浅析室内环境中甲醛的危害及检测

赵莉

（甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

随着室内装修的多样化，室内环境中污染物种类也增多，人们对室内环境污染物的危害程度和防治办法越来越重视。室内甲醛由于具有对人体的较强烈危害性，已于近年来逐步成为室内环境中首要的质量检测项目之一。本文在查阅大量国内外文献的基础上，对室内空气中各类污染物简明介绍、对甲醛的物理化学性质、危害、来源及甲醛的检测方法和影响进行阐述，着重运用酚试剂分光光度法进行试验室人员对比来探讨室内甲醛污染物的检测人为因素的影响，最后对人们在平时生活中防治甲醛的常见方法进行介绍。

1 室内环境污染物

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》[GB 50325-2010（2013 版）]指出氡（Rn222）、甲醛、氨、苯和总挥发性有机化合物（TVOC）、聚氨酯涂料中游离甲苯二异氰酸酯（TDI）是室内环境的主要污染物。甲醛由于其具有对人体的较强烈危害性，已于近年来逐步成为家居产品市场上首要的质量检测项目之一。

2 甲醛及其化学性质

2.1 甲醛

甲醛（HCHO），蚁醛是它的另外一种叫法，是醛类中最简单的一种。它无色、具有强烈气味的刺激性气体，略重于空气，易溶于水，在水中含量达到35%～40%俗称福尔马林。随着装饰装修的普及和化工产品的加工生产的增加，产生甲醛的污染源呈现多样化，又由于它易挥发，污染浓度也较高，是目前需要重视并需要治理的室内主要污染物之一。

2.2 甲醛的化学性质

1）甲醛的水溶性：甲醛易溶于水，与水反应生成它的水合物，并处于化学平衡状态。

2）甲醛的还原性：甲醛可被氧化剂氧化成甲酸，并可进一步氧化成二氧化碳和水。

HCHO氧化剂HCOOH氧化剂CO2+H2O

3）甲醛与酚试剂缩合反应：酚试剂作为吸收液，吸收空气中的甲醛，反应生成嗪，经氧化后，建立“酚试剂分光光度法”，用于室内空气中甲醛含量检测。（酚试剂C6H4SN（CH3）C：NNH2·HCl简称MBTH。）

4）甲醛与NH4+的加成反应：甲醛与铵盐反应，生成六次甲基四铵盐。

3 室内甲醛的危害

3.1 甲醛的来源

通过大量的研究发现居室内甲醛主要来源如下：1）燃料和烟叶的不完全燃烧；2）建筑材料、装饰物品、生活用品等是室内常用物品，他们都属于化工产品。归纳如下：

1）人造板及木制家具中释放出的游离甲醛；

2）内墙涂料和其他涂料中的甲醛；

3）带有脲醛树脂胶粘剂的墙纸；

4）含有甲醛的汽车尾气、工业废气等进入室内；

5）香烟、喷洒消毒剂、清洁剂等可能带入甲醛。

3.2 甲醛的危害

甲醛的浓度越高，对人体健康的危害越大，《民用建筑工程室内环境污染控制规范》[GB 50325-2010（2013年版）]规定了民用建筑室内环境中甲醛的验收标准（表1）。甲醛对人体健康的主要影响表现为：嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等。甲醛浓度如达到0.06mg/m3～0.07mg/m3时，会导致儿童轻微气喘；而当甲醛浓度打到0.1mg/m3时，会出现异味并有不适感；达到0.5mg/m3时，眼睛受到刺激而引起流泪；达到0.6mg/m3时，咽喉会出现不适或疼痛；如果浓度进一步提高，会出现恶心呕吐、咳嗽胸闷、气喘可能会出现肺水肿；导致人死亡的浓度是30mg/m3（见表1）。

表1 室内环境甲醛验收标准

4 室内甲醛的检测方法及影响因素

4.1 检测方法

室内装修工程完成后7天，以及在工程交付使用前这段时间里，可进行室内环境甲醛检测工作。如果是集中空调民用建筑，一定要在空调正常运转下进行甲醛的检测工作。而对于采用自然通风的民用建筑工程，甲醛检测工作应该在对外门窗关闭1小时后进行。具体检测方法分述如下。

4.1.1 AHMT 分光光度比色法

本方法主要依据《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法 分光光度法》（GB/T 16129），其原理为空气中甲醛与AHMT在碱性条件下发生反应，然后经高碘酸钾氧化成紫红色化合物，其色泽深浅与甲醛含量成正比，通过比色定量测定甲醛的含量。适用于民用建筑室内甲醛的测定（如图1所示）

图1 AHMT分光光度法原理图

4.1.2 酚试剂分光光度法

图2 分光光度计、比色皿、酚试剂反应图

本方法主要依据《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》（GB/T 18204.2-2014），让室内空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪放入酸性溶液中再被高铁离子氧化变成兰绿色化合物，这个绿色化合物颜色的深浅，再进行比色定量。测定较为方便（如图2所示）。

4.1.3 气相色谱法

本方法原理为气相色谱法是色谱法的一种。色谱法中有两个相，一个相是流动相，另一个相是固定相。如果用液体作流动相，就叫液相色谱，用气体作流动相，就叫气相色谱。适用于民用建筑室内甲醛的测定（如图3所示）。

图3 气相色谱仪、气相色谱图

4.1.4 乙酰丙酮分光光度比色法

本方法原理为在过量铵盐存在的情况下，甲醛与乙酰丙酮作用，生成黄色的3，5-二乙酰基-1，4-二氢卢剔啶，根据颜色深浅，采用分光光度法，比色定量。对于树脂、涂料、人造纤维、塑料、橡胶、染料、制药、油漆、制革等生产过程中排放废气，以及在医药消毒、防腐、熏蒸时所产生的甲醛的测定非常适用（见图4）。

图4 乙酰丙酮分光光度曲线图

4.1.5 其他

市面上常常出现的家用甲醛自测试纸或自测盒，这类甲醛自测试剂的精确度很低，准确度差，不能明确定义为检测室内甲醛的方法。

4.2 影响因素

4.2.1 几类影响因素

a.室内环境中影响因子。

为消除二氧化硫的干扰，可以先将采集的气样经过硫酸锰滤纸过滤器，目的是给予清除。主要针对甲醛与二氧化硫共存情况。

b.人为因素的影响。

人为因素对于检测结果至关重要。所以要提高检测人员的素质职业道德、责任心以及专业水平，以确保检测结果的可靠以及准确性。

c.仪器设备及环境的影响。

检测仪器和设备如空气采集器、温度计、压力计、分析天平等仪器的精度、质量优劣，会使检测结果出现误差，当这个误差超过允许值时，就会导致检测结果偏差，从而影响检测质量。

d.检测方法的影响。

检测方法很多，在选择时候要注意检测目标和要求确保满足，还应注意要符合相关试验检测规范标准的要求。所以，正确地选择检测方法以确保检测结果的准确性和检测质量。

4.2.2 实验室运用酚试剂分光光度法进行人员对比试验，检验人为因素的影响。

根据GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（2013年版）、《公共场所卫生检验方法 第2 部分：化学污染物》（GB/T 18204.2-2014第7.2节）：酚试剂分光光度法试验要求，对同一房间、同时间段、同等环境下进行人员对比试验。

所用试验设备：TQ-1000双路大气采样器（盐城天悦仪器仪表有限公司）、721型分光光度计（上海精密科学仪器有限公司，校准证书号：D19AA03221305）；

试验环境：室温24℃，大气压79.6kPa。

试验过程如下：

1）将房间的对外门窗关闭1h后进行采样。

2）采用对角线法在房间中布置2个采样点，测点距内墙面不小于0.5m，距楼地面高度0.8m～1.5m，避开通风道和通风口。

3）采样：将5mL吸收液（见所需主要试剂）装入采样器的吸收管（图5），以0.5L/min流量采样，采气体积10L（图6）。记录采样点的温度和大气压力，室温下样品在24h内分析。

所需仪器为TQ-1000双路大气采样器：

图5 大型气泡吸收管

图6 TQ-1000双路大气采样器

4）所需主要试剂：

a.吸收原液（1.0g/L）：称量0.10g酚试剂，加水至100mL，放冰箱中保存，可稳定3d。

b.吸收液：量取吸收原液5mL，加95mL水，即为吸收液，使用前配制。

c.硫酸铁铵溶液（10g/L）：称 量1.0g硫酸铁铵，用0.1mol/L盐酸溶解，并稀释至100mL。d.甲醛标准溶液（1μg/mL）5）标准曲线的绘制

取10mL具塞比色管9支，按下表制备甲醛标准系列。

表2 甲醛标准系列

在9只管中放入0.4mL硫酸铁溶液，摇匀后放置15分钟。用1cm比色皿，在630nm波长下，以蒸馏水做参比，测定9只管溶液的吸光度。以甲醛含量为水平轴，吸光度为竖直轴，进行标准曲线的绘制，计算回归线斜率，以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bs（μg/吸光度）。

6）样品测定（所用仪器见图2）：将样品溶液全部转入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使总体积为5mL，加入0.4mL硫酸铁铵溶液摇匀，放置15min。在630nm波长下，用1cm比色皿，以蒸馏水做参比，测定溶液的吸光度（A）。在每批样品测定的同时，用5mL未采样的吸收液做空白对照，测定空白样的吸光度（A0）。

7）结果计算

a.采气体积换算：将实际采气体积换算成标准状态下的采气体积。

式中：V0-标准状态下的采气体积，L；

Vt-实际采气体积，L；

T-采样点温度，℃；

T0-标准状态下绝对温度，273K；

P-采样点的大气压，kPa；

P0—标准状态下的大气压，101kPa。

b.计算空气中甲醛质量浓度。

C（CH2O）=（A-A0）×BS/V0

其中：C（CH2O）-空气中甲醛质量浓度；mg/m3；

A-样品溶液的吸光度；

A0-空白溶液的吸光度；

BS-计算因子，μg/吸光度；

V0-标准状态下的采样体积；L

c.用室内甲醛含量-室外甲醛含量得出被测房间室内空气中甲醛浓度。

为了实实在在测出建筑材料和装修材料所产生的污染，室内环境指标（除氡外）均应扣除室外空气空白值，这也是工程建设必须有效控制的内容，因为室外空气污染不受工程建设单位控制，与建筑材料等产生的污染无关。

表3 甲醛标准曲线数据

表4 两次采样结果计算

采样过程必须规范，吸收液应符合规范要求，在冰箱中72h以内有效，时间过长，导致吸收液浓度及成分发生变化，造成采样不准，结果产生误差。

5 甲醛治理方法

5.1 实验室专业治理甲醛的方法

1）TiO2光催化降解法，即等离子催化降解法；

2）电催化氧化降解法；

3）负离子法；

4）空气触酶全面喷洒法；

5）甲醛特效溶解酶喷洒法；

6）高温高湿排甲醛法；

7）臭氧发生技术降解法。

5.2 生活中常见治理甲醛的方法

1）如超标1倍左右可不做治理，只用活性炭等加以吸收；

2）通风换气法；

3）植物净化降解法。

6 结语

从以上数据可以看出，同一房间、同检测设备、同等环境下，室内环境甲醛检测由人员造成的误差较小，当然也与自身的熟练程度有关，但环境温度对现场的影响较大，如由于现场温度高，造成当时甲醛释放量大，从而使所测结果偏大；目前房屋验收检测以毛坯房为主，污染源较少，甲醛含量满足国家规范要求，当住户入住之后，有了装修以及家具的存在，检测结果普遍不合格，从而和验收前结果有一定的矛盾，后期如果安全入住，需要进行处理，以保证甲醛含量在规范限值以内。

现在室内装饰中大量使用装饰材料、人造板，而这些材料在生产过程中又不能完全消除甲醛的影响，致使室内装饰不可避免受到甲醛释放所造成的污染，且甲醛的释放还是一个长期缓慢的过程。人们为此在不断的努力，研制各种方式方法来降解、减少甲醛污染对人体的造成的危害，方法有：经常开窗通风，降低甲醛的浓度。

除此之外，实际检测工作中，选择正确的检测方法，不断提高检测人员的专业水平，加强对仪器设备及环境的控制，进一步提高室内环境检测结果的准确性和可靠性。本文通过对甲醛的危害，检测方法及影响因素的分析、防治措施简单阐述，让人们进一步了解甲醛的危害，注重甲醛的检测以及治理，生活水平日益提高的同时确保健康的生活环境。