室内空气中甲醛的检测、治理和控制

钟碧环(优力检测服务(广州)有限公司，广东 广州 511458)

0 引言

随着经济的发展和城市化进程的加快，人们对室内装饰装修的需求日益增多，而新装修环境的室内空气污染引起人们越来越高度的关注，新装饰装修的材料品种众多、材质不一，其中很多材料或制成品因在加工过程中使用甲醛，人们用于居室装修，成为室内甲醛超标的主因。

1 室内空气中甲醛对人体的危害

甲醛是IARC分级确认的致癌物质。当甲醛在空气中达到0.06～0.07mg/m3时，儿童就会发生轻微气喘；达到0.1mg/m3时，就有异味和不适感；达到0.5mg/m3时，可刺激眼睛、引起流泪；达到0.6mg/m3，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐、咳嗽胸闷、气喘甚至肺水肿；达到30mg/m3时，会致人死亡。长期接触甲醛可引发呼吸功能障碍和肝中毒性病变，表现为肝细胞损伤，并且还有数据表明，现代居民患白血病的几率增加和甲醛含量超标有很大的关系。

2 室内空气中甲醛的来源

甲醛广泛应用于化工行业、木材工业、纺织产业等等，很多常用的装饰装修材料都会释放甲醛。如板式家具或者定制家具使用的板材包括刨花板、密度板、胶合板等人造板材，生产者在制造过程中大量使用价格低廉的脲醛树脂类型的粘合剂。脲醛树脂以甲醛和尿素为主要成分，在树脂生产中甲醛需保持过量。因此脲醛树脂中含有甲醛，在以其为粘合剂的人造板材产品使用过程中，甲醛会源源不断地释放，时间可长达数十年。所以不管是新装修住宅还是旧住宅都存在甲醛危害的风险。

3 室内空气中甲醛检测的主要方法

甲醛的测试方法从机理和操作方式来看主要有以下5类：

3.1 紫外分光光度法检测甲醛

传统甲醛的检测方法主要是利用甲醛具有氧化性的化学性质，加入显色剂与其反应显色，使用紫外分光度计进行测定。

3.1.1 酚试剂法

酚试剂[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl]俗称MBTH，是一种常见的化学试剂，价格便宜，化学性质活泼，易和甲醛结合生成嗪，嗪在酸性溶液中会被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物。采样前取一定量酚试剂溶液作为吸收液，采样时使恒定气流通过吸收液，采样完毕后把吸收液带回实验室加入过量硫酸铁铵溶液进行显色反应，做比色定量即可[1]。由于嗪亦可与乙醛、丙醛等同系物发生反应，对甲醛的测量形成干扰，导致甲醛测量结果偏高。

3.1.2 AHMT法

甲醛与AHMT[C2H6N6S]在碱性条件下缩合，经高碘酸钾氧化成紫红色化合物，通过比色定量测得甲醛含量。采样前取一定量吸收液，采样时使恒定气流通过吸收液，采样完毕后把吸收液带回实验室加入AHMT溶液进行显色反应，即可用光度计测定。该法灵敏度高，特异性和选择性均较好，乙醛、丙醛、丁醛、苯乙醛等醛类物质共存也不会造成干扰测定[2]。

3.1.3 色酸法

甲醛在酸性条件下与变色酸生成紫红色化合物，该有色化合物的最大吸收波长为580nm。采样时使用NaHSO3水溶液进行吸收，采样后加入硫酸和色酸进行反应显色即可[8]。

3.2 气相色谱法检测甲醛的DNPH衍生物

甲醛在酸性条件下被吸附涂有2，4-二硝基苯肼(2，4-DNPH)担体上，生成稳定的甲醛腙，使用二硫化碳洗脱后，引入色谱柱分离定性，用氢火焰离子化检测器检测。该方法使用固相载体进行空气样本采集，可以避免使用液体吸收液，方便运输；检测手段由于使用了色谱法，可以准确定性，避免了同系物的干扰，具有显著的优点。该法涉及采样管洗脱过程，其中加入溶剂进行洗脱操作误差可能较大；甲醛衍生物在氢火焰检测器中信号仍不够灵敏，检出限与前者方法相比并没有更优[3]。

3.3 液相色谱法检测甲醛的DNPH衍生物

吸收液采样-紫外分光光度测甲醛灵敏度和重现性较好，但需用到液体吸收液，携带不便、运输麻烦；而气相色谱法测甲醛具有定性准确无干扰和采样方便的优点，但洗脱麻烦且灵敏度一般。近年逐渐得到推崇的DNPH固相柱法，原理是把DNPH涂敷在硅胶填料上，把填料填充为单独采样管，采样时把采样管连接采样泵，采样完毕后盖好带回实验室，加入溶剂进行洗脱、收集洗脱液即可由液相色谱进行检测[11]。其反应方程式如图1所示。

图1 羧基化合物与DNPH衍生反应方程式

该法产物性质稳定、采样方便、运输便捷、定性准确和灵敏度高，在国外早已得到广泛使用。缺点是液相色谱仪器昂贵，商品化的DNPH采样管价格不菲。

3.4 试剂盒法快速检测法

试剂盒法检测甲醛的基本原理是试剂盒中试纸浸渍了对甲醛敏感的显色剂，当试纸遇到空气中的甲醛后会变色，从而给消费者感官判断甲醛浓度范围。但由于比色无法准确定量，

且空气中存在很多干扰因素影响显示，此外试剂盒本身很容易受污染，所以借鉴意义不大。

3.5 甲醛检测仪直读法

一些绿色建筑认证提出对室内空气质量进行监测的要求，其催生市场上出现电子式甲醛检测仪。电子式甲醛检测仪的检测原理通常分为光电光度计和半导体式检测法。光电光度计利用甲醛跟浸有显色剂的试纸反应产生变色，变色程度不同导致反射光强度不一，把光强度转变为电信号即可提示甲醛浓度，这类型检测仪同样会受到环境很多因素的干扰，并需对光度计定期校准和更换消耗品。半导体式检测仪是利用半导体材料在一定温度下，电导率随着环境中气体成份的变化而变化的原理制造的，这类检测仪稳定性较差，专属性较差，容易受到空气中其他气体的干扰，应进行性能验证[5]，与实验室甲醛化学检测建立相关性，再投入使用，并且应定期评价其性能。

4 室内甲醛污染治理

治理甲醛超标直接影响人们入住新环境。除了开窗通风、使用活性炭吸附甲醛等，近几年市场上出现不同方法和作用机理的清醛产品供人们选择。

4.1 主动式空气净化器法

主动式空气净化器法根据清除甲醛的原理不同有分为光催化空气净化器，静电式空气净化装置，吸附式空气净化装置，负氧离子空气净化装置等[6]，必须注意的是这些净化器并不具有专属去除甲醛的性能。

4.2 物理吸附法

使用具有多孔结构和高比表面积的物质对甲醛的吸附，从而达到降低空气中甲醛浓度。目前市场上对甲醛有吸附作用的物质包括活性炭、硅藻泥、活性氧化铝和分子筛等。不同物质的吸附效率大不相同，同种物质的吸附效率由于表面性状和生产工艺不同也表现出不同的吸附能力。物理吸附法简便易用，但对甲醛浓度的降低能力有限，载体容易达到饱和，饱和后可能发生脱附产生二次污染。

4.3 化学反应法

近年来前市面上也有提供专业治理甲醛业务的公司，主要采用化学反应法：使用能与甲醛发生化学反应使其分解的环保清醛产品，由于该法具有专属性，因此除低甲醛浓度更有效率。根据分解甲醛的不同机理可分为氨基除酶类、光触媒类(依靠照明光)、生物酶等等。不同产品除醛效果良莠不齐，消费者难以辨别除醛效率和除醛的持久性。除醛产品性能评价的统一标准尚待开发和完善。目前有标准使用动态试验舱，放入清醛产品并从舱外持续通入恒量浓度甲醛进行试验，从而模拟和考察在恒定甲醛释放源的室内环境下产品的除醛效率[7]。

5 室内甲醛污染控制

无论是甲醛测量还是事后治理都给人们带来成本和时间的代价。大型商用建筑或精装修开发商越来越关注到消费者对室内环境的环保要求，也在寻求更高效、更低成本的解决方案。

5.1 合理选择室内装修材料

人们宜选择环保低释放的材料，例如选择用无醛胶粘合的复合板材而不选择用酚醛树脂做粘合的板材；使用水相油漆而不是有机相油漆；避免使用大量且复杂的装修材料，尽量选择简装更健康、环保，此外长期保持室内通风效果是不二选择。制造厂商应从健康发展的角度，积极研究甲醛的来源，应从原料和生产工艺双管齐下优化产品，避免成品的甲醛释放超标。目前一些绿色建筑评价标准明确规定使用符合甲醛和其他有害物质释放限值标准要求的建材的加分细则，将促进装饰装修生产行业的工艺研发和改进。值得提醒的是甲醛含量低的产品同样有带来室内空气甲醛超标的风险，由于意识和历史的原因，我国装饰装修行业产品标准的甲醛限值很多都是针对含量，然而造成空气中甲醛超标的却是甲醛释放量。在考虑制定产品释放限值时不仅要参考室内空气甲醛限值水平，更要结合产品在人居环境中的用量进行制定。限量水平一般来说可以采取两种形式：单位使用量的释放率或释放因子或者典型用量场景下的浓度[12,13]。

5.2 使用预测模型制定装修方案

近几年已有研究和标准阐述在装饰装修之前进行干预，即通过提前收集不同材料的甲醛释放量以及用量，使用计算机软件建立模型进行精准计算，预测竣工后空气中甲醛及其他污染物的浓度[8,9]。用户根据预测结果可以对材料更换。装修方案一旦确定后，装修的施工过程亦严格进行标准化作业，避免不必要的施工或材料的更换。这种干预方式从材料选择、材料使用量以及施工过程进行全程的管理，可以从源头上控制甲醛释放源，但依赖于专业装修设计公司的咨询服务以及施工队的标准化作业，更适合开发商对大型楼宇或商品房装修项目。

6 结语

室内空气中的甲醛对人体健康有害，入住新房或楼宇时应准确测量甲醛浓度。准确测定甲醛浓度和选择良好治理甲醛是降低风险的关键，通过事前干预控制室内甲醛释放源则是提高人们新屋入住体验的根本。