室內(nèi)甲醛的鑒定方法及治理方案研究

＊周 凱

（福建省建筑科學(xué)研究院有限公司 福建 350028）

1.家庭裝修中甲醛的主要來源

在裝修過程中我們的甲醛主要來源就是我們的裝飾裝修材料，目前我國裝修主要以人造板材為主，此類材料本身通過各類有機粘合劑進行粘接，此類有機粘合劑往往采用以甲醛為主要材料的化工原料，帶來強黏合性的同時，也給未來空氣中的甲醛污染埋下了伏筆，對于建材而言，增加甲醛濃度可以提高材料的整體硬度，甲醛在木制品類的建材中還承擔了防蟲、防腐的功能，處于經(jīng)濟價值和實際使用考慮，大部分的板材制造商選擇使用此類粘合劑作為人造板材的粘合材料，雖然經(jīng)過多年的改進，但其中的甲醛含量在密閉環(huán)境中依然會對生產(chǎn)人員和使用人員造成潛在的威脅[1]。大部分的裝修人員由于各類原因無法選擇天然材料，只能在人造板材間進行取舍,雖然單種建材的甲醛含量符合要求，但在室內(nèi)環(huán)境中，大量的建材處于密閉環(huán)境，在空氣中甲醛不斷積累最終導(dǎo)致超標。不少家庭缺乏對這方面的重視，導(dǎo)致家中室內(nèi)環(huán)境甲醛超標[2]。

2.甲醛的檢測方法

(1)AHMT分光光度法

AHMT分光光度法最早是1995年為了測定居住區(qū)大氣中甲醛濃度和公共場所空氣中的甲醛濃度出現(xiàn)在GB/T 16129《居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗標準方法分光光度法》，而后在GB 50325《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標準》中，作為重要的檢測方法[3]。

AHMT分光光度法原理借助不同化合物濃度下吸光度存在差別的原理，將是空氣中的甲醛進行捕獲，再與AHMT溶液在堿性的條件下進行縮合反應(yīng)，由于該溶液在高碘酸鉀的氧化下會形成紫紅色化合物，可以通過反應(yīng)溶液在550nm處的吸光度進行測定。

該方法優(yōu)點是靈敏度較高，其良好的化學(xué)特性可以保證在混入其他氣體和污染物的情況下依然可以提供可靠的測量結(jié)果。該法所使用的甲醛吸收液在避光保存于棕色瓶情況下可以保證至少半年內(nèi)不會出現(xiàn)變質(zhì)的情況。該法缺點主要在反應(yīng)時間的要求較為嚴格，體現(xiàn)在樣品溶液的反應(yīng)時間必須嚴格保證與標準溶液一致，時間偏差越多越容易造成測試結(jié)果的誤差，導(dǎo)致測試結(jié)果偏離。

(2)乙酰丙酮分光光度法

乙酰丙酮分光光度法主要用于檢測裝飾裝修材料及環(huán)境空氣中的甲醛含量。試驗的過程是將空氣中甲醛氣體經(jīng)水吸收后通過水浴加熱后，在弱酸性的條件下通過加熱生成2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-1,4-二氫吡啶（黃色絡(luò)合物）[4]。最后通過412nm波長處比色定量確定空氣中甲醛的含量。該測試方法具備較好的抗干擾能力，在甲醛質(zhì)量濃度為2.0μ g/mL時，可以與30000倍質(zhì)量濃度的銨離子、500倍質(zhì)量濃度的乙醛、400倍質(zhì)量濃度的苯酚共存，且不會干擾測定結(jié)果，即是與等質(zhì)量SO2、2.5倍質(zhì)量NOx共存時，甲醛回收率也可以保證在95%以上。

該方法主要優(yōu)點在于吸收液無需配置，且合理利用了乙酰丙酮顯色劑穩(wěn)定性好的特點，借助其重復(fù)性及選擇性較好的特質(zhì)，避免在測量過程中受到乙醛干擾導(dǎo)致測量不準確，其缺點是靈敏度較低，于甲醛濃度較低時，會使得檢測結(jié)果偏高，雖然不容易受到其他醛類污染物的影響，但是采樣環(huán)境中存在大量SO2時，會嚴重影響檢測結(jié)果。

(3)酚試劑分光光度法

酚試劑分光光度法也是《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》規(guī)定的檢測方法之一。酚試劑會與空氣中的甲醛發(fā)生反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性條件下可以被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物[5]，通過反應(yīng)溶液在630nm處的吸光度對比甲醛工作曲線對空氣中存在的甲醛含量進行鑒定。

該方法靈敏度較高，檢測下限低，在各類室內(nèi)空氣甲醛的檢測當中，大部分檢測人員選擇使用該測試方法。酚試劑分光光度法自身的缺點也十分明顯，例如，在檢測過程中需要保證環(huán)境溫度，在冬季或是在氣溫較低時進行檢測采樣，可能會受到低溫影響，導(dǎo)致整體反應(yīng)速率慢、反應(yīng)不完全等現(xiàn)象，使得最終的測試結(jié)果低于真實環(huán)境中的甲醛濃度，且乙醛、丙醛這類空氣污染物也會對檢測結(jié)果有一定干擾，與乙酰丙酮分光光度法類似，當檢測空氣中存在大量的二氧化硫時，會導(dǎo)致測量結(jié)果低于實際結(jié)果，采樣時可用硫酸錳濾紙先進行過濾排除二硫化碳。

(4)氣相色譜法

氣相色譜法其主要原理為空氣中的甲醛在酸性條件下吸附在涂有2,4-二硝基苯腈的擔體上，甲醛與2,4-二硝基苯腈反應(yīng)生成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的甲醛腙。經(jīng)二硫化碳洗脫、OV-色譜柱分離后，采用FID檢測器檢測。

該方法優(yōu)點是可以分離出除甲醛以外其他污染物，避免有些有機物在試驗過程中對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響。且該方法測定下限低，靈敏度高，測量范圍在0.02～1.0mg/m3。但是該方法相對于主流的分光光度法來說所用儀器及采樣管較為昂貴；試驗耗時過長，無法多個樣品同時進行檢測，所以難以推廣于室內(nèi)空氣檢測中，常常是用于科研項目中。

(5)簡便取樣儀器檢測方法

簡便取樣儀器檢測方法實際上是通過使用便攜式甲醛分析儀，一次性完成現(xiàn)場采樣、甲醛濃度分析等一系列工作，并能直接從儀器上獲取檢測結(jié)果的新型檢測方式[6]。檢測時不再需要準備采集設(shè)備、大量的試管和檢測溶液，只需要攜帶一臺測試儀器即可，該儀器的設(shè)計之初就是為了解決攜帶不方便、采集方式復(fù)雜、檢測過程冗長繁瑣的問題，目前已經(jīng)逐步成為業(yè)主自測的手段之一，我國現(xiàn)行國家標準中也提到可以使用簡便取樣儀器進行簡單的甲醛測試。

綜上所述，隨著室內(nèi)空氣環(huán)境檢測被越來越多的人所重視，對于甲醛的檢測有著不同的檢測方法，可以根據(jù)實際情況選擇不同的測試方法進行檢測，其中分光光度法與氣相色譜法等方法作為傳統(tǒng)的實驗室方法經(jīng)過了漫長時間的考驗，至今仍然在甲醛檢測中扮演重要角色。

然而在室內(nèi)環(huán)境檢測檢測過程當中，AHMT分光光度法與酚試劑分光光度法作為現(xiàn)行驗收標準的檢測方法，在日常檢測工作中，我們需要定期的甲醛工作曲線進行制作與核查，確保甲醛工作曲線的可靠性，在現(xiàn)場采樣的過程中，使用實驗室檢測法需要人員自己準備甲醛吸收液，甲醛采樣管及大氣綜合采樣器，攜帶大量的儀器設(shè)備不僅增加了檢測成本，同時也制約了單個采樣人員能夠采樣的數(shù)量，對采樣人員造成了極大的負擔[7]，最重要的問題是由于分光光度法的檢測原理，需要將樣品適當保存并帶在三天內(nèi)回實驗室處理與分析，對于異地檢測往往可能面臨著時間與成本上的問題。

簡便取樣儀器檢測方法正是為了解決這些問題誕生的檢測方式，具有攜帶方便、操作簡單、采樣時間短和現(xiàn)場出結(jié)果等特點，在一些檢測條件較好且對檢測結(jié)果精度要求不高的場景下得到了廣泛的應(yīng)用，當然便捷的同時犧牲了測量的準確性，使得測量結(jié)果不具備權(quán)威性，只能作為業(yè)務(wù)自行參考的檢測結(jié)果，且儀器需要定期進行檢定，測量范圍較小。

室內(nèi)甲醛的檢驗方法手段多樣，我們可以采用適合的檢測方法來了解室內(nèi)空氣環(huán)境中的甲醛污染，從而采用不同的治理方法對室內(nèi)裝修產(chǎn)生的甲醛進行治理。

3.室內(nèi)甲醛的處理方法

(1)通風法

通風法簡單、直接、有效，在裝修用戶當中得到了廣泛的應(yīng)用。但需要注意的是，室內(nèi)空氣污染并非只有裝修所致。一般的甲醛污染都會伴隨著異味、刺激性氣味等，通風雖然可以降低室內(nèi)污染程度，但是通風換氣只是通過空氣流通將室內(nèi)的甲醛進行稀釋從而達到減輕污染的目的，如果室內(nèi)甲醛濃度超標達到一定程度，即使開窗通風也很難將空氣中的甲醛濃度下降到合格水平。

(2)綠色植物吸收法

綠色植物有吸附甲醛的作用，但是效率很低。而且除苯系物、TVOC也是植物的天敵。一般采用綠蘿、吊蘭等植物進行甲醛吸收，但是效果并不明顯。一些常見的綠色植物有，例如，蘆薈、蘭花屬等植物，可以通過植物自身的結(jié)構(gòu)和特征對空氣中的污染物進行吸附，一些植物對甲醛的吸附效果非常顯著。而這些綠色植物也不具備分解甲醛的能力，所以只能作為輔助治理污染而已。

相較于通風法，綠色植物需要專人進行照看，定期澆水，對于剛剛裝修的房子而言，通風法可以快速降低室內(nèi)甲醛濃度，并通過換氣的方式將室內(nèi)的甲醛排到室外，而綠色植物法吸收的甲醛數(shù)量有限，且吸收后的甲醛依然存在于室內(nèi)，治理效果聊勝于無。

(3)物理吸附

活性炭吸附是目前比較流行的一種方法，因為其價格低廉，效果顯著，目前也是人們的主要選擇。活性炭可通過物理吸附的方式有效去除室內(nèi)各類有害氣體，特別在去除室內(nèi)甲醛等污染上有明顯效果，但是需要定期進行更換，防止因為吸附過多導(dǎo)致本身飽和喪失吸附能力，最后導(dǎo)致二次污染。光觸媒又稱光觸媒類空氣凈化產(chǎn)品，屬于一種新型的空氣凈化產(chǎn)品。主要通過光觸媒的特性將空氣中的污染物進行分解，生成物是對人體無害的二氧化碳和水溶液[8]。根據(jù)光觸媒自身特點以及使用方法，可分為超純光觸媒和純光觸媒兩種類型。其主要優(yōu)點是安全性高，無二次污染；缺點是價格較貴，效果緩慢。

對比綠色植物法，采用物理吸附的方式不需要專人進行照看，同時吸收效果更好，缺點是相比于通風法，吸附的甲醛數(shù)量遠遠不足，加之受到時間和灰塵影響，物理吸附法的效果會隨著時間的流逝逐漸下滑，且購買此類產(chǎn)品的成本遠遠高于通風法和綠色植物法，可以將其作為通風法的輔助措施，但不適合用于新裝修房子的主要治理手段。

(4)光催化氧化技術(shù)

光催化氧化技術(shù)主要利用氧化還原反應(yīng)對甲醛進行催化降解。在空氣中可以實現(xiàn)常溫常壓狀態(tài)下進行反應(yīng)，通過紫外光的照射下通過催化劑的作用，使得甲醛產(chǎn)生強氧化性的-OH自由基與負氧離子從而氧化成二氧化碳和水等無機小分子。

目前主流使用氧化鈦等半導(dǎo)體光催化劑，具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、氧化還原能力強、無吸附飽和、使用壽命長、維護成本低、可同時降解多重有機物等優(yōu)勢，但半導(dǎo)體的光催化反應(yīng)氧化強度不夠，對于該反應(yīng)的研究大多是靜態(tài)試驗研究，反應(yīng)器的設(shè)計與模型研究仍不完善，缺乏對于反應(yīng)中的中間產(chǎn)物的鑒定，導(dǎo)致中間產(chǎn)物無法反應(yīng)完全，殘留在催化劑上，降低催化劑的使用壽命，使得光催化技術(shù)難以與傳統(tǒng)的環(huán)保技術(shù)進行經(jīng)濟上的競爭。尤其是在低污染濃度下，容易產(chǎn)生具有污染性的中間產(chǎn)物反而導(dǎo)致空氣二次污染。

(5)催化氧化技術(shù)

催化氧化法是在一定的溫度下，通過催化劑，將甲醛催化氧化成二氧化碳和水，這種方法對于甲醛的處理具有消除效率高，消除結(jié)果穩(wěn)定的特點。目前這催化劑主要采用貴金屬催化劑，該體系分解甲醛能力較好，在室溫下能夠達到甲醛完全氧化的目的；但是造價昂貴，且室溫下在催化氧化過程中，常常會有許多中間產(chǎn)物無法分解完全，導(dǎo)致催化劑被包覆，從而使得催化劑失去活性。錳氧化物作為深度氧化劑的一種表現(xiàn)形式，不僅催化活性較高，且不會產(chǎn)生有害氣體，比較適合應(yīng)用。

4.總結(jié)

室內(nèi)甲醛的檢測與治理是室內(nèi)裝修不可避免的話題，目前常用的室內(nèi)空氣標準都是采用AHMT分光光度法與酚試劑分光光度法，也有通過簡便儀器現(xiàn)場測定的工具，但主流的檢測方式依然是通過化學(xué)試劑現(xiàn)場采集空氣并使用儀器進行檢測的實驗室檢測方式。室內(nèi)新裝修甲醛的治理采用通風法是最簡便同時效果較好的方式，在通風一定時間后可以采用物理吸附法和綠色植物法進行輔助治理，經(jīng)濟水平允許的情況下可以嘗試催化氧化等新型治理方法。