高校建筑物甲醛释放量多维度检测策略研究

乔 路，史 媛，常铖炜，邓茜凡，龙昊宇，茅宇婷

（文华学院，武汉 430074）

甲醛（HCHO），也可以称为蚁醛，是一种无色、具有刺激性气味的气体[1-2]。在室内相对独立的环境中，高浓度的甲醛会直接导致人体主要器官永久性衰竭，低浓度的甲醛会给人体带来慢性疾病[3-4]。因此，甲醛俨然已成为日常生活中的重要安全隐患，必须引起人们的警觉和重视[5-6]。

尽管我国正式颁布实施《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2010）和10 种室内装饰装修材料有害物质限量标准已有多年，但因甲醛超标危害人体健康的新闻仍层出不穷。随着国家教育战略的实施，高校每年会投入大量人力、财力进行校园内建筑物，包括学生公寓楼、教学楼、办公楼等的建设、翻新。同时，高校也非常重视室内装修的质量，直接促成建筑物装修迭代频繁，甲醛释放量屡屡增加，严重危害了师生的学习、工作和生活。当前，高校必须采取有效措施，精确地检测甲醛释放量，更好地控制室内甲醛的浓度。

针对高校建筑物的甲醛释放量，本文从多维度分析高校建筑物内甲醛检测策略。首先，分析高校建筑中的甲醛释放量；再者，总结了传统的甲醛检测方法，分析了新型的甲醛检测方法；最后，对甲醛智能检测的发展进行了分析。笔者多维度、全方位地分析了甲醛释放量的检测策略，旨在提高高校建筑检测效率，降低成本。

甲醛检测成本的降低，有助于提升高校对校园建筑室内甲醛等有毒有害物质检测的频率，甲醛检测策略的创新与优化，有助于提升高校建筑室内甲醛的检测质量。综上，本文的研究将较大程度改善高校师生的学习和工作环境，保证高校师生的身心健康。

1 高校建筑物中甲醛的概述

高校建筑物中甲醛释放量的主要来源：室外空气中的甲醛流通进入室内；墙纸、塑料等装饰材料使用含有甲醛的合剂；室内装修地板材料、人造板材在加工过程中会加入含有甲醛原材料的黏合剂。

高校建筑物中甲醛释放量对教师、学生和工作人员的主要危害有：造成裸露皮肤的过敏反应；通过呼吸道直接进入人体的甲醛与蛋白质发生化学作用，形成一定的刺激作用，对人体器官会造成伤害；甲醛浓度达到一定量，会成为致癌的诱导剂。

2 甲醛检测方法

2.1 传统检测方法

传统方法主要包括分光光度法、电化学法、色谱法和荧光法等，这些方法经过多年实践，具有操作方便、实用性强等优点，并且技术更加成熟，准确度更高。分光光度法是检测甲醛最普遍适用的方法，常用的几种方法有乙酰丙酮法、酚试剂分光光度法、AHMT 法、品红-亚硫酸法、催化动力学分光光度法和铬变酸法。电化学法是根据化学反应所产生的电位、电量的变化来测定反应物浓度。色谱法是一种常见的检测甲醛的仪器方法，灵敏度高，不易受干扰。其主要分为离子色谱、气相色谱、液相色谱法这3 种检测方法。荧光法的原理是经过紫外光照射后，某些物质能反映出该物质特性的荧光，经定性定量分析来测定该物质浓度。

2.2 新型检测方法

随着科技的发展，甲醛含量的测定与多领域结合，更加快速，方便。目前主要有化学发光法、离子选择电极法、微流控芯片技术和甲醛测定的电化学传感器。化学发光法的原理是在没有任何光、电能或热的条件下，被测物自身发生化学反应而产生光辐射，分析反应产生发光现象中的组分，反应速度由反应分子的浓度决定，化学发光的强度由反应速度决定，因此反应分子的浓度可通过化学发光强度来测定。

离子选择电极法是指利用能对离子或分子态物质产生选择性响应且带有敏感膜的电极。在硫酸介质中，甲醛对溴酸钾氧化碘化钾有促进作用，人们可以用碘离子选择电极跟踪，以建立动力学电位法来测定微量甲醛。微流控芯片技术的原理是，甲醛在芯片上实现衍生反应及富集，通过芯片的终端连接GC-MS来测定甲醛的含量。电化学传感器是由一个或多个敏感元件所构成的传感器，这些元件能产生和被测组分某化学性质相关的电信号，由于被测气体发生反应，其产生的电信号与气体浓度成正比，人们可以据此测定物质浓度。

3 甲醛多维度检测策略

针对甲醛的传统检测方法，新型检测方法可以从原理上解决甲醛检测问题。为了合理利用这些检测方法，有效进行甲醛检测，人们需要设计并优化相应的检测策略。下面将从甲醛释放量的模拟研究、甲醛释放规律研究、甲醛共享式智能检测系统研究、甲醛治理方式等多维度来设计并优化甲醛的检测策略。

3.1 甲醛释放量模拟研究

计算机仿真技术发展迅速，人们可以利用Airpak仿真软件模拟研究高校建筑物中空气的流动、导热等参数。根据甲醛在相对独立空间的浓度变化，实时检测甲醛的污染程度和分布；同时，考虑有无通风、温度、湿度等情况，为实际的甲醛检测和治理提供可靠的理论依据。

3.2 甲醛释放规律研究

高校建筑物中的甲醛释放量与温度、湿度和换气率等因素有直接关联。通过设计多组对比试验，调整不同的温度、湿度和换气率，统计试验数据，并对数据进行拟合，得出甲醛释放量与温度、湿度和换气率的规律，指导甲醛检测和甲醛综合治理。

3.3 甲醛共享式智能检测系统研究

随着共享经济模式和物联网技术的发展，人们可以构建建筑物中的甲醛共享式智能检测系统。该系统主要含有三个方面：甲醛检测模块、可视化操作界面和后台数据处理。首先，可以根据甲醛检测的传统方法和新型检测方法，设计组合式甲醛检测传感器模块，保证检测精度，降低检测成本。其次，可以将可视化操作界面直接开发设计成手机APP，高校师生可以实时监控自身所处环境的甲醛含量，对自己所处校园建筑内的空气质量进行实时监测与评价，必要时可采取相应的处置措施（开窗换气或离开室内环境）；最后，利用环境监测大数据和云计算等数据处理方式，可以实时进行甲醛检测数据处理和传输，保证师生良好的用户体验，根据甲醛的含量选择合适的作息时间。

3.4 甲醛治理方式

高校建筑物中的甲醛治理方式主要分为两种。一是源头治理。标准规范的推出，不能只限于让高校师生认识到甲醛的危害，而应该从国家立法层面出发，从建筑材料的源头抓起，切实解决高校建筑室内的甲醛污染问题，让甲醛真正远离高校，保证师生健康。二是末端净化治理。目前市场上常见且可行性强的末端治理方法有：加强通风、使用净化机、植物消除法、化学试剂喷洒法、活性炭吸附法。与甲醛的检测方法一样，甲醛的各类末端净化技术也各有优缺点。高校需要对这些方法进行优化组合，根据实际情况，设计出一种末端治理策略。其中，根据甲醛检测结果找到甲醛源的精准位置，直接对其进行环保处理，可以有效地降低甲醛的释放量。同时，对已经释放到空气中的甲醛，利用光催化氧化技术对其进行治理，从温度、湿度和空气对流等角度进行调控，逐步处理甲醛，减低甲醛浓度，消减甲醛产生量。

4 结论

甲醛的检测越来越受到关注，其检测方法也越来越多，但不同的方法存在不同的优缺点。传统的检测方法虽已经较为成熟，灵敏度较高，选择性较好，却存在限制条件多、抗干扰性较差、操作过程烦琐等缺点；新型检测方法更方便、快速，但数据的准确性还有待提高，甲醛检测成本还需要进一步降低，普及程度还有待提高。随着经济的发展，甲醛的污染渗透于生活的方方面面，尤其是高校建筑物中，给环境造成污染的同时对人体健康的危害也日益增加，故研发一种选择性好、灵敏度高、稳定性好的甲醛检测方法尤为重要。通过梳理和总结现有的甲醛检测方法，笔者设计了一种多维度甲醛检测策略，旨在提高高校建筑物中的甲醛检测效率，降低检测成本，从而更好地保护师生的身心健康。