室內空氣中甲醛的檢測、治理和控制

鐘碧環(優力檢測服務(廣州)有限公司，廣東 廣州 511458)

0 引言

隨著經濟的發展和城市化進程的加快，人們對室內裝飾裝修的需求日益增多，而新裝修環境的室內空氣污染引起人們越來越高度的關注，新裝飾裝修的材料品種眾多、材質不一，其中很多材料或制成品因在加工過程中使用甲醛，人們用于居室裝修，成為室內甲醛超標的主因。

1 室內空氣中甲醛對人體的危害

甲醛是IARC分級確認的致癌物質。當甲醛在空氣中達到0.06～0.07mg/m3時，兒童就會發生輕微氣喘；達到0.1mg/m3時，就有異味和不適感；達到0.5mg/m3時，可刺激眼睛、引起流淚；達到0.6mg/m3，可引起咽喉不適或疼痛。濃度更高時，可引起惡心嘔吐、咳嗽胸悶、氣喘甚至肺水腫；達到30mg/m3時，會致人死亡。長期接觸甲醛可引發呼吸功能障礙和肝中毒性病變，表現為肝細胞損傷，并且還有數據表明，現代居民患白血病的幾率增加和甲醛含量超標有很大的關系。

2 室內空氣中甲醛的來源

甲醛廣泛應用于化工行業、木材工業、紡織產業等等，很多常用的裝飾裝修材料都會釋放甲醛。如板式家具或者定制家具使用的板材包括刨花板、密度板、膠合板等人造板材，生產者在制造過程中大量使用價格低廉的脲醛樹脂類型的粘合劑。脲醛樹脂以甲醛和尿素為主要成分，在樹脂生產中甲醛需保持過量。因此脲醛樹脂中含有甲醛，在以其為粘合劑的人造板材產品使用過程中，甲醛會源源不斷地釋放，時間可長達數十年。所以不管是新裝修住宅還是舊住宅都存在甲醛危害的風險。

3 室內空氣中甲醛檢測的主要方法

甲醛的測試方法從機理和操作方式來看主要有以下5類：

3.1 紫外分光光度法檢測甲醛

傳統甲醛的檢測方法主要是利用甲醛具有氧化性的化學性質，加入顯色劑與其反應顯色，使用紫外分光度計進行測定。

3.1.1 酚試劑法

酚試劑[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl]俗稱MBTH，是一種常見的化學試劑，價格便宜，化學性質活潑，易和甲醛結合生成嗪，嗪在酸性溶液中會被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物。采樣前取一定量酚試劑溶液作為吸收液，采樣時使恒定氣流通過吸收液，采樣完畢后把吸收液帶回實驗室加入過量硫酸鐵銨溶液進行顯色反應，做比色定量即可[1]。由于嗪亦可與乙醛、丙醛等同系物發生反應，對甲醛的測量形成干擾，導致甲醛測量結果偏高。

3.1.2 AHMT法

甲醛與AHMT[C2H6N6S]在堿性條件下縮合，經高碘酸鉀氧化成紫紅色化合物，通過比色定量測得甲醛含量。采樣前取一定量吸收液，采樣時使恒定氣流通過吸收液，采樣完畢后把吸收液帶回實驗室加入AHMT溶液進行顯色反應，即可用光度計測定。該法靈敏度高，特異性和選擇性均較好，乙醛、丙醛、丁醛、苯乙醛等醛類物質共存也不會造成干擾測定[2]。

3.1.3 色酸法

甲醛在酸性條件下與變色酸生成紫紅色化合物，該有色化合物的最大吸收波長為580nm。采樣時使用NaHSO3水溶液進行吸收，采樣后加入硫酸和色酸進行反應顯色即可[8]。

3.2 氣相色譜法檢測甲醛的DNPH衍生物

甲醛在酸性條件下被吸附涂有2，4-二硝基苯肼(2，4-DNPH)擔體上，生成穩定的甲醛腙，使用二硫化碳洗脫后，引入色譜柱分離定性，用氫火焰離子化檢測器檢測。該方法使用固相載體進行空氣樣本采集，可以避免使用液體吸收液，方便運輸；檢測手段由于使用了色譜法，可以準確定性，避免了同系物的干擾，具有顯著的優點。該法涉及采樣管洗脫過程，其中加入溶劑進行洗脫操作誤差可能較大；甲醛衍生物在氫火焰檢測器中信號仍不夠靈敏，檢出限與前者方法相比并沒有更優[3]。

3.3 液相色譜法檢測甲醛的DNPH衍生物

吸收液采樣-紫外分光光度測甲醛靈敏度和重現性較好，但需用到液體吸收液，攜帶不便、運輸麻煩；而氣相色譜法測甲醛具有定性準確無干擾和采樣方便的優點，但洗脫麻煩且靈敏度一般。近年逐漸得到推崇的DNPH固相柱法，原理是把DNPH涂敷在硅膠填料上，把填料填充為單獨采樣管，采樣時把采樣管連接采樣泵，采樣完畢后蓋好帶回實驗室，加入溶劑進行洗脫、收集洗脫液即可由液相色譜進行檢測[11]。其反應方程式如圖1所示。

圖1 羧基化合物與DNPH衍生反應方程式

該法產物性質穩定、采樣方便、運輸便捷、定性準確和靈敏度高，在國外早已得到廣泛使用。缺點是液相色譜儀器昂貴，商品化的DNPH采樣管價格不菲。

3.4 試劑盒法快速檢測法

試劑盒法檢測甲醛的基本原理是試劑盒中試紙浸漬了對甲醛敏感的顯色劑，當試紙遇到空氣中的甲醛后會變色，從而給消費者感官判斷甲醛濃度范圍。但由于比色無法準確定量，

且空氣中存在很多干擾因素影響顯示，此外試劑盒本身很容易受污染，所以借鑒意義不大。

3.5 甲醛檢測儀直讀法

一些綠色建筑認證提出對室內空氣質量進行監測的要求，其催生市場上出現電子式甲醛檢測儀。電子式甲醛檢測儀的檢測原理通常分為光電光度計和半導體式檢測法。光電光度計利用甲醛跟浸有顯色劑的試紙反應產生變色，變色程度不同導致反射光強度不一，把光強度轉變為電信號即可提示甲醛濃度，這類型檢測儀同樣會受到環境很多因素的干擾，并需對光度計定期校準和更換消耗品。半導體式檢測儀是利用半導體材料在一定溫度下，電導率隨著環境中氣體成份的變化而變化的原理制造的，這類檢測儀穩定性較差，專屬性較差，容易受到空氣中其他氣體的干擾，應進行性能驗證[5]，與實驗室甲醛化學檢測建立相關性，再投入使用，并且應定期評價其性能。

4 室內甲醛污染治理

治理甲醛超標直接影響人們入住新環境。除了開窗通風、使用活性炭吸附甲醛等，近幾年市場上出現不同方法和作用機理的清醛產品供人們選擇。

4.1 主動式空氣凈化器法

主動式空氣凈化器法根據清除甲醛的原理不同有分為光催化空氣凈化器，靜電式空氣凈化裝置，吸附式空氣凈化裝置，負氧離子空氣凈化裝置等[6]，必須注意的是這些凈化器并不具有專屬去除甲醛的性能。

4.2 物理吸附法

使用具有多孔結構和高比表面積的物質對甲醛的吸附，從而達到降低空氣中甲醛濃度。目前市場上對甲醛有吸附作用的物質包括活性炭、硅藻泥、活性氧化鋁和分子篩等。不同物質的吸附效率大不相同，同種物質的吸附效率由于表面性狀和生產工藝不同也表現出不同的吸附能力。物理吸附法簡便易用，但對甲醛濃度的降低能力有限，載體容易達到飽和，飽和后可能發生脫附產生二次污染。

4.3 化學反應法

近年來前市面上也有提供專業治理甲醛業務的公司，主要采用化學反應法：使用能與甲醛發生化學反應使其分解的環保清醛產品，由于該法具有專屬性，因此除低甲醛濃度更有效率。根據分解甲醛的不同機理可分為氨基除酶類、光觸媒類(依靠照明光)、生物酶等等。不同產品除醛效果良莠不齊，消費者難以辨別除醛效率和除醛的持久性。除醛產品性能評價的統一標準尚待開發和完善。目前有標準使用動態試驗艙，放入清醛產品并從艙外持續通入恒量濃度甲醛進行試驗，從而模擬和考察在恒定甲醛釋放源的室內環境下產品的除醛效率[7]。

5 室內甲醛污染控制

無論是甲醛測量還是事后治理都給人們帶來成本和時間的代價。大型商用建筑或精裝修開發商越來越關注到消費者對室內環境的環保要求，也在尋求更高效、更低成本的解決方案。

5.1 合理選擇室內裝修材料

人們宜選擇環保低釋放的材料，例如選擇用無醛膠粘合的復合板材而不選擇用酚醛樹脂做粘合的板材；使用水相油漆而不是有機相油漆；避免使用大量且復雜的裝修材料，盡量選擇簡裝更健康、環保，此外長期保持室內通風效果是不二選擇。制造廠商應從健康發展的角度，積極研究甲醛的來源，應從原料和生產工藝雙管齊下優化產品，避免成品的甲醛釋放超標。目前一些綠色建筑評價標準明確規定使用符合甲醛和其他有害物質釋放限值標準要求的建材的加分細則，將促進裝飾裝修生產行業的工藝研發和改進。值得提醒的是甲醛含量低的產品同樣有帶來室內空氣甲醛超標的風險，由于意識和歷史的原因，我國裝飾裝修行業產品標準的甲醛限值很多都是針對含量，然而造成空氣中甲醛超標的卻是甲醛釋放量。在考慮制定產品釋放限值時不僅要參考室內空氣甲醛限值水平，更要結合產品在人居環境中的用量進行制定。限量水平一般來說可以采取兩種形式：單位使用量的釋放率或釋放因子或者典型用量場景下的濃度[12,13]。

5.2 使用預測模型制定裝修方案

近幾年已有研究和標準闡述在裝飾裝修之前進行干預，即通過提前收集不同材料的甲醛釋放量以及用量，使用計算機軟件建立模型進行精準計算，預測竣工后空氣中甲醛及其他污染物的濃度[8,9]。用戶根據預測結果可以對材料更換。裝修方案一旦確定后，裝修的施工過程亦嚴格進行標準化作業，避免不必要的施工或材料的更換。這種干預方式從材料選擇、材料使用量以及施工過程進行全程的管理，可以從源頭上控制甲醛釋放源，但依賴于專業裝修設計公司的咨詢服務以及施工隊的標準化作業，更適合開發商對大型樓宇或商品房裝修項目。

6 結語

室內空氣中的甲醛對人體健康有害，入住新房或樓宇時應準確測量甲醛濃度。準確測定甲醛濃度和選擇良好治理甲醛是降低風險的關鍵，通過事前干預控制室內甲醛釋放源則是提高人們新屋入住體驗的根本。