室内环境甲醛检测及治理技术研究进展

魏 众

（1.安徽省建筑科学研究设计院 绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室，安徽 合肥 230031；2.安徽省建筑工程质量第二监督检测站，安徽 合肥 2300031）

0 引言

甲醛是一种无色、有刺激性的气体，人体过量吸入后会引发呼吸道、消化道产生中毒性症状，严重者可以危害人体的免疫系统，产生血液疾病，更甚者会诱发癌症，世卫组织已将甲醛列为一类致癌物质。在我国，甲醛被广泛应用于化工、建材、纺织等产业中。在与人们生活息息相关的室内环境中，很多常用的装修建材产品都会向空气中释放甲醛，如各种家具中所使用的刨花板、密度板及胶合板等一系列合成板材，一些低廉的作为粘合剂的脲醛树脂类材料，含有大量甲醛成分，因此在以其为粘合剂的人造板材产品使用过程中，甲醛会源源不断地释放，且持续时间可长达数十年。所以无论新旧房屋都存在甲醛污染的危害。

1 甲醛检测方法

由于室内甲醛的危害性以及人们重视程度的日益增加，亟需研究并探索出试验过程简单快捷、试验结果精准可靠的甲醛检测方法，目前国内外致力于研究的甲醛检测方法主要为分光光度法，电化学法，传感器法，色谱法等。

1.1 分光光度法

分光光度法主要原理为利用甲醛与检测试剂生成中间物质，通过比色法在特定波长范围内检测。主要分为AHMT法、乙酰丙酮法以及酚试剂法。其中乙酰丙酮法精准度高，稳定性好，但是显色时间较长，大概需要1小时，不利于快速出结果。酚试剂法试验简单，且可以检测出的甲醛浓度范围较大，但是受温度影响较大。AHMT法特异性和选择性较高，在其他醛类物质共存时不会干扰到检测结果，但是可操作性较差。

1.2 电化学法

电化学法检测甲醛主要分为电位法和极谱法。其中电位法是利用膜电极将被测溶液中离子的浓度转化为电位差的一种方法。极谱法是通过极谱波来测定甲醛浓度的方法。张瑞斌等人[1]利用吸附极谱法测定膜细胞中的甲醛含量，结果表明峰值电流与甲醛浓度成线性关系。

1.3 传感器法

目前主流的传感器法分别为电化学、生物及燃料传感器。谭和平等人[2]对BH-1型甲醛测定仪检测结果进行验证，结果表明这款仪器基本满足国标要求，可与酚试剂分光光度法等效使用。Korpan Y I等人[3]研制出以pH敏感场效应晶体管为传感器，研制了两种甲醛选择性生物传感器。

1.4 色谱法

色谱法主要有气相、液相色谱法。Fan Y Q等人[4]建立空气中甲醛的采样和气相色谱分析方法，以水溶液吸收法采取甲醛样品，利用毛细管气相色谱法测定出甲醛浓度线性关系曲线，误差较小。向仲朝等人[5]建立了空气中低浓度甲醛的高效液相色谱定量测定方法。

以上四类方法都可较为精准地测定出室内空气中甲醛的含量，但多为实验室内的专业检测手段，对于广大群众来说并不是主要受众。因此，相关学者通过一些手段将实验室内检测方法简化开发成面向市场的甲醛检测产品，并取得一定成效。管迎梅等人[6]利用改进的AHMT分光光度法制备甲醛检测试纸，原理为甲醛在碱性环境下的特定显色反应，比对试纸色泽深浅，测定出甲醛含量。

2 甲醛治理技术

近年来国内外学者对甲醛的治理进行了大量研究，目前甲醛治理方法研究热点主要为物理化学法、生物法及催化氧化降解法这三种，现对以上三种方法的最新研究进展进行综述。

2.1 物理化学法

传统治理甲醛的手段分为物理法和化学法。其中物理法主要分为通风法和物理吸附法，化学法主要为化学吸附法。

2.1.1 通风法

通风法是最常见且成本最低且绿色清洁的甲醛处理方法之一。付腾等[7]在过渡季节进行通风实验，建立不同风速下室内甲醛浓度扩散模型，得出通风条件下甲醛浓度分为速降和渐变两个阶段，并建立了不同换气次数下甲醛浓度预测模型。

2.1.2 物理吸附法

目前常见的甲醛物理吸附方法为活性炭吸附，但吸附效果不佳，一些学者尝试对活性炭进行改性、使用纳米替代材料来提高甲醛吸附性。王淑勤等[8]通过NaHSO3和Na2CO3对活性炭进行改性，并对比了颗粒、粉末及改性过的活性炭的甲醛去除效果，结果表明，经改性过的活性炭室内甲醛去除率高达60%。胡刘平等[9]研发出一种新型活性炭，通过与两种普通活性炭进行对比试验，发现新型活性炭吸附效果较两种普通活性炭大大提高。Bellat等[10]研究了一系列纳米多孔材料通过吸附捕获气态甲醛的能力，得出多种阳离子沸石是理想的甲醛气体吸附材料。

2.1.3 化学吸附法

化学吸附法是通过易吸收甲醛的化学溶剂对室内甲醛气体进行吸收，并且转化成无害物质的方法。Gesser H D等人[11]在玻璃纤维过滤器上涂上聚乙烯亚胺，并混合甘油以防止其硬化，可以有效去除室内空气中的甲醛，并通过增加过滤器中聚合物的用量，以延长涂层的使用寿命。

2.2 生物法

传统的生物法通常是指植物通过光合作用，将室内甲醛等有害气体进行生物转化，分解成水和二氧化碳等无害物质。Wolverton B C等[12]将一些盆栽植物进行净化甲醛实验，结果表明，吊篮的甲醛净化能力最强，且吊篮不仅能通过空气吸收甲醛，在土壤中的甲醛也可以吸收净化。

目前微生物法成为研究热点，微生物法是一些可以分解、转化或利用甲醛的微生物，通过同化或异化作用对甲醛气体进行无害化降解的方法。Kondo T等[13]从土壤中分离的一种抗甲醛真菌的粗提物中发现了甲酸氧化酶活性，可在0.45%甲醛浓度的培养基上生长，并且甲醛可消耗完全。牛成洁等[14]培养以甲醛为碳源的微生物，将甲醛进行氧化降解为无害的无机物，并且对该种甲醛降解菌进行富集提纯培养，最后得到高甲醛去除率的菌种，制作了室内甲醛净化模型设备，并通过该设备有效地净化了甲醛。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，但其绿色环保、成本易控，具有极大的发展前景。

2.3 催化氧化降解法

催化氧化降解法中，光化学及光催化氧化法是当前研究较热的一项高端氧化技术。朱晓兵等[15]研究了LED可见光下Au/TiO2催化剂光催化去除甲醛的性能，在特定湿度及光强的条件下，甲醛去除率超过75%，并且研究了Au/TiO2作为催化剂的催化效率随光强的关系。

除TiO2这种常见的光敏催化材料外，近年来纳米材料也逐渐走进大众的视线，纳米ZnO在光催化甲醛污染物的研究中取得了重大进展。段月琴等[16]通过在陶瓷球上制备ZnO纳米棒和含Fe的ZnO纳米棒，通过对比两者在紫外光激发下的甲醛去除率，发现了含Fe量为4%时的甲醛去除率最高，且循环使用多次后去除率折减量很小。李勰等[17]合成了不同稀土La掺量的纳米ZnO材料，通过三氯乙酸对其表面进行活化后与硅藻土混合成复合材料，用来进行甲醛去除实验，结果表明并对其光催化性能进行了研究，结果表明含有La的复合材料与纯ZnO对比，催化剂光催化降解甲醛能力显著提升。

3 结论与展望

甲醛检测方法较多，主要为分光光度法、电化学法、传感器法及色谱法，以上方法多为实验室检测方法，便于居民日常的检测方法可选择不多，需要加强市场普及性。在甲醛的治理方法上，目前研究热点主要为物理化学法、生物法以及催化氧化降解法，这些方法均具有各自的处理方式，同时也具有各自的优势和不足。针对不同浓度、环境以及阶段的甲醛污染物，需结合不同治理方法的优势和特点，因地制宜地对室内甲醛污染物进行处理是治理室内甲醛的有效途径。