室内空气甲醛检测及去除技术的最新进展

室内空气甲醛检测及去除技术的最新进展

陶唯唯

绍兴市越城区建设工程质量监督检测有限公司,浙江省绍兴市312000

摘要：随着生活水平的不断提高，人们对家居健康有着更高的追求，对室内甲醛污染问题的关注度也在逐年提高，对室内空气中甲醛的检测成为众多家庭的选择。甲醛检测作为一项民生需求，其市场规模巨大，但检测机构在提供检测服务时也存在诸多问题，行业有待进一步规范。

关键词：室内空气；甲醛检测；去除技术

引言

人一生中80%以上的时间要在室内度过，老人、婴儿等在室内度过的时间更长，室内空气质量直接关乎人们的身体健康和生活质量。室内空气中常见的污染物主要是氡、甲醛、苯、氨、TVOC等，其中甲醛污染问题最为突出，是最主要的超标因子。

1甲醛的概述

1.1甲醛的性质

甲醛在常温下是气体，易溶于水和乙醇，无色、易溶、且有刺激气味，化学性质和生物性质活泼。甲醛具有毒性，在我国有毒化学品优先控制名单上位居第二，并于2002年11月19日被列为《室内空气质量标准》（GB/T1883—2002）主要控制的化学污染物之一。

1.2甲醛的危害

（1）致癌性甲醛的致癌、致畸性早已被国际癌症研究中心认定。在实际生活中，甲醛常与其它有害气体共存于室内空气中，而且，在复杂的环境下，甲醛还可产生各种自由基和反应中间体，导致更具毒性的化合物的形成。

（2）致敏性甲醛是一种环境致敏源，质量浓度达0.12~0.25mg/m3时，就会产生刺激性气味；质量浓度达2.5~6.2mg/m3时，会刺激人的眼睛、感官，使人打喷嚏、咳嗽等。过敏性接触性皮炎（allergiccontactdermatitis，ACD）发病因素主要和接触性化合物过敏原有关，黄南等研究发现室内办公人员ACD患者中，有17.82%是由甲醛所引发。

（3）危害神经系统处于存在甲醛的密闭环境中，甲醛会穿过人的血脑屏障，导致海马细胞死亡和记忆障碍。人类若长期暴露在甲醛环境中，会有头晕、记忆力衰退、情绪不稳定等不良症状。虽然，内源性甲醛可为人体各种生理化学反应提供重要的一碳单元。但是，在病理及外界不良因素影响下，机体内过量的甲醛会导致诸多疾病的发生及发展，如内源性甲醛的过量蓄积是神经退行性疾病如阿尔兹海默症、帕金森症的病发的重要诱因。

（4）破坏人体免疫系统甲醛会抑制人体中部分免疫分子和细胞功能，进而危害人体免疫系统。例如，相关研究表明，缺乏线粒体乙醛脱氢酶2（aldehydedehydrogenase2，ALDH2）和细胞质乙醇脱氢酶（alcoholdehydrogenase5，ADH5）两种醛类解毒酶时，小鼠易患白血病。另外，Dingler等还证实甲醛是ALDH2和ADH5的共同基质，会诱导先前未确诊的遗传性骨髓衰竭和白血病前期综合征。因此，内源性甲醛的清除，对造血和限制体细胞组织中的突变至关重要。

2当前室内甲醛检测中存在的问题

2.1　空气采样器未检定、可靠性不足

空气采样器未检定，采样系统气密性不足、漏气、流量误差大是甲醛采样过程中常见问题。空气采样器是室内甲醛检测的关键仪器，按规定空气采样器应符合国家有关标准和技术要求，并且每年要进行计量检定。室内甲醛检测首先要通过采样器抽取一定体积的室内空气流经吸收液使待测物被分离出来，采样器使用一定的时间后，抽气泵的性能及自身的密封性会发生改变，抽气泵性能下降以及采样系统气密性不足、漏气会使仪器的实际流量与示值流量存在较大误差，流量误差较大时，在计算甲醛检测值时会明显偏离真实的甲醛浓度值。采样器采样前和采样后要用经检定合格的高一级的流量计（如一级皂膜流量计）在采样负载条件下校准采样系统的采样流量，取两次校准的平均值作为采样流量的实际值；校准时的大气压与温度应和采样时相近，两次校准的误差不得超过５％；采样器在采样前应对采样系统气密性进行检查，不得漏气。

2.2　盲目依靠便携式检测仪

便携式检测仪根据其内置气体传感器的种类不同分为电化学传感器、红外传感器等。其中使用最多的是电化学传感器，其原理是抽取空气样品进入主要由电解槽、电解液和电极（包括三个电极，分别称为敏感电极、参比电极和对电极）组成的传感器，气体中的甲醛通过渗透膜扩散到敏感电极表面，在敏感电极上发生氧化反应，与此同时产生电流信号，电流信号的大小与空气中的甲醛浓度成正比。便携式甲醛检测仪结构简洁并可现场出结果，实现了现场对室内空气中甲醛的快速测定，但检测结果并不精准。

2.3　监测布点不规范

采样点位的数量应根据室内面积大小和现场情况而定，以期正确反映室内空气污染物的水平。根据最新标准，使用面积小于50m２的房间应设1个点；大于等于50，小于100m２设2个点；大于等于100，小于500m２设不少于3个点；大于等于500，小于1000m２设不少于5个点；大于等于1000m２的部分，每增加1000m２增设1，增加面积不足1000m２时按增加1000m２计算。检测点位要严格按照相关标准布设，多点采样时应按对角线、斜线、梅花状均匀布点，应避开通风道及通风口，离房间内墙壁距离不应小于0.5m。采样点空气采样器抽气口的高度原则上与人的呼吸带高度一致，一般相对高度在0.8～1.5m之间。也可根据房间的使用功能，人群的高低以及在房间立、坐或卧的时间长短来选择采样高度，有特殊要求的可根据具体情况而定。

3甲醛主要检测方法

我国现行国家标准GB 50325—2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》中规定采用简便取样仪器检测法检测室内空气中的甲醛。简便取样仪器检测法应定期进行仪器校准，测量范围不大于0.50μmol／mol时，最大允许示值误差应为±0.05μmol／mol。但有争议时以国家标准GB18204—2014《公共场所卫生检验方法　第2部分：化学污染物》中AHMT分光光度计法的测定结果为准。下面开展几个甲醛主要检测方法。

3.1AHMT分光光度法  

AHMT 分光光度法是常用来检测甲醛的一种方法。其基本原理是 AHMT 与空气中的甲醛在碱性条件下进行缩合反应，经高碘酸钾氧化形成一种紫红色化合物，其颜色的深浅与甲醛的浓度呈相关性，一般在其 550 nm 的波长处进行测量  。该方法具有简单灵敏、显色稳定且无需对样品加热的特点，缺点是容易受到相关离子干扰，因此若采取此方法应尽可能避免相关因素的干扰，并且采用该方法应在其检测限内进行检测。

3.2乙酰丙酮分光光度法

乙酰丙酮法测定空气中甲醛时可使用沸水浴3 min替代（60±2）℃水浴15 min，这样可缩短分析用时，提高工作效率。同理，气体甲醛分析时也可以采用空气甲醛分析的水浴条件。两种方法的融合可以在其中一种方法的实验设备发生故障时（电炉或水浴锅），完成实验，也可以用于简化方法，提高工作效率。

3.3酚试剂分光光度法

该方法的原理为利用了显色溶液对光的特异性吸收，按此原理可确认所测物质的种类，每种物质都有其对应的光谱曲线。对样品中某一物质含量进行鉴定与检测，其根据是该物质对应唯一波长的吸光度，加入特定的显色剂溶液并测定其吸光度后计算待测物质的浓度。

3.4气相色谱法

气相色谱法的基本原理为载气载着要分离的目标物通过色谱柱内的固定相，使样品中各组分分离。由于可检测的固定相种类众多，因此该方法被广泛应用于分离各种物质中。使用该方法检测甲醛时，需在酸性条件下进行，甲醛气体经化学反应生成甲醛腙，然后使之通过含二氧化硫的色谱柱，经过其分离作用后再进行测定。

3.5光电光度法

光电光度法检测室内空气中甲醛浓度的原理：甲醛气体通过浸有发色剂的纸的检测单元时，纸发生化学反应，其颜色由白色变成黄色。根据变色程度引起反射光的强度变化与甲醛浓度的对应关系得出甲醛浓度。顾玲玲等采用光电光度法甲醛气体检测仪检测多组分甲醛标准气体并对检测仪的示值误差、重复性、线性范围及相关系数进行分析，并研究了温、湿度对示值结果的影响。结果表明：气体检测仪分别在温度5～40℃、相对湿度在20%～80%内示值稳定；与酚试剂分光光度法比较，检测质量浓度小于0.80mg／m3时，光电光度法甲醛气体检测仪测量总不确定度为16.5%，表明光电光度法与国家标准方法具有可比性。

3.6电化学传感器法

电化学传感器法检测甲醛的原理：甲醛气体通过传感器，在电解质及外电压作用下将甲醛浓度信号变换为电流信号，然后通过放大和数字处理电路显示出甲醛的浓度。李韵谱等采用基于化学传感器原理的便携式甲醛分析仪和AHMT比色法同时对室内空气中甲醛浓度进行检测，结果表明：电化学原理便携式甲醛分析仪读数受湿度、共存干扰物质、室内甲醛浓度水平等影响较大，仅在相对湿度为50%～70%、没有干扰物质、室内甲醛浓度较高的情况下，甲醛浓度测定值与AHMT比色法基本一致。

4室内空气中甲醛治理技术应用实践分析

4.1吸附方法

吸附方法基本上可以视为室内甲醛检测工作常用的技术方法。主要通过利用吸附剂多孔性以及堆积密度低的特点，实现对甲醛以及苯等物质的吸附处理。严格意义上来讲，吸附方法可按照表现形式以及作用机理分为以下两种，分别是：物理吸附主要通过借助吸收剂以及甲醛之间的范德华力进行有效结合，但是这种结合力相对较弱，容易出现脱附问题，因此属于可逆过程。而化学吸附属于不可逆过程，通过甲醛与吸附剂表面的含氧官能团发生化学反应，达到吸附目的。一般来说，化学吸附不容易出现脱附问题。目前常见的化学吸附剂主要以改性活性炭为主，如椰壳活性炭以及煤质颗粒活性炭等，化学性能稳定且经久耐用。

4.2光催化氧化技术

光催化氧化技术主要利用氧化还原反应对甲醛进行催化降解。在反应过程中，可利用氧化钛的光催化降解优势提高吸附甲醛效果。举例而言，空气中的甲醛可在纳米氧化钛催化作用下，实现一系列吸附与降解过程。需要注意的是，为进一步增强催化降解效果，应该优先选用吸附性较强的载体进一步增强氧化钛催化降解效果。结合当前应用情况来看，纳米氧化钛催化技术在稳定性方面表现较强，同时可以重复使用，具有重要的可行性价值。

4.3催化氧化技术

催化氧化技术需要依托于特定温度条件，运用催化剂促使甲醛气体与氧气发生激烈的化学反应，最终生成一氧化碳和水。在操作过程中，工作人员可根据操作温度采取常温多相催化氧化以及高温多相催化氧化方法进行深度处理。其中，锰氧化物作为深度氧化剂的一种表现形式，不仅催化活性较高，且不会产生有害气体，比较适合应用。需要注意的是，锰氧化物在反应过程中容易受到温度因素影响而出现甲醛转化率偏低问题。因此在今后的发展过程中，行业内部研究人员应该加强对高效环保型锰氧化物催化剂的研发制取，提升甲醛气体吸收效率。

4.4绿色植物吸收技术

绿色植物吸收技术基本上可以视为近几年来室内环境甲醛检测新兴的技术内容，属于绿色检测技术的领域范畴。甲醛在被植物吸收之后可在植物新陈代谢的作用下，逐步发生分解以及转化反应，此时甲醛浓度明显降低，如果室内甲醛含量浓度较低，植物基本上可以实现对甲醛气体的有效吸附。一般来说，不同室内观赏植物在清除能力方面表现不同，且不同观赏植物所表现出的吸收特性也明显不同。

结语

本文从甲醛的危害、甲醛的去除原理、甲醛的检测方法、甲醛的去除方式等方面全面综述了室内甲醛检测及去除的最新进展。在甲醛检测上，AHMT分光光度法用于室内环境甲醛浓度的精准检测。甲醛的去除方式包含物理法、化学法和生物法等，应用于空气净化器中的主要有物理吸附法和光催化法。除了单一的去除途径外，更多的是上述多种去除方法结合，这一点在甲醛清除剂和除醛活性炭等产品上也有体现，这说明合理利用各种方法的优势，有效结合，综合治理，是甲醛治理的方向。

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