shù)卻沒(méi)有跟著學(xué)生人數(shù)增長(zhǎng)的速度提高,由于學(xué)校室內(nèi)甲醛污染造成學(xué)生人身安全受到危害的事故仍然屢見(jiàn)不鮮。很多學(xué)校選擇在假期時(shí)對(duì)教室、飯?zhí)?、學(xué)生宿舍等進(jìn)行裝修,學(xué)生復(fù)學(xué)裝修完不久的建筑就被投入使用[15],而甲醛的釋放期長(zhǎng)達(dá)3~15年[16],大大增加了學(xué)生遭受甲醛危害的機(jī)會(huì)。
近年,南昌市某幼兒園發(fā)生了一起因室內(nèi)甲醛濃度超標(biāo),造成學(xué)生密集型流鼻血、咳嗽的校園安全事件[17]。王好等[18-19]在我國(guó)學(xué)校建筑室內(nèi)甲醛污染物數(shù)據(jù)庫(kù)建立與評(píng)價(jià)的研究中發(fā)現(xiàn),甲醛濃度極端超標(biāo)情形主要出現(xiàn)在學(xué)校教室內(nèi),教室內(nèi)排放密集的課桌椅所用的板材及裝飾涂料、其他環(huán)保度較低的裝飾材料(如窗簾)等均會(huì)產(chǎn)生甲醛,學(xué)生人數(shù)較多,不利于空氣流通也是造成甲醛污染的原因之一;學(xué)生宿舍所用的建材大部分都是廉價(jià)材料,甲醛的含量較高;此外,學(xué)生的日常生活用品也會(huì)釋放出少量甲醛,再加上通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)得不到保證,因此學(xué)生宿舍也成了校內(nèi)甲醛污染的重災(zāi)區(qū)。王玉磊等[20]在對(duì)56間宿舍進(jìn)行甲醛檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),男、女生宿舍在周末每個(gè)時(shí)段的甲醛濃度均超過(guò)0.1 mg/m3,而周末時(shí)段也僅有一兩個(gè)時(shí)間段宿舍內(nèi)的甲醛濃度低于0.10 mg/m3,這也側(cè)面反映出學(xué)生在宿舍90%以上的時(shí)間是遭受甲醛污染危害的。綜上所述,學(xué)校室內(nèi)甲醛污染情況非常嚴(yán)峻。
目前,為了防治室內(nèi)甲醛污染,常用的防治措施有以下四類(lèi)。
我國(guó)多項(xiàng)研究數(shù)據(jù)表明,室內(nèi)甲醛的濃度隨著通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)的增加而降低,二者間呈現(xiàn)反比關(guān)系。新裝修的住房經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的開(kāi)窗通風(fēng),室內(nèi)的甲醛濃度會(huì)有所降低[21]。付騰等[22]對(duì)室內(nèi)甲醛污染進(jìn)行了檢測(cè),并建立了甲醛污染物的擴(kuò)散模型,結(jié)果表明,物理通風(fēng)換氣對(duì)于甲醛污染物降解和擴(kuò)散具有較好效果。胡曉玲等[23]在對(duì)室內(nèi)不同裝修階段時(shí)的甲醛監(jiān)測(cè)研究中發(fā)現(xiàn),先通風(fēng)換氣是凈化甲醛行之有效的方法。李寶才等[24]對(duì)丙烯酸酯樹(shù)脂內(nèi)墻乳膠產(chǎn)生甲醛的研究中,得出經(jīng)過(guò)一定的通風(fēng)時(shí)長(zhǎng)能夠?qū)⑹覂?nèi)的甲醛濃度降到國(guó)家安全入住標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)論??傊?,換氣通風(fēng)除甲醛法是目前所有的甲醛降解凈化方法中最方便、綠色、清潔、環(huán)保、節(jié)約,且操作簡(jiǎn)單,技術(shù)含量要求低,僅需使用換氣裝置或者開(kāi)窗通風(fēng)即可[25],是一種常用的有效防治室內(nèi)甲醛方法之一。
生態(tài)凈化降解法也稱(chēng)生物法,是一種利用生態(tài)植物去除甲醛的環(huán)保方法,其原理是通過(guò)盆栽綠植吸收室內(nèi)的污染氣體,并利用綠植自身發(fā)生的各種反應(yīng)將甲醛分解成無(wú)害物質(zhì)。此法能連續(xù)有效地吸收室內(nèi)的甲醛氣體,長(zhǎng)時(shí)間保持室內(nèi)環(huán)境良好。生態(tài)凈化降解法是一個(gè)日常進(jìn)行甲醛防護(hù)的有效方法,既裝飾美化室內(nèi)環(huán)境,又達(dá)到了除去部分甲醛的目的,雖然周期較長(zhǎng),效果較慢[26],但仍是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防治方法。研究顯示,目前常見(jiàn)的具備強(qiáng)效除甲醛能力的植物主要有常春藤[27]、鵝柴掌、橡皮樹(shù)、君子蘭、蘆薈[28]、綠蘿[29]等。Wolverton等[30]在關(guān)于綠色盆栽除甲醛的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn),吊籃植物對(duì)甲醛污染物凈化能力最強(qiáng),吊籃不僅能凈化空氣中的甲醛污染物,且能轉(zhuǎn)化土壤中所吸收的甲醛。此外,生活中常見(jiàn)的一些水果的果皮也具有除甲醛的能力,如柚子皮、橘子皮、茶葉梗等,因?yàn)檫@些果皮表面存在多孔結(jié)構(gòu),均對(duì)甲醛有吸附作用。
化學(xué)治理法是利用甲醛的化學(xué)性質(zhì)與活性,運(yùn)用氧化還原反應(yīng)、加成反應(yīng)等來(lái)破壞甲醛的結(jié)構(gòu),分解甲醛使其生成水和二氧化碳等無(wú)毒物質(zhì),進(jìn)而達(dá)到降解消除室內(nèi)甲醛污染的目的[31]。目前可與甲醛反應(yīng)的試劑稱(chēng)為消醛劑,常見(jiàn)的有以下幾種:
(1)無(wú)機(jī)銨鹽和亞硫酸(氫)鹽
銨鹽溶液中的氨氣與甲醛反應(yīng)生成六亞甲基四胺,而亞硫酸鹽溶液中的亞硫酸根即使?jié)舛确浅5鸵部梢愿兹┓磻?yīng)形成沉淀,達(dá)到一個(gè)很好的除甲醛效果[32]。Lundquist[33]與段惠敏等[34]分別對(duì)不同濃度配比下消醛劑的消醛效果做了研究,結(jié)果是偏亞硫酸氫鈉的水溶液對(duì)低濃度的室內(nèi)甲醛污染消除率高達(dá)95%,氯化銨亞硫酸鹽與亞硫酸鈉的1∶1摩爾質(zhì)量的配比再通過(guò)稀釋20倍的水溶液對(duì)甲醛的消除作用極其快速,且消除率可達(dá)
90%。
(2)氨的衍生物
氨的衍生物與甲醛發(fā)生親核加成反應(yīng)[35],生成無(wú)污染、化學(xué)性能穩(wěn)定的化合物,可達(dá)到降解甲醛污染的目的。Banecki[36]將丙二酸肼等甲醛吸收劑添加到氨基樹(shù)脂板中研究,Bjoerlin[37]將含氮化合物制懸浮液降甲醛的研究與匙偉杰等[38]對(duì)有機(jī)胺類(lèi)化合物、無(wú)機(jī)胺類(lèi)化合物、丙烯酰肼三者最佳配比制消醛劑等的研究均證明:氨基衍生物型甲醛消除劑是除醛率高、用量少、且無(wú)毒的一個(gè)有效消除甲醛污染的方法。
(3)控制室內(nèi)溫度與空氣濕度
研究表明,甲醛的釋放速率隨著室內(nèi)溫度的升高而加快,釋放量隨著室內(nèi)空氣濕度的增大而增大。當(dāng)室內(nèi)溫度由30℃下降到25℃時(shí),室內(nèi)甲醛排放量降低了50%;室內(nèi)空氣濕度由70%下降到30%時(shí),室內(nèi)甲醛排放量可減少40%。因此,在日常生活中可以通過(guò)增加室內(nèi)的溫度與濕度,達(dá)到控制室內(nèi)甲醛濃度在一定安全范圍內(nèi)的目的[39]。
其他防治方法還有催化氧化降解法[40]、物理化學(xué)吸附法[40],如活性炭吸附法[41]。解決室內(nèi)甲醛污染問(wèn)題最有效的方法是從源頭上控制。調(diào)查顯示,我國(guó)80%以上的室內(nèi)甲醛污染主要是由于裝修時(shí)使用了甲醛含量超標(biāo)的裝修建材與家具地板造成的。因此,若要快速解決室內(nèi)甲醛污染這個(gè)問(wèn)題,應(yīng)加大室內(nèi)除甲醛污染治理技術(shù)和綠色裝修建材的研究和開(kāi)發(fā)力度[42]。
為創(chuàng)造一個(gè)健康、舒適、綠色的室內(nèi)空氣環(huán)境,不僅需要有效的甲醛檢測(cè)方法,及時(shí)采取有針對(duì)性的防治措施,更需要防患于未然,了解甲醛可能的污染來(lái)源,采用綠色環(huán)保的裝修原材料和服飾等,降低室內(nèi)空氣的甲醛含量。