淺析室內(nèi)環(huán)境中甲醛的危害及檢測

趙莉

（甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

隨著室內(nèi)裝修的多樣化，室內(nèi)環(huán)境中污染物種類也增多，人們對室內(nèi)環(huán)境污染物的危害程度和防治辦法越來越重視。室內(nèi)甲醛由于具有對人體的較強(qiáng)烈危害性，已于近年來逐步成為室內(nèi)環(huán)境中首要的質(zhì)量檢測項(xiàng)目之一。本文在查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對室內(nèi)空氣中各類污染物簡明介紹、對甲醛的物理化學(xué)性質(zhì)、危害、來源及甲醛的檢測方法和影響進(jìn)行闡述，著重運(yùn)用酚試劑分光光度法進(jìn)行試驗(yàn)室人員對比來探討室內(nèi)甲醛污染物的檢測人為因素的影響，最后對人們在平時生活中防治甲醛的常見方法進(jìn)行介紹。

1 室內(nèi)環(huán)境污染物

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》[GB 50325-2010（2013 版）]指出氡（Rn222）、甲醛、氨、苯和總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）、聚氨酯涂料中游離甲苯二異氰酸酯（TDI）是室內(nèi)環(huán)境的主要污染物。甲醛由于其具有對人體的較強(qiáng)烈危害性，已于近年來逐步成為家居產(chǎn)品市場上首要的質(zhì)量檢測項(xiàng)目之一。

2 甲醛及其化學(xué)性質(zhì)

2.1 甲醛

甲醛（HCHO），蟻醛是它的另外一種叫法，是醛類中最簡單的一種。它無色、具有強(qiáng)烈氣味的刺激性氣體，略重于空氣，易溶于水，在水中含量達(dá)到35%～40%俗稱福爾馬林。隨著裝飾裝修的普及和化工產(chǎn)品的加工生產(chǎn)的增加，產(chǎn)生甲醛的污染源呈現(xiàn)多樣化，又由于它易揮發(fā)，污染濃度也較高，是目前需要重視并需要治理的室內(nèi)主要污染物之一。

2.2 甲醛的化學(xué)性質(zhì)

1）甲醛的水溶性：甲醛易溶于水，與水反應(yīng)生成它的水合物，并處于化學(xué)平衡狀態(tài)。

2）甲醛的還原性：甲醛可被氧化劑氧化成甲酸，并可進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水。

HCHO氧化劑HCOOH氧化劑CO2+H2O

3）甲醛與酚試劑縮合反應(yīng)：酚試劑作為吸收液，吸收空氣中的甲醛，反應(yīng)生成嗪，經(jīng)氧化后，建立“酚試劑分光光度法”，用于室內(nèi)空氣中甲醛含量檢測。（酚試劑C6H4SN（CH3）C：NNH2·HCl簡稱MBTH。）

4）甲醛與NH4+的加成反應(yīng)：甲醛與銨鹽反應(yīng)，生成六次甲基四銨鹽。

3 室內(nèi)甲醛的危害

3.1 甲醛的來源

通過大量的研究發(fā)現(xiàn)居室內(nèi)甲醛主要來源如下：1）燃料和煙葉的不完全燃燒；2）建筑材料、裝飾物品、生活用品等是室內(nèi)常用物品，他們都屬于化工產(chǎn)品。歸納如下：

1）人造板及木制家具中釋放出的游離甲醛；

2）內(nèi)墻涂料和其他涂料中的甲醛；

3）帶有脲醛樹脂膠粘劑的墻紙；

4）含有甲醛的汽車尾氣、工業(yè)廢氣等進(jìn)入室內(nèi)；

5）香煙、噴灑消毒劑、清潔劑等可能帶入甲醛。

3.2 甲醛的危害

甲醛的濃度越高，對人體健康的危害越大，《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》[GB 50325-2010（2013年版）]規(guī)定了民用建筑室內(nèi)環(huán)境中甲醛的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（表1）。甲醛對人體健康的主要影響表現(xiàn)為：嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常和免疫功能異常等。甲醛濃度如達(dá)到0.06mg/m3～0.07mg/m3時，會導(dǎo)致兒童輕微氣喘；而當(dāng)甲醛濃度打到0.1mg/m3時，會出現(xiàn)異味并有不適感；達(dá)到0.5mg/m3時，眼睛受到刺激而引起流淚；達(dá)到0.6mg/m3時，咽喉會出現(xiàn)不適或疼痛；如果濃度進(jìn)一步提高，會出現(xiàn)惡心嘔吐、咳嗽胸悶、氣喘可能會出現(xiàn)肺水腫；導(dǎo)致人死亡的濃度是30mg/m3（見表1）。

表1 室內(nèi)環(huán)境甲醛驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

4 室內(nèi)甲醛的檢測方法及影響因素

4.1 檢測方法

室內(nèi)裝修工程完成后7天，以及在工程交付使用前這段時間里，可進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境甲醛檢測工作。如果是集中空調(diào)民用建筑，一定要在空調(diào)正常運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行甲醛的檢測工作。而對于采用自然通風(fēng)的民用建筑工程，甲醛檢測工作應(yīng)該在對外門窗關(guān)閉1小時后進(jìn)行。具體檢測方法分述如下。

4.1.1 AHMT 分光光度比色法

本方法主要依據(jù)《居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 分光光度法》（GB/T 16129），其原理為空氣中甲醛與AHMT在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)，然后經(jīng)高碘酸鉀氧化成紫紅色化合物，其色澤深淺與甲醛含量成正比，通過比色定量測定甲醛的含量。適用于民用建筑室內(nèi)甲醛的測定（如圖1所示）

圖1 AHMT分光光度法原理圖

4.1.2 酚試劑分光光度法

圖2 分光光度計(jì)、比色皿、酚試劑反應(yīng)圖

本方法主要依據(jù)《公共場所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2部分：化學(xué)污染物》（GB/T 18204.2-2014），讓室內(nèi)空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪放入酸性溶液中再被高鐵離子氧化變成蘭綠色化合物，這個綠色化合物顏色的深淺，再進(jìn)行比色定量。測定較為方便（如圖2所示）。

4.1.3 氣相色譜法

本方法原理為氣相色譜法是色譜法的一種。色譜法中有兩個相，一個相是流動相，另一個相是固定相。如果用液體作流動相，就叫液相色譜，用氣體作流動相，就叫氣相色譜。適用于民用建筑室內(nèi)甲醛的測定（如圖3所示）。

圖3 氣相色譜儀、氣相色譜圖

4.1.4 乙酰丙酮分光光度比色法

本方法原理為在過量銨鹽存在的情況下，甲醛與乙酰丙酮作用，生成黃色的3，5-二乙酰基-1，4-二氫盧剔啶，根據(jù)顏色深淺，采用分光光度法，比色定量。對于樹脂、涂料、人造纖維、塑料、橡膠、染料、制藥、油漆、制革等生產(chǎn)過程中排放廢氣，以及在醫(yī)藥消毒、防腐、熏蒸時所產(chǎn)生的甲醛的測定非常適用（見圖4）。

圖4 乙酰丙酮分光光度曲線圖

4.1.5 其他

市面上常常出現(xiàn)的家用甲醛自測試紙或自測盒，這類甲醛自測試劑的精確度很低，準(zhǔn)確度差，不能明確定義為檢測室內(nèi)甲醛的方法。

4.2 影響因素

4.2.1 幾類影響因素

a.室內(nèi)環(huán)境中影響因子。

為消除二氧化硫的干擾，可以先將采集的氣樣經(jīng)過硫酸錳濾紙過濾器，目的是給予清除。主要針對甲醛與二氧化硫共存情況。

b.人為因素的影響。

人為因素對于檢測結(jié)果至關(guān)重要。所以要提高檢測人員的素質(zhì)職業(yè)道德、責(zé)任心以及專業(yè)水平，以確保檢測結(jié)果的可靠以及準(zhǔn)確性。

c.儀器設(shè)備及環(huán)境的影響。

檢測儀器和設(shè)備如空氣采集器、溫度計(jì)、壓力計(jì)、分析天平等儀器的精度、質(zhì)量優(yōu)劣，會使檢測結(jié)果出現(xiàn)誤差，當(dāng)這個誤差超過允許值時，就會導(dǎo)致檢測結(jié)果偏差，從而影響檢測質(zhì)量。

d.檢測方法的影響。

檢測方法很多，在選擇時候要注意檢測目標(biāo)和要求確保滿足，還應(yīng)注意要符合相關(guān)試驗(yàn)檢測規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。所以，正確地選擇檢測方法以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和檢測質(zhì)量。

4.2.2 實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用酚試劑分光光度法進(jìn)行人員對比試驗(yàn)，檢驗(yàn)人為因素的影響。

根據(jù)GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（2013年版）、《公共場所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2 部分：化學(xué)污染物》（GB/T 18204.2-2014第7.2節(jié)）：酚試劑分光光度法試驗(yàn)要求，對同一房間、同時間段、同等環(huán)境下進(jìn)行人員對比試驗(yàn)。

所用試驗(yàn)設(shè)備：TQ-1000雙路大氣采樣器（鹽城天悅儀器儀表有限公司）、721型分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司，校準(zhǔn)證書號：D19AA03221305）；

試驗(yàn)環(huán)境：室溫24℃，大氣壓79.6kPa。

試驗(yàn)過程如下：

1）將房間的對外門窗關(guān)閉1h后進(jìn)行采樣。

2）采用對角線法在房間中布置2個采樣點(diǎn)，測點(diǎn)距內(nèi)墻面不小于0.5m，距樓地面高度0.8m～1.5m，避開通風(fēng)道和通風(fēng)口。

3）采樣：將5mL吸收液（見所需主要試劑）裝入采樣器的吸收管（圖5），以0.5L/min流量采樣，采氣體積10L（圖6）。記錄采樣點(diǎn)的溫度和大氣壓力，室溫下樣品在24h內(nèi)分析。

所需儀器為TQ-1000雙路大氣采樣器：

圖5 大型氣泡吸收管

圖6 TQ-1000雙路大氣采樣器

4）所需主要試劑：

a.吸收原液（1.0g/L）：稱量0.10g酚試劑，加水至100mL，放冰箱中保存，可穩(wěn)定3d。

b.吸收液：量取吸收原液5mL，加95mL水，即為吸收液，使用前配制。

c.硫酸鐵銨溶液（10g/L）：稱 量1.0g硫酸鐵銨，用0.1mol/L鹽酸溶解，并稀釋至100mL。d.甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1μg/mL）5）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取10mL具塞比色管9支，按下表制備甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列。

表2 甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列

在9只管中放入0.4mL硫酸鐵溶液，搖勻后放置15分鐘。用1cm比色皿，在630nm波長下，以蒸餾水做參比，測定9只管溶液的吸光度。以甲醛含量為水平軸，吸光度為豎直軸，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，計(jì)算回歸線斜率，以斜率倒數(shù)作為樣品測定的計(jì)算因子Bs（μg/吸光度）。

6）樣品測定（所用儀器見圖2）：將樣品溶液全部轉(zhuǎn)入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使總體積為5mL，加入0.4mL硫酸鐵銨溶液搖勻，放置15min。在630nm波長下，用1cm比色皿，以蒸餾水做參比，測定溶液的吸光度（A）。在每批樣品測定的同時，用5mL未采樣的吸收液做空白對照，測定空白樣的吸光度（A0）。

7）結(jié)果計(jì)算

a.采氣體積換算：將實(shí)際采氣體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采氣體積。

式中：V0-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采氣體積，L；

Vt-實(shí)際采氣體積，L；

T-采樣點(diǎn)溫度，℃；

T0-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對溫度，273K；

P-采樣點(diǎn)的大氣壓，kPa；

P0—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓，101kPa。

b.計(jì)算空氣中甲醛質(zhì)量濃度。

C（CH2O）=（A-A0）×BS/V0

其中：C（CH2O）-空氣中甲醛質(zhì)量濃度；mg/m3；

A-樣品溶液的吸光度；

A0-空白溶液的吸光度；

BS-計(jì)算因子，μg/吸光度；

V0-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積；L

c.用室內(nèi)甲醛含量-室外甲醛含量得出被測房間室內(nèi)空氣中甲醛濃度。

為了實(shí)實(shí)在在測出建筑材料和裝修材料所產(chǎn)生的污染，室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)（除氡外）均應(yīng)扣除室外空氣空白值，這也是工程建設(shè)必須有效控制的內(nèi)容，因?yàn)槭彝饪諝馕廴静皇芄こ探ㄔO(shè)單位控制，與建筑材料等產(chǎn)生的污染無關(guān)。

表3 甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

表4 兩次采樣結(jié)果計(jì)算

采樣過程必須規(guī)范，吸收液應(yīng)符合規(guī)范要求，在冰箱中72h以內(nèi)有效，時間過長，導(dǎo)致吸收液濃度及成分發(fā)生變化，造成采樣不準(zhǔn)，結(jié)果產(chǎn)生誤差。

5 甲醛治理方法

5.1 實(shí)驗(yàn)室專業(yè)治理甲醛的方法

1）TiO2光催化降解法，即等離子催化降解法；

2）電催化氧化降解法；

3）負(fù)離子法；

4）空氣觸酶全面噴灑法；

5）甲醛特效溶解酶噴灑法；

6）高溫高濕排甲醛法；

7）臭氧發(fā)生技術(shù)降解法。

5.2 生活中常見治理甲醛的方法

1）如超標(biāo)1倍左右可不做治理，只用活性炭等加以吸收；

2）通風(fēng)換氣法；

3）植物凈化降解法。

6 結(jié)語

從以上數(shù)據(jù)可以看出，同一房間、同檢測設(shè)備、同等環(huán)境下，室內(nèi)環(huán)境甲醛檢測由人員造成的誤差較小，當(dāng)然也與自身的熟練程度有關(guān)，但環(huán)境溫度對現(xiàn)場的影響較大，如由于現(xiàn)場溫度高，造成當(dāng)時甲醛釋放量大，從而使所測結(jié)果偏大；目前房屋驗(yàn)收檢測以毛坯房為主，污染源較少，甲醛含量滿足國家規(guī)范要求，當(dāng)住戶入住之后，有了裝修以及家具的存在，檢測結(jié)果普遍不合格，從而和驗(yàn)收前結(jié)果有一定的矛盾，后期如果安全入住，需要進(jìn)行處理，以保證甲醛含量在規(guī)范限值以內(nèi)。

現(xiàn)在室內(nèi)裝飾中大量使用裝飾材料、人造板，而這些材料在生產(chǎn)過程中又不能完全消除甲醛的影響，致使室內(nèi)裝飾不可避免受到甲醛釋放所造成的污染，且甲醛的釋放還是一個長期緩慢的過程。人們?yōu)榇嗽诓粩嗟呐?，研制各種方式方法來降解、減少甲醛污染對人體的造成的危害，方法有：經(jīng)常開窗通風(fēng)，降低甲醛的濃度。

除此之外，實(shí)際檢測工作中，選擇正確的檢測方法，不斷提高檢測人員的專業(yè)水平，加強(qiáng)對儀器設(shè)備及環(huán)境的控制，進(jìn)一步提高室內(nèi)環(huán)境檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。本文通過對甲醛的危害，檢測方法及影響因素的分析、防治措施簡單闡述，讓人們進(jìn)一步了解甲醛的危害，注重甲醛的檢測以及治理，生活水平日益提高的同時確保健康的生活環(huán)境。