室內(nèi)環(huán)境甲醛檢測及治理技術(shù)研究進展

魏 眾

（1.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院 綠色建筑與裝配式建造安徽省重點實驗室，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測站，安徽 合肥 2300031）

0 引言

甲醛是一種無色、有刺激性的氣體，人體過量吸入后會引發(fā)呼吸道、消化道產(chǎn)生中毒性癥狀，嚴(yán)重者可以危害人體的免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生血液疾病，更甚者會誘發(fā)癌癥，世衛(wèi)組織已將甲醛列為一類致癌物質(zhì)。在我國，甲醛被廣泛應(yīng)用于化工、建材、紡織等產(chǎn)業(yè)中。在與人們生活息息相關(guān)的室內(nèi)環(huán)境中，很多常用的裝修建材產(chǎn)品都會向空氣中釋放甲醛，如各種家具中所使用的刨花板、密度板及膠合板等一系列合成板材，一些低廉的作為粘合劑的脲醛樹脂類材料，含有大量甲醛成分，因此在以其為粘合劑的人造板材產(chǎn)品使用過程中，甲醛會源源不斷地釋放，且持續(xù)時間可長達數(shù)十年。所以無論新舊房屋都存在甲醛污染的危害。

1 甲醛檢測方法

由于室內(nèi)甲醛的危害性以及人們重視程度的日益增加，亟需研究并探索出試驗過程簡單快捷、試驗結(jié)果精準(zhǔn)可靠的甲醛檢測方法，目前國內(nèi)外致力于研究的甲醛檢測方法主要為分光光度法，電化學(xué)法，傳感器法，色譜法等。

1.1 分光光度法

分光光度法主要原理為利用甲醛與檢測試劑生成中間物質(zhì)，通過比色法在特定波長范圍內(nèi)檢測。主要分為AHMT法、乙酰丙酮法以及酚試劑法。其中乙酰丙酮法精準(zhǔn)度高，穩(wěn)定性好，但是顯色時間較長，大概需要1小時，不利于快速出結(jié)果。酚試劑法試驗簡單，且可以檢測出的甲醛濃度范圍較大，但是受溫度影響較大。AHMT法特異性和選擇性較高，在其他醛類物質(zhì)共存時不會干擾到檢測結(jié)果，但是可操作性較差。

1.2 電化學(xué)法

電化學(xué)法檢測甲醛主要分為電位法和極譜法。其中電位法是利用膜電極將被測溶液中離子的濃度轉(zhuǎn)化為電位差的一種方法。極譜法是通過極譜波來測定甲醛濃度的方法。張瑞斌等人[1]利用吸附極譜法測定膜細(xì)胞中的甲醛含量，結(jié)果表明峰值電流與甲醛濃度成線性關(guān)系。

1.3 傳感器法

目前主流的傳感器法分別為電化學(xué)、生物及燃料傳感器。譚和平等人[2]對BH-1型甲醛測定儀檢測結(jié)果進行驗證，結(jié)果表明這款儀器基本滿足國標(biāo)要求，可與酚試劑分光光度法等效使用。Korpan Y I等人[3]研制出以pH敏感場效應(yīng)晶體管為傳感器，研制了兩種甲醛選擇性生物傳感器。

1.4 色譜法

色譜法主要有氣相、液相色譜法。Fan Y Q等人[4]建立空氣中甲醛的采樣和氣相色譜分析方法，以水溶液吸收法采取甲醛樣品，利用毛細(xì)管氣相色譜法測定出甲醛濃度線性關(guān)系曲線，誤差較小。向仲朝等人[5]建立了空氣中低濃度甲醛的高效液相色譜定量測定方法。

以上四類方法都可較為精準(zhǔn)地測定出室內(nèi)空氣中甲醛的含量，但多為實驗室內(nèi)的專業(yè)檢測手段，對于廣大群眾來說并不是主要受眾。因此，相關(guān)學(xué)者通過一些手段將實驗室內(nèi)檢測方法簡化開發(fā)成面向市場的甲醛檢測產(chǎn)品，并取得一定成效。管迎梅等人[6]利用改進的AHMT分光光度法制備甲醛檢測試紙，原理為甲醛在堿性環(huán)境下的特定顯色反應(yīng)，比對試紙色澤深淺，測定出甲醛含量。

2 甲醛治理技術(shù)

近年來國內(nèi)外學(xué)者對甲醛的治理進行了大量研究，目前甲醛治理方法研究熱點主要為物理化學(xué)法、生物法及催化氧化降解法這三種，現(xiàn)對以上三種方法的最新研究進展進行綜述。

2.1 物理化學(xué)法

傳統(tǒng)治理甲醛的手段分為物理法和化學(xué)法。其中物理法主要分為通風(fēng)法和物理吸附法，化學(xué)法主要為化學(xué)吸附法。

2.1.1 通風(fēng)法

通風(fēng)法是最常見且成本最低且綠色清潔的甲醛處理方法之一。付騰等[7]在過渡季節(jié)進行通風(fēng)實驗，建立不同風(fēng)速下室內(nèi)甲醛濃度擴散模型，得出通風(fēng)條件下甲醛濃度分為速降和漸變兩個階段，并建立了不同換氣次數(shù)下甲醛濃度預(yù)測模型。

2.1.2 物理吸附法

目前常見的甲醛物理吸附方法為活性炭吸附，但吸附效果不佳，一些學(xué)者嘗試對活性炭進行改性、使用納米替代材料來提高甲醛吸附性。王淑勤等[8]通過NaHSO3和Na2CO3對活性炭進行改性，并對比了顆粒、粉末及改性過的活性炭的甲醛去除效果，結(jié)果表明，經(jīng)改性過的活性炭室內(nèi)甲醛去除率高達60%。胡劉平等[9]研發(fā)出一種新型活性炭，通過與兩種普通活性炭進行對比試驗，發(fā)現(xiàn)新型活性炭吸附效果較兩種普通活性炭大大提高。Bellat等[10]研究了一系列納米多孔材料通過吸附捕獲氣態(tài)甲醛的能力，得出多種陽離子沸石是理想的甲醛氣體吸附材料。

2.1.3 化學(xué)吸附法

化學(xué)吸附法是通過易吸收甲醛的化學(xué)溶劑對室內(nèi)甲醛氣體進行吸收，并且轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)的方法。Gesser H D等人[11]在玻璃纖維過濾器上涂上聚乙烯亞胺，并混合甘油以防止其硬化，可以有效去除室內(nèi)空氣中的甲醛，并通過增加過濾器中聚合物的用量，以延長涂層的使用壽命。

2.2 生物法

傳統(tǒng)的生物法通常是指植物通過光合作用，將室內(nèi)甲醛等有害氣體進行生物轉(zhuǎn)化，分解成水和二氧化碳等無害物質(zhì)。Wolverton B C等[12]將一些盆栽植物進行凈化甲醛實驗，結(jié)果表明，吊籃的甲醛凈化能力最強，且吊籃不僅能通過空氣吸收甲醛，在土壤中的甲醛也可以吸收凈化。

目前微生物法成為研究熱點，微生物法是一些可以分解、轉(zhuǎn)化或利用甲醛的微生物，通過同化或異化作用對甲醛氣體進行無害化降解的方法。Kondo T等[13]從土壤中分離的一種抗甲醛真菌的粗提物中發(fā)現(xiàn)了甲酸氧化酶活性，可在0.45%甲醛濃度的培養(yǎng)基上生長，并且甲醛可消耗完全。牛成潔等[14]培養(yǎng)以甲醛為碳源的微生物，將甲醛進行氧化降解為無害的無機物，并且對該種甲醛降解菌進行富集提純培養(yǎng)，最后得到高甲醛去除率的菌種，制作了室內(nèi)甲醛凈化模型設(shè)備，并通過該設(shè)備有效地凈化了甲醛。植物法及微生物法降解甲醛污染物具有速率慢、效率低的弊端，但其綠色環(huán)保、成本易控，具有極大的發(fā)展前景。

2.3 催化氧化降解法

催化氧化降解法中，光化學(xué)及光催化氧化法是當(dāng)前研究較熱的一項高端氧化技術(shù)。朱曉兵等[15]研究了LED可見光下Au/TiO2催化劑光催化去除甲醛的性能，在特定濕度及光強的條件下，甲醛去除率超過75%，并且研究了Au/TiO2作為催化劑的催化效率隨光強的關(guān)系。

除TiO2這種常見的光敏催化材料外，近年來納米材料也逐漸走進大眾的視線，納米ZnO在光催化甲醛污染物的研究中取得了重大進展。段月琴等[16]通過在陶瓷球上制備ZnO納米棒和含F(xiàn)e的ZnO納米棒，通過對比兩者在紫外光激發(fā)下的甲醛去除率，發(fā)現(xiàn)了含F(xiàn)e量為4%時的甲醛去除率最高，且循環(huán)使用多次后去除率折減量很小。李勰等[17]合成了不同稀土La摻量的納米ZnO材料，通過三氯乙酸對其表面進行活化后與硅藻土混合成復(fù)合材料，用來進行甲醛去除實驗，結(jié)果表明并對其光催化性能進行了研究，結(jié)果表明含有La的復(fù)合材料與純ZnO對比，催化劑光催化降解甲醛能力顯著提升。

3 結(jié)論與展望

甲醛檢測方法較多，主要為分光光度法、電化學(xué)法、傳感器法及色譜法，以上方法多為實驗室檢測方法，便于居民日常的檢測方法可選擇不多，需要加強市場普及性。在甲醛的治理方法上，目前研究熱點主要為物理化學(xué)法、生物法以及催化氧化降解法，這些方法均具有各自的處理方式，同時也具有各自的優(yōu)勢和不足。針對不同濃度、環(huán)境以及階段的甲醛污染物，需結(jié)合不同治理方法的優(yōu)勢和特點，因地制宜地對室內(nèi)甲醛污染物進行處理是治理室內(nèi)甲醛的有效途徑。