室內(nèi)甲醛檢測與治理技術(shù)分析

黃海飛

山東省菏澤市生態(tài)環(huán)境局單縣分局

1 引言

近些年，人們越來越注重生活環(huán)境的裝飾裝修，裝飾裝修熱潮的到來，以及各種建筑材料、裝飾涂料的應(yīng)用，使得室內(nèi)甲醛污染問題越發(fā)嚴(yán)重。甲醛不斷釋放，室內(nèi)甲醛濃度可能會超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而給人體健康帶來巨大威脅，在這樣的背景下，嚴(yán)控甲醛問題、做好室內(nèi)甲醛檢測與治理顯得更加重要。

2 甲醛的危害和來源

甲醛是一種有機(jī)化學(xué)物質(zhì)，無色具有刺激性，甲醛對人體的危害性大，一旦甲醛濃度超標(biāo)，被人體吸入之后，不僅會刺激呼吸道，而且還會出現(xiàn)水腫、眼睛刺痛、頭痛以及支氣管哮喘等問題。長期吸入少量甲醛，還會導(dǎo)致慢性中毒，嚴(yán)重的情況下，還會導(dǎo)致白血病、氣胸等[1]。但是，由于甲醛具有良好粘合性，其在很多裝飾裝修材料中得到應(yīng)用。目前，大部分的裝飾材料中都含有甲醛，比如：涂料、人造板、家具等，另外，在一些室內(nèi)裝飾紡織品中也含有一定量的甲醛，這主要是因為甲醛能夠提升這些材料的防水、防火性，因此，一旦房屋進(jìn)行裝飾裝修，室內(nèi)空氣甲醛含量提升是必然的。室內(nèi)裝修導(dǎo)致室內(nèi)空氣甲醛污染，該污染具有普遍性、潛在性及長期性等特點(diǎn)。據(jù)相關(guān)研究顯示，室內(nèi)家具、裝飾材料甲醛釋放期較長，通常為3~15年。

3 室內(nèi)污染物甲醛檢測方法及選擇

隨著人們生活水平的提高，人們對健康問題的關(guān)注也越來越多，這其中也包括甲醛問題，為了提高生活質(zhì)量，更好的檢測生活中的甲醛含量，甲醛的檢測方法也在與時俱進(jìn)。當(dāng)前人們常用的檢測方法主要包括標(biāo)準(zhǔn)測定法與便攜式檢測法，兩種方法各有所長，人們可以根據(jù)自身需求來進(jìn)行選擇。

3.1 甲醛標(biāo)準(zhǔn)測定法

根據(jù)《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學(xué)污染物》（GB/T 1804.2—2014）中所寫，甲醛標(biāo)準(zhǔn)測定法主要包括：氣相色譜法、電化學(xué)傳感器法、AHMT分光光度法:酚試劑分光光度法以及光電光度法。具體操作流程包括現(xiàn)場采樣、實驗室分析以及數(shù)據(jù)處理等。為了保障檢測結(jié)果的客觀準(zhǔn)確，整個過程都應(yīng)該嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，做到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。對于檢測過程中所需要使用的計量儀器都應(yīng)符合國家計量認(rèn)證，檢測所用的水以及藥劑都必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來對質(zhì)量以及用量進(jìn)行把控，檢測人員的選擇也應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)具備相應(yīng)的檢測資格[2]。為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，整個檢測過程都應(yīng)該處于相同的環(huán)境和條件下。甲醛檢測必須由具備檢測資質(zhì)的機(jī)構(gòu)或單位來進(jìn)行，其具有較高的專業(yè)性，且使用的儀器具有較高的精密度，所以可以獲得更為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。但是這種方法也存在一定的弊端，其操作過程過于復(fù)雜，操作難度較大，耗費(fèi)時間與費(fèi)用較多。

3.2 家用便攜式儀器檢測法

與甲醛標(biāo)準(zhǔn)測定法進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)家用便攜式儀器檢測法價格更低，操作更為簡單，結(jié)果的獲取也更為簡單，所以人們在進(jìn)行選擇時，更加偏愛這種檢測方法。通過這種方法進(jìn)行檢測時，所需要使用的儀器為應(yīng)用便攜式甲醛檢測儀，根據(jù)檢測原理可以將其分為兩類，分別為電導(dǎo)體式檢測儀以及電化學(xué)式檢測儀。半導(dǎo)體檢測儀的主要組成元件為氣體敏感元件，在溫度適宜的情況下，該元件可以對空氣中的甲醛氣體進(jìn)行吸附，電導(dǎo)率會隨著濃度增高而增大，元件發(fā)出的信號也會隨之增強(qiáng)，轉(zhuǎn)換元件可以將信號換算為電信號并進(jìn)行輸出形成檢測結(jié)果。電化學(xué)式檢測儀的核心元件為電化學(xué)傳感器，在電極電壓的作用下，甲醛氣體會進(jìn)行氧化還原反應(yīng)并以電流信號的形式對甲醛濃度進(jìn)行表達(dá)，濃度越高則信號越強(qiáng)。

為了檢測家用便攜式半導(dǎo)體氣敏傳感器法甲醛檢測儀到底適不適用于甲醛檢測，上海市計量檢測技術(shù)研究院的鐘義林等采購了16批次該種儀器，并將其在實際檢測中進(jìn)行使用。結(jié)果表明，在相同的空氣環(huán)境中，該儀器的檢測結(jié)果與使用酚試劑分光光度法所得出的結(jié)果存在15%的誤差，在這16批次的儀器中，誤差最大的為115.5%?？梢钥闯觯@種儀器并不適合對室內(nèi)甲醛濃度進(jìn)行精確檢測。

原因分析:不同品牌和廠家在制造家用便攜式甲醛檢測儀時，并沒有對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一，造成所使用的傳感元件質(zhì)量參差不齊，甚至有部分廠家使用的傳感元件不具備良好的檢測功能，在進(jìn)行儀器制造時，忽略了空氣溫度、濕度以及流速對于檢測結(jié)果的影響。因為中國并沒有將甲醛檢測儀列入計量器具行列，所以這種產(chǎn)品在投入市場時可以不用通過系統(tǒng)計量與測試，這樣一來就無法對其準(zhǔn)確性做出保證。

3.3 檢測方法的選擇

消費(fèi)者可以根據(jù)自己的實際需求來做出選擇。在不存在污染責(zé)任方的情況下，用戶又不急于入住，就可以選擇家用便攜式儀器檢測法對空氣質(zhì)量進(jìn)行大致了解。若是存在污染責(zé)任方，用戶對于入住有迫切需求，對室內(nèi)甲醛濃度需要進(jìn)行詳細(xì)了解，就需要使用準(zhǔn)確度較高的標(biāo)準(zhǔn)測定法，委托具備相關(guān)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)或單位來開展檢測工作，生成具備法律效力的檢測結(jié)果，但這種方法花費(fèi)的費(fèi)用較多[3]。

4 甲醛治理方法分析

為了有效降低甲醛對人體的危害，現(xiàn)研發(fā)出多種技術(shù)來進(jìn)行甲醛治理工作，主要包括：吸附技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、催化氧化技術(shù)以及綠色植物吸收技術(shù)。

4.1 吸附技術(shù)

吸附技術(shù)的本質(zhì)是通過使用吸附劑來對空氣中的污染物進(jìn)行吸附，進(jìn)而降低其對人體的危害。根據(jù)吸附過程的差異可以將吸附分為物理和化學(xué)兩種，通過物理途徑來對甲醛進(jìn)行吸附時，因為吸附劑和甲醛之間存在范德華力可以將二者進(jìn)行結(jié)合，但是這種結(jié)合不夠牢靠，極易發(fā)生脫附現(xiàn)象，所以說這種吸附是可逆的?；瘜W(xué)吸附與物理吸附不同，因為吸附劑表面存在含氧官能團(tuán)，而甲醛可以與之進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生另一種新的物質(zhì)從而起到凈化作用，這個過程是不可逆的。人們在生活中最常使用的吸附劑主要有改性活性炭和活性炭。因為活性炭在使用過程中較容易出現(xiàn)脫附現(xiàn)象，為了提高吸附效率，科學(xué)家對活性炭進(jìn)行改良創(chuàng)造出了改性活性炭，將活性炭進(jìn)行酸處理或者堿處理，使其由物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附。相較于活性炭而言，改性活性炭的吸附性能更高，同時其飽和吸附量和吸附時間也有明顯提升。除此以外，改性活性炭的再生能力以及化學(xué)穩(wěn)定性都優(yōu)于活性炭，當(dāng)前人們主要使用的改性活性炭包括木質(zhì)活性炭、椰殼活性炭以及煤質(zhì)顆粒活性炭等。

4.2 光催化氧化技術(shù)

其具體的工作原理為，附著在催化劑表面的空氣中的氧氣被光生電子發(fā)生反應(yīng)，被還原成為O2-，微量水被光生空穴h+氧化為-OH自由基，前兩者可以產(chǎn)生高活性的氧化劑，提供甲醛進(jìn)行深度氧化，再經(jīng)過中間產(chǎn)物甲酸氧化，最終生成二氧化碳和水。為了減少甲醛產(chǎn)生的危害，可以采用納米TiO2進(jìn)行催化降解。為提高納米TiO2的光催化降解能力，可以在選擇載體時，挑選吸附效果較強(qiáng)的載體，常用載體有氣溶膠與活性炭等，這種方法可以有效提高降解甲醛的效率。另外，外界的干擾因素會直接影響納米TiO2的光催化效果，如溫度與濕度的影響。

4.3 催化氧化技術(shù)

其具體的工作原理為，氧氣與甲醛在一定溫度下經(jīng)過催化劑的作用，生成水和二氧化碳。提供反應(yīng)的溫度大多數(shù)可分為兩種，分別是高溫多相催化氧化與常溫多相催化氧化。錳氧化物是常用來當(dāng)做很多催化反應(yīng)的催化劑與載體材料，可以進(jìn)行深度氧化反應(yīng)，其特性很優(yōu)越，催化活性很高，并且價格便宜、資源豐富，室內(nèi)溫度下可以與甲醛較好的氧化催化，并且不會產(chǎn)生有害氣體。近些年，崔維怡等人對于各種類型的錳氧化物與甲醛進(jìn)行催化氧化反應(yīng)中的催化性能進(jìn)行深度研究，總結(jié)得出：室溫下甲醛進(jìn)行催化氧化反應(yīng)效率較低，但是在低溫中的甲醛與錳氧化物催化氧化反應(yīng)效率較高，為達(dá)到制作環(huán)保高效的錳氧化物催化劑并運(yùn)用到實際生活中，還應(yīng)深度研究[4]。

有學(xué)者研究表明：在催化劑表面比表面積越大越有利于越多的甲醛分子吸附，而13%MnOx/SiO2無定形催化劑具備這個特點(diǎn)。

4.4 綠色植物吸收技術(shù)

綠色植物可以有效吸收空氣中的甲醛。有研究人員采用家庭中常見的五種植物進(jìn)行吸收室內(nèi)揮發(fā)性污染物的比對實驗，實驗結(jié)果表明每種植物對于凈化室內(nèi)揮發(fā)性污染物的能力各不相同，尤其是五種家庭植物中的綠蘿吸收室內(nèi)揮發(fā)性污染物的能力很不明顯。此項研究具有重要意義，結(jié)果表明那種室內(nèi)植物對甲醛凈化效果最佳。但是，體積偏小的植物在凈化吸收室內(nèi)揮發(fā)性污染物時，如果超過其本身承受能力，植物會出現(xiàn)斑點(diǎn)與枯黃的情況，嚴(yán)重的還會死亡。

5 室內(nèi)甲醛治理對策

除甲醛常見并有效對策是裝修結(jié)束后進(jìn)行長達(dá)半年以上的通風(fēng)。達(dá)到國家入住標(biāo)準(zhǔn)后，才能入住。對于沒有計劃入住的，不用花費(fèi)進(jìn)行檢測與治理，可以持續(xù)開窗通風(fēng)。

5.1 選用綠色建筑材料

在室內(nèi)進(jìn)行裝修時，可以選用綠色建筑材料進(jìn)行裝修，因為綠色建筑材料中，不含有毒有害物質(zhì)，沒有環(huán)境污染廢棄物，并且擁有專業(yè)機(jī)構(gòu)給出的綠色認(rèn)證標(biāo)識。選擇綠色材質(zhì)進(jìn)行施工時，應(yīng)從兩個方面辨別真?zhèn)危海?）對于綠色材質(zhì)的質(zhì)檢報告，必須擁有國家相關(guān)部門給出的CMA與CAL標(biāo)識，并且蓋章運(yùn)用騎縫蓋章法；（2）認(rèn)真查看質(zhì)量監(jiān)督監(jiān)管部門的檢測報告與綠色材質(zhì)的出廠檢驗報告是否符合當(dāng)前國家標(biāo)準(zhǔn)，對于沒有任何其中一項的，不予以采用。

5.2 末端治理措施

在甲醛治理技術(shù)的選擇上要根據(jù)實際情況來進(jìn)行選擇，如果房屋本身具備良好的通風(fēng)情況，但是甲醛濃度較高，此時可以使用催化氧化技術(shù)和光催化氧化技術(shù)來對甲醛進(jìn)行治理。常溫情況下，只要保持好催化劑的活性并進(jìn)行合理操作，就可以將空氣中的部分甲醛進(jìn)行氧化分解生成CO2和H2O。若是房屋不具備較好的通風(fēng)情況，但是甲醛濃度并不算很高時，可以使用活性炭吸附技術(shù)來凈化空氣中的甲醛，活性炭具有較強(qiáng)的甲醛吸附能力，其弊端就是較易脫附，當(dāng)吸附劑處于飽和狀態(tài)時，為了使其保持活性需要對其進(jìn)行脫附處理，所以當(dāng)室內(nèi)的甲醛濃度過高時，為了維持吸附劑的作用，不宜使用活性炭進(jìn)行吸附。當(dāng)甲醛濃度與標(biāo)準(zhǔn)值相近時，可以通過擺放植物來對甲醛進(jìn)行處理，蘆薈、綠蘿以及虎尾蘭等植物都可以有效的進(jìn)行空氣凈化。在一定情況下，上述的治理技術(shù)可以進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，但在使用的同時應(yīng)該避免產(chǎn)生二次污染。

不論采取何種技術(shù)進(jìn)行甲醛治理，在一周以后都可以檢測到甲醛濃度降低，如若沒有，則證明治理無效。

6 結(jié)束語

從現(xiàn)階段我國室內(nèi)甲醛檢測與治理的情況來看，其所面臨的形勢十分嚴(yán)峻。隨著室內(nèi)裝飾裝修行業(yè)的繁榮，各種各樣的裝飾材料被引入室內(nèi)，這些材料都會在一定程度上釋放甲醛，吸入甲醛之后，人體會出現(xiàn)不良反應(yīng)，長期吸入少量甲醛，將會對人體造成不可逆的損害，因此，加大室內(nèi)甲醛檢測與治理力度，是構(gòu)建良好人居環(huán)境的關(guān)鍵。