居室中甲醛氣體的檢測和降解研究

黃文　張青

摘要：指出了現有的甲醛檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）、氣相色譜法（GC）、質譜法（MS）、分光光度法、熒光分析法、電化學分析法、電化學發光分析法、比色法等。利用這些甲醛檢測方法，可實現對居室內甲醛氣體的簡單、快速、靈敏的檢測，并運用適當的降解方法將其降解.以實現對甲醛的防治治理。

關鍵詞：甲醛氣體；檢測；降解；身體健康

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2016）08-0056-02

1.前言

隨著經濟的快速發展，家庭居室裝修成為一種時尚之風。然而，在追求更高居家的舒適和美觀的同時，裝修和家具帶來的室內空氣污染也成為一個嚴重的問題。世界衛生組織公布的《2002年世界衛生報告》將室內污染列為人類健康的十大威脅之一。如何簡單快速地檢測居室空氣中甲醛的含量是否超標，超標后如何快速徹底清除，成為人們關注的重點。

甲醛是一種無色、易溶于水、有強烈刺激性氣味的氣體化合物，對人體危害極大。居室中的建筑材料、家具、地面墻壁材料及許多日用消費品都會釋放出一定的甲醛。甲醛輕者使人流淚、眼痛、咳嗽、嘲喉痛，重者導致氣喘、胸痛、喉頭水腫。長期接觸可引發頭暈、頭痛、記憶力減退、失眠、食欲下降、惡心、嘔吐及皮膚發癢、皮疹、皮炎、皮膚紅腫等癥狀。甲醛還有致畸致癌作用，特別是孕婦和嬰幼兒，長期暴露在室內甲醛氣體的環境之中，對其身體危害更大。世界各國也紛紛出臺了室內甲醛的最大極限濃度（表1）。雖然甲醛氣體的危害極大，現有的科學技術還是可以達到快速靈敏檢測甲醛的。到目前為止，甲醛的檢測方法很多，比如高效液相色譜法（HPLC），氣相色譜法（GC）、質譜法（MS）、分光光度法、熒光分析法、電化學分析法、電化學發光分析法、比色法等。

2.甲醛氣體的檢測方法

2.1色譜、色譜-質譜聯用法檢測甲醛

氣相色譜法、液相色譜法、色譜-質譜聯用分析法，都是常用的儀器分析法檢測甲醛的，其測定結果準確度高、可靠性好，可以作為標準方法用于檢驗其他新的分析方法。然而它也存在著一定的局限性，這些大型儀器分析方法通常需要專門的大型檢測儀，設備價格昂貴，操作專業，通常需要經過培訓的專門技術人員才可以操作，并且通常檢測之前，還需要進行必要的樣品前處理，總之所需時間較長，操作較為復雜，成本比較高。這些局限性導致了這些方法通常很難用于現場檢測中。該方法通常適用于質檢部門、仲裁部門等需要檢驗其他方法檢測甲醛濃度的準確性的場合中。

2.2熒光分析法檢測甲醛

熒光分析法是一種靈敏的分析方法，由于其需要在特定的激發光源作用下，才可以發射出其特定的熒光信號，因此該方法選擇性比較高。通常熒光分析法檢測甲醛的模式有兩種，一種是熒光增強法檢測甲醛；另外一種是熒光猝滅法檢測甲醛。葉存玲等人以KCIO3一吖啶紅熒光猝滅為指示反應實現了對甲醛的快速檢測。稀H2SO4溶液中，KCIO3氧化吖啶紅使體系的熒光強度增強，在此體系中加入甲醛后，體系的熒光強度急劇降低，且在一定濃度范圍內，體系的熒光強度降低的程度與甲醛的質量濃度呈線性關系。隨著現在便攜式熒光燈和熒光儀的出現，使得熒光分析法越來越簡單、快讀，并逐漸用于家居室內甲醛的檢測中。

2.3電化學及電化學發光發光檢測甲醛

電化學和電化學發光技術均需要有電化學工作站提供電壓，由于其電化學信號和電化學發光信號的產生依賴于工作電極上施加的電壓，因此該檢測方法可控性比較好，通過控制對工作電極上施加的電壓就可以實現對檢測的靈活控制。電催化分析就是其中一類很實用的電化學分析方法。通過微孔曝氣將有機廢氣轉移到液相，活性炭纖維作電極，利用吸附一電催化氧化相結合處理甲醛氣體。彭娟等人經過改進，還實現了對甲醛氣體降解的研究。

電化學發光是電化學與化學發光相結合的產物，是指通過施加一定的電壓進行電化學反應，在電極表面產生電活性物質，這些電活性物質之間或電活性物質與體系中某些組分之間通過電子傳遞形成激發態，由激發態返回到基態而產生的一種發光現象。由于它不需要外部激發光源.技術設備簡單、輕巧，有助于將該方法應用于實際現場檢測中。甲醛可以作為電化學發光實際吡啶釘的共反應物，當加入甲醛后，毗啶釕的電化學發光信號極大地增強，基于這種增強的電化學發光信號實現對甲醛的電化學發光檢測。該方法簡單、快速，與電化學方法相比靈敏度得到極大提高，痕量的甲醛也可以檢測到。

2.4比色法檢測甲醛

比色法是測定甲醛的經典方法，也是環境中甲醛測定的標準療法。采用紫外-可見光吸收分光光度計的分析方法.在分析極限、準確度和重現性方面都有很大的優越性。比如，亞硫酸品紅法也是一種能夠很好的檢測甲醛的方法，亞硫酸品紅法是將品紅（玫瑰紅苯胺）硫酸鹽與酸性亞硫酸鈉和濃鹽反應，生成品紅-酸式亞硫酸鹽。然后存強酸性（硫酸或鹽酸）條件下與乙酰丙酮、甲醛反應，生成玫瑰紅色（偏紫）的鹽，在552～554 nm的最大吸收波長下進行比色檢測。

3.甲醛的降解防治方法

到目前為止，已報道的甲醛降解方法很多，基于上述甲醛的檢測方法，也可以引申出來類似的甲醛降解方法，如二氧化鈦光催化降解法，通過自由基反應將甲醛污染物生成無害的二氧化碳和水；等離子催化降解法。利用氣體放電產生的低溫等離子體和紫外光為催化劑使甲醛分解成小分子化合物；臭氧發生技術降解法，通過模擬自然界產生臭氧的方法而來，實現臭氧對甲醛的分解；植物凈化降解法，它是防治甲醛污染的一種有效療法，植物通過枝葉吸收、植物代謝與轉化、根際、葉際微生物降解作用以及土壤吸附等實現對居室內甲醛的去除。植物吸收甲醛主要通過葉片氣孔和莖上皮孔。經由植物維管系統進行運輸和分布，然后再植物體內經過代謝和一系列的催化反應而得到凈化和降解，或形成對植物本身無害的成分。對于我們居民來說.室內多種些虎尾蘭和吊蘭，它們可吸收室內80%以上的有害氣體，吸收甲醛的效果顯著。在24 h有光照的條件下.可消除1 m3空氣中90%的甲醛。在室內種植降解甲醛的植物還有綠蘿、秋海棠、銀苞芋等。

4.結語

隨著甲醛的快速檢測研究逐漸深入，人們也不斷的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，實現對居空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。