室内甲醛散失规律分析研究

摘要：近年来，随着室内装修行业的迅猛发展，室内环境污染问题越来越严重，对于室内空气中主要污染物—甲醛的浓度也越来越受到人们的关注，探究其释放规律也越发显得重要。本文针对室内空气主要污染物甲醛的散失规律进行分析探讨，旨在发现温度、湿度、通风量等因素对室内甲醛浓度的影响规律，为室内甲醛污染治理提供必要的理论依据。

关键词：室内;甲醛;释放

1.    引言

随着我国经济的快速发展，人民的生活水平的不断提高，人们的生活质量越来越好。然而室内装修的兴起、化石燃料和化工制品使用的增多，在改善我们的生活水平的同时，还给空气带来了一定程度的污染。据中国预防医学科学院提供的资料，人的一生中有三分之二以上的时间是在室内度过的，尤其是婴幼儿、儿童、青少年和老弱病残者，室内环境质量的好坏直接影响着人们的身心健康。

近年来，室内装修方兴未艾，装修材料所释放的甲醛己成为室内空气中主要污染物之一。装修所用的胶合板、中纤板、三合板、复合木地板等人造木质板材是通过脲醛树脂胶或酚醛树脂胶粘结而成，这些树脂胶中含有游离甲醛，在常温常压下可将其缓慢释放到空气中。甲醛对人体是有害的，研究发现许多疾病的发生与甲醛对人们的毒害作用息息相关。

据世界卫生组织宣布：

（1）     百分之六十八的孕妇胎儿畸形是由居室甲醛超标造成的;

（2）     全世界每年有十万人因为室内空气污染而死于哮喘病，而其中百分之三十五为儿童;

（3）40%癌症老人患者与室内装修污染密切相关;

（4）90%白血病患儿家中半年内装修过，同时70%以上不孕患者家中1～2年内也进行过装修。

由此可见，居室中的有害气体，特别是甲醛污染给人们健康带来了很大的潜在危害。所以，对甲醛散失规律的基础研究，具有非常重要的现实意义。

2.    甲醛的性质，来源及检测方法

2.1  甲醛性质及其应用

甲醛，化学式HCHO或CH2O，式量30.03，又称蚁醛，是最简单及最常见的醛类化合物，是由霍夫曼于1867年发现[1]。甲醛是一种强烈刺激性气味的无色气体，对眼睛和呼吸道黏膜具有刺激作用，气体相对密度1.067（空气=1），液体密度0.815g/cm3（-20℃）。熔点-92℃，沸点-19.5℃。易溶于水和乙醇。水溶液的浓度最高可达55%，通常是40%，称做甲醛水，俗称福尔马林，是有刺激气味的无色液体。是医药行业普遍采用的消毒剂和防腐剂，易挥发，在室温下就可放出甲醛气体，加热时释放速率更快[2-3]。

甲醛是一种化工原料和有机溶剂，也是生产树脂的主要原料，这些树脂主要用作粘合剂，各种各样人造板、家具的制造，墙面、地面的装饰铺设都要使用这种粘合剂，所以会有甲醛释放出来。甲醛还具有加强板材的硬度及防虫、防腐的功能，因此被广泛应用于各种建筑装饰材料中。此外，某些化纤地板、塑料地板砖、油漆涂料中均含有一定量的甲醛。所甲醛也是室内空气的主要污染物之一。

2.2  甲醛来源

甲醛是一种来源广泛的空气污染物，但在自然界中，甲醛背景值低，一般小于0.03mg/m3，而近些年来，随着装修行业的快速发展，室内家居装修、各种布料和服装等消费品，食品和化妆品的使用，甲醛与人们的生活息息相关。而大量研究表明，新装修的居室内甲醛普遍超标，造成室内甲醛超标的主要来源可总结为以下两个方面：

（1）     建筑装饰、装修材料

装修和做家具用的人造板如胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板、大芯板等脲醛树脂做粘合剂并用甲醛进行防腐处理，因为脲醛树脂中含有游离的甲醛，当遇热潮解时会释放甲醛，并且已固化的脲醛树脂能长时间缓慢降解而释放甲醛。据统计，装修后1 至6 个月内，甲醛超标率：居室内达80%，会议室和办公室内接近100%;装修3 年后，超标率都在50%以上[4]。还有资料表明甲醛释放期长达13年之久[5]。

（2）     化妆品、消毒剂和防腐剂等日用品

在日用品中，有很多含有由甲醛制备的添加剂，在长期不断释放下，导致空气的甲醛含量增多，危害人们的身体健康。

在以上两个来源中，人造板的甲醛释放最为普遍和严重。人造板中胶粘剂的主要成分是脲醛树脂，其在温、湿度等环境条件改变时会不断地向周围环境释放甲酸，是造成室内空气中甲醛污染的主体。

2.3  甲醛检测方法

室内甲醛浓度检测主要用酚试剂分光光度法来进行检测，其检测原理是当甲醛与酚试剂融合后就会发生化学反应，产生一种叫嗪的物质。这种物质在酸性溶液中被氧化后就会产生一种颜色呈蓝绿色的化合物质，通过颜色比较能够发现，物质颜色越深，则表示甲醛含量越高。在实验的具体过程中，需要利用吸收管来采集样品。样品采集完成后，还需要在630nm波长下对吸光度进行测定。使用该种方法对室内空气中的甲醛进行检测时，当采集的体积是10L时，最低检出浓度是0.01mg/m3，检测的浓度范围是0.01～0.15mg/m3，适合对微量甲醛进行检测。这种方式在甲醛气体检测中运用的比较多，其操作过程简单、方便，灵敏度高，约为乙酰丙酮分光光度法的6～7倍左右，检出限及测定下线也低于乙酰丙酮分光光度法[6]。

3.    甲醛散失规律的影响因素

3.1  居室內温度及相对湿度

室内温度和相对湿度是影响人造木板甲醛释放的两个主要的环境因素。齐丛亮[7]在研究中发现随着温度的升高，人造板释放的甲醛浓度和初始浓度增长速率不断増大，达到甲醛平衡浓度的时间越短。温度每升高5℃，甲醛释放浓度会增加10%～30%，在温度较低时（18℃～28℃）浓度增幅较小，温度较高时（28℃～38℃）浓度增幅较大。这主要是因为人造板材中甲醛的释放依赖其沸点和极性，当温度度较低时，板材扩散与释放出的甲醛较少，达到甲醛平衡浓度的时间较长;随着温度的增加，分子运动速率加快，还会导致胶黏剂分解释放甲醛并使得板材表面空隙的吸附容量和吸附能力降低[8]。人造板甲醛平衡浓度随着湿度的增加而增大[7]，在低湿度（RH=30%～60%）环境条件下甲醛释放浓度的增幅较大，当湿度大于60%RH时增幅减小。这主要是因为甲醛是水溶性分子，周围环境湿度增加时，甲醛溶于空气中的水汽，导致固气界面的甲醛浓度差增大，促使甲醛加速释放，出此之外，空气环境中有大量的水分子与甲醛分子竞争板材表面的吸附位点，使甲醛脱附速率加大，也会增大甲醛的释放量[9];当环境湿度过高时，在人造板材表面吸附大量的水分子形成“液封”从而影响板材中甲醛的释放。

3.2  室内通风条件

室内的通风条件对甲醛的散失也有很大的影响。齐丛亮[7]的研究表明人造板材中甲醛释放浓度和平衡时间随着换气率的增大而减小。这主要是因为换气率的增大可以降低环境测试舱中的甲醛浓度，增加固气界面的甲醛浓度差，从而促进了板材中甲醛分子释放出来。虽然换气率会影响甲醛的释放量，但是对释放速率影响不大。

4.    总结

室内多通风。新房装修至少通风半年，夏季因天气炎热可以适当缩短通风时间，冬季就要延长通风时间。还要控制温度和湿度。要想室内家居材料中的甲醛尽快释放，就应该增加温湿度，所以一般在刚刚装修的房间中采用烘烤的方式或者在室内摆放若干盆清水可使甲醛加快释放。还可以用植物进行净化，美国国家空间技术实验室的有关研究表明，芦荟、吊兰、仙人球等室内观赏性植物对甲醛有较好的吸附效果。所以可以在室内放置以上植物，不仅可以美化环境，还可以起到净化空气的作用。

参考文献：

[1]   马天，曾令平，罗张怡.室内主要污染气体——甲醛、TVOC的快速检测方法评述[J].中国测试技术，2004（05）：77-78+57.

[2]   昝立伟.活性炭的改性及其对甲醛气体脱除性能的研究[D].天津大學，2008.

[3]   张萌，马立.室内甲醛污染治理方法对比分析[J].制冷与空调（四川），2009，23（02）：109-113.

[4]   白丽丽.室内甲醛污染及防治措施的研究[J].资源节约与环保，2015（04）：60+63.

[5]   李翠林，王传娥，王莹，王瑞.居民室内甲醛污染现状调查与分析[J].甘肃联合大学学报（自然科学版），2013，27（03）：29-32.

[6]   杨宝俊.室内空气甲醛检测方法与注意事项[J].大众标准化，2015，7（11）：64-64.

[7]   齐丛亮.人造板甲醛释放规律、机理及处理方法研究[D].广西师范大学，2015.

[8]   池东，李立清，马卫武.板材甲醛释放实验及其释放参数的测定[J].中国环境科学，2014，34（02）：532-538.

[9]   单波，陈杰，肖岩.胶合竹材GluBam甲醛释放影响因素的气候箱实验与分析[J].环境工程学报，2013，7（02）：649-656.

作者简介：

赵永哲（2000-），男（汉族），山东济宁人，本科，就读于宁波工程学院，研究方向：室内空气污染物

2018年度宁波工程学院校级科研项目（2018040），项目名称：室内甲醛散失规律分析研究