室内甲醛污染物检测技术的相关研究进展

丁松燕

(芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司，安徽 芜湖 241003)

室内甲醛污染物检测技术的相关研究进展

丁松燕

(芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司，安徽 芜湖 241003)

对甲醛的检测方法进行了对比阐述，分别讨论了不同检测方法的优缺点，并提出了便携式甲醛分析仪是一种快速、简单的测定室内空气中甲醛的方法，它是甲醛传统检测方法的有益补充，具备很好的推广价值。

室内空气 甲醛 检测 便携式甲醛分析仪

近年来，中国建筑产业的迅猛发展，人们生活水平也在不断地提高，室内装修已成为人们提高生活品质的重要手段，然而在追求室内环境优美与舒适度的同时，也将各类装修材料中的挥发性有机化合物带到了人们的生活空间。在各种室内空气污染物中，甲醛因其毒性巨大，来源广泛，持续时间长，已成为造成室内空气污染的头号“凶手”。

1甲醛的危害与来源

1.1 甲醛的危害

甲醛(HCHO)，在常温下是一种无色有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。甲醛的沸点为19℃，故在室温时极易挥发，且随着温度的上升挥发速度加快。甲醛对人体具有急性毒作用，主要表现为对眼睛、皮肤、粘膜的刺激，由此产生眼痛、流泪、皮炎等症状[1]。

1.2 甲醛的来源

以甲醛为主要原料的三醛树脂胶(脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂)被广泛应用于各类装饰材料中起粘合作用，因此，凡是用到胶黏剂的地方，不可避免地就会存在游离甲醛的释放。

2常规的甲醛检测方法

《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002规定室内空气甲醛一小时均值应≤0.1 mg/m3；《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010中规定Ⅰ类民用建筑工程甲醛含量应≤0.08 mg/m3，Ⅱ类民用建筑工程甲醛含量应≤0.1 mg/m3。因此需要采用特定高效的方法检测室内空气中甲醛的浓度，准确地对室内空气质量进行评判，对甲醛超标的室内及时采取措施加以控制以减少甲醛对人体的危害。根据检测原理的不同，甲醛的检测方法可以概括为以下两种：分光光度法和色谱法。

2.1 分光光度法

分光光度法是通过溶液的吸光度值(不同溶液、不同浓度的溶液吸光度值基本不同)来测量溶液浓度的一种方法。依据试剂的使用、处理方式的不同可分为：乙酰丙酮分光光度法、AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法。

2.1.1乙酰丙酮法

乙酰丙酮法[2]的主要原理为甲醛气体经水吸收，在pH=6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用，在沸水浴条件下，迅速生成稳定的黄色化合物，在波长413nm处进行测定吸光度的值，与标准系列进行比较进行定量。反应式如图1所示：

图1 乙酰丙酮法反应原理Fig 1 Reaction principle of acetylacetone method

该方法的优点是不受乙醛的干扰，性能稳定，操作流程方便简单；但其也有一定的缺点，生成稳定的黄色物质需要约60 min，所以反应比较慢；灵敏度也比较低，检出限为0.25 mg/L,乙酰丙酮分光光度法仅适用于测定较高浓度甲醛[3]。

2.1.2AHMT法

AHMT，即4-氨基-3-联氨-5-疏基-1,2,4-三氮杂茂。空气中甲醛与AHMT(Ⅰ)在碱性条件下缩合(Ⅱ)，经高碘酸钾氧化成6-疏基-5三氮杂茂[4,3-b]-S-四氮杂苯(Ⅲ)紫红色化合物，在550 nm下其色泽深浅与甲醛含量成正比，从而测定甲醛含量[4]。

该方法的优点是特异性和选择性均较好，在大量乙醛、丙醛和苯甲醛等醛类和甲醇、乙醇等醇类物质共存时对此法均无影响，检出限为0.04 mg/L，缺点是在操作过程中显色液随时间逐渐加深，标准溶液的显色反应和样品溶液的显色反应时间必须严格统一，重现性较差，不易操作[5]。

图2 AHMT法显色原理Fig 2 Coloring principle of AHMT method

2.1.3酚试剂法

酚试剂法[6]即MBTH法，即空气中的甲醛与酚试剂(3-甲基-2-苯并噻唑腙盐酸盐，MBTH)反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据颜色深浅进行比色定量。在635 nm 附近该化合物溶液存在最大吸收峰，在一定范围内甲醛含量和该溶液的吸光度遵从吸光定律，因此可利用分光光度法有效测定甲醛含量酚试剂法灵敏度相对于其他几种常用方法较高，最低检测限为0.015 mg/L。但是酚试剂的稳定性较差，显色剂MBTH在4 ℃冰箱内仅可以保存3 d，且测定过程中易受空气中的二氧化硫干扰[3]。

2.1.4分光光度计法小节

上述三种方法的共同点是甲醛与不同的化合物络合，生成不同颜色的络合物，经分光光度计在特定波长下检测吸光度的大小，并检测一系列甲醛标准溶液的吸光度，绘制浓度-吸光度标准曲线，根据甲醛待测液的吸光度和标准曲线计算甲醛的浓度。总的来说，检测灵敏度相对较低，而且检测过程相对复杂。

2.2 色谱法

2.2.1气相色谱法

气相色谱的灵敏度，准确度，可控度相对传统的分光光度法高。气相色谱法检测空气中甲醛的原理[6]为，在酸性条件下利用涂有2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)6201担体吸附甲醛，生成性质稳定的甲醛腙。用二硫化碳洗脱后，经OV-色谱柱分离，用氢焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高定量。张继楠等[7]采用气相色谱法进行室内甲醛检测，测定结果表明该方法检出限可达0.01 mg/m3，相对误差为-3.2%～6.5%。该法测定室内甲醛的准确度高，干扰性小。

2.2.2高效液相色谱法

高效液相色谱法[8]测定甲醛，是使用填充了涂渍2,4-DNPH的采样管采集一定体积的空气样品，采样流量为0.2 L/min～1.0 L/min，采样体积为5 L～10 L。样品中的醛酮类化合物经强酸催化与涂渍于硅胶上的DNPH按图3反应，生成稳定有颜色的腙类衍生物，经乙腈洗脱后，使用高效液相色谱仪的紫外(360 nm)或二极管阵列检测器检测，保留时间定性，峰面积定量。郭飞燕等[9]利用高效液相色谱法测定人造板中甲醛含量，最低检出质量浓度为 0.01 μg/mL，方法检出限为2.0×10-4mg/g。不同质量浓度甲醛在样品中的回收率在95%～98%之间，相对标准偏差在1.1%～2.9%以内，实验结果表明该方法的准确度和精密度均可满足痕量组分测定要求。高效液相色谱法测甲醛，灵敏度高，检测限低，定性及定量较准确，适合分析较为复杂的样品[10]。

注：R和R1是烷基或芳香基团(酮)或是氢原子(醛)图3 高效液相色谱法反应原理Fig 3 Reaction principle of HPLC method

2.2.3色谱法小节

虽然相对分光光度计法而言，色谱法对甲醛的检测灵敏度高。而且，检测过程也相对简化。但是，在检测过程中仍然严重地依赖大型精密分析仪器，无法做到实地、实时监测。

3便携式甲醛分析仪法

分光光度计法和光谱法是目前相对成熟的甲醛检测方法，其共同的缺点是都需经过前期的现场采样，再送往实验室进行样品处理和仪器分析，过程繁琐，操作时间长，且对仪器成本和实验人员的检测水平要求较高。这些方法都不能及时反映室内空气中甲醛污染状况，并且满足现场大批量的监测需求。

目前，随着城镇化水平的不断提高，城市规模不断扩大，城镇建筑行业不断发展，分光光度计法和光谱法已经不能充分满足实时、实地检测的要求。便携式甲醛分析仪法以其检测速度快、灵敏度高、准确性良好等优势得到越来越多研究、检验人员的青睐，已经被广泛地用于室内空气、公共场所等甲醛的现场定量测定。

国际上比较主流的甲醛分析仪主要分布在欧美和日本这些国家。如美国INTERSCAN公司的4160甲醛分析仪、英国PPM400型手持式现场甲醛分析仪和日本COSMOS公司的XP308和XP308Ⅱ型甲醛分析仪[11]。这类仪器检测耗时一般不超过5 min，检测范围宽，测量精度和准确度等方面的指标都在全球处于领先地位。

曹文[12]等利用INTERSCAN 4160型甲醛分析仪与国标法(酚试剂法)同时同步在测量范围内采集气体并比对。对结果进行统计分析，表明这2种测量结果无显著性差异，具有良好的一致性。说明该便携式甲醛分析仪有良好的测量准确度和精密度，可满足室内空气甲醛污染的现场大批量的监测需求。

吴耀君[13]对比了甲醛的国家标准检验法——乙酰丙酮分光光度法与便携式PPM-400型甲醛快速分析仪监测分析室内甲醛的效果。研究结果表明：便携式甲醛分析仪与国家标准方法乙酰丙酮分光光度法相比，经配对t检验表明，这两种方法间无显著性差异(P>0.05)，即两种分析方法的可比性很好。仪器法可满足甲醛的快速监测分析的需要。

李刚[14]研究PPM-htv-M甲醛快速分析仪测定数据的准确性，就甲醛快速分析仪与乙酰丙酮分光光度法进行现场实测浓度对比，并探讨环境条件(相对湿度，共存干扰物，风速)对快速分析仪测定结果的影响。结果表明：在测试浓度范围内，两种方法无显著性差异；当湿度范围 40%～90%时，快速分析仪法相对误差均小于10%，准确度符合要求；当湿度>90%时，快速分析仪法测定值偏高，误差较大。

总的来说，便携式甲醛分析仪的优点是体积小，便于携带。与实验室仪器分析方法相比，便携式甲醛分析仪法减少了现场带吸收液采集气体的操作；对检验人员来说，减少了配制溶液、绘制标准曲线、实验室操作等烦琐的步骤；不用考虑采样后及时送实验室检测的问题；传统分析方法几个小时的工作任务，便携式甲醛分析仪几分钟就完成了，节约了大量时间和劳动成本[15]。

4结 论

目前常见的甲醛的检测方法大致可分为分光光度法、色谱法和便携式甲醛分析仪法。分光光度法和色谱法均需经过前期采样、送达实验室、分步操作、分析换算等多个步骤，对于分析仪器和检测人员都有很高要求，因而检测周期长，不能及时地反映室内空气质量。便携式甲醛分析仪具有操作简便、灵敏度高、检测周期短等优点，在实时、实地检测室内甲醛含量方面有着巨大的优势。便携式甲醛分析仪是分光光度法和色谱法的有益补充。

[1] 宁晓宇，袁向华，郑 浩，等.甲醛污染治理技术研究进展[J].中国环保产业，2010，05：23～25.

[2] 上海市环境监测中心.GB/T15516-1995,空气质量 甲醛的测定 乙酰丙酮分光光度法[S].北京：中国标准出版社，1995.

[3] 毛惠娟.室内环境中甲醛检测方法及防治措施研究[J].绿色环保建材，2017，06：12～16.

[4] 武汉市卫生防疫站.GB/T16129-1995,居住区大气中甲醛卫生检验标准方法 分光光度法[S].北京：中国标准出版社，1995.

[5] 尚秀丽，冯文成，索陇宁，等.室内装修材料中甲醛污染物的检测与防治方法[J].中国建材科技，2013，05：12～16.

[6] 中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所.GB/T18024.2-2014,公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物[S].北京：中国标准出版社，2014.

[7] 张继木南. 居室空气中甲醛的气相色谱法监测[J].河北化工，2006，29(11)：49～50.

[8] 中国环境监测总站，江苏省环境监测中心. HJ/T 683-2014，环境空气醛、酮类化合物的测定高效液相色谱法[S].北京：中国环境科学出版社，2014.

[9] 郭飞燕，于海霞，马轩，等. 高效液相色谱法测定人造板中甲醛含量的新方法[J]. 林业科技开发，2015，29(6)：109～112.

[10] 孙媚华.环境空气中甲醛测定方法的研究进展[J]. 资源节约与环保，2015，08：149，166.

[11] 刘建昌.室内甲醛的释放规律及快速检测方法[J]. 环境，2006，S1：88～89.

[12] 曹文，张瑞娟，熊建芳，等. 便携式甲醛分析仪比对测量方法的探讨[J]. 海峡预防医学杂志，2013，19(2)：61.

[13] 吴耀君. 快速仪器法与乙酰丙酮光度法测定 室内空气中甲醛对比研究[J]. 四川环境，2013，32(3)：28～30.

[14] 李刚，李娟，文霞，等. 室内甲醛快速检测仪法与乙酰丙酮分光光度法对比研究[J]. 制冷与空调，2015，29(5)：523～527.

[15] 康凤春. 室内空气中甲醛检测方法的探讨[J]. 中国卫生产业，2014，27：133～134.

ResearchProgressofIndoorFormaldehydePollutantDetectionTechnology

Ding Songyan

(Wuhu Ceprei Information Industry Technology Research Institute，Anhui Wuhu 241003)

The different detection methods of formaldehyde were described contrastively. The advantages and disadvantages of different detection methods were discussed respectively. Also it was proposed that the portable formaldehyde analyzer was a fast and simple method for determining the formaldehyde in indoor air, which was a useful supplement to traditional methods of formaldehyde detection and had good promotion value.

Indoor air Formaldehyde Detection Portable formaldehyde analyzer

10.16597/j.cnki.issn.1002-154x.2017.11.000

2017-08-11

丁松燕(1989～)，女，硕士，主要研究方向为室内及车内空气污染物的检测与防治，E-mail：812982483@qq.com