室内甲醛检测方法和限定标准
2021-12-04廖兰科
廖兰科
(贵州省有色金属和核工业地质勘查局五总队,贵州 安顺 561000)
随着居家装饰行业的普及,各种类型的装饰材料被连续使用,使得室内甲醛和其他污染问题变得越来越严重,对人类的卫生环保已造成严重的影响[1]。国内外多年来一直在测试甲醛,发现许多有效的方法,开始重视并加强这方面的研究。其中《健康住房建设技术要点》[2]就提出必须满足居住者的健康和舒适性要求。如Souza M 等[3]提出使用气体混合系统测定气态甲醛的方法。使用2,4-二硝基苯肼(DNPH)在酸催化下与甲醛反应,在药筒中形成腙衍生物,以此为依据分析空气中甲醛化合物。使用合成空气/甲醛混合系统(SFMS)建立气相分析曲线,并使用SPE DNPH 管取样,与环境保护署(EPA)采用的液相分析曲线进行比较。但是该方法尚未针对室内甲醛进行验证,实际检测效果有待进一步分析。于红[4]探析了室内装修材料中甲醛污染物的检测与防治方法。综上分析可知,甲醛检测对保护人们的健康与安全具有重要意义。为此,本文研究室内甲醛检测方法和限定标准,为相关从业人员提供参考。
1 甲醛对人体的影响
甲醛,也称为甲酸醛,通常在室内以气体的形式存在,虽没有颜色,但是气味很刺鼻。甲醛的熔点低,为92℃,沸点为-19℃。因为甲醛受环境温度、湿度的影响,如果室内湿度温度过高,则会加快甲醛在室内的释放。通常,甲醛在室温下易于聚合成多聚甲醛,加热后易于解聚。现如今人们对房屋的依赖程度越来越高,有时会将自己2/3 的时间花费在房屋上,而因为各类型的装饰材料不正当使用可能会释放一些污染物,很容易诱发疾病。常见的室内装潢及家具上的涂料、墙壁涂抹的油漆、新铺设的人造地板等装饰品都可能释放甲醛[5],当室内甲醛浓度超过0.08mg/m3时,甲醛这种“隐形杀手”会刺激人类的皮肤,例如:手指接触后皮肤变皱,汗液分泌减少,指甲变软并变脆;轻度的会引起红眼、眼睛发痒、喉咙痛、皮炎等症状,而长期接触甲醛气体严重的甚至会引发哮喘、不规则的出汗和其他植物神经系统疾病。特别是孕妇长期吸入造成新生婴儿出现畸形,会引发更为严重地死亡。因此,应注意室内甲醛含量。对室内的装潢材料要求要严格,要经常性的通风,提升室内空气的质量,减少对人们的健康影响。表1 为甲醛浓度与人们影响的对照表(不完全统计)。
表1 甲醛浓度症状对照表
2 室内甲醛的检测方法
综合上述分析可知甲醛检测至关重要。目前,人们对甲醛的污染高度重视[6]。随着科学技术的创新发展,甲醛的检测方法和预防方法得到了进一步的改进,使人们更加方便地检测甲醛。其中,常用的检测方法包括分光光度检测法、液相色谱检测法和气相色谱法等。
2.1 化学方法
检测试剂和仪器如下:
2.1.1 试剂:偏重亚硫酸钠,山东凯龙化工科技发展有限公司;三乙醇胺,邢台鑫蓝星科技有限公司;乙二胺四乙酸二钠,苏州市欧贸化工有限公司;4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂,天津市富宇精细化工有限公司;高碘酸钾,上海颖心实验室设备有限公司;酚试剂,鼎瑞化工(上海)有限公司;乙酰丙酮,沈阳市海中天精细化工厂。
2.1.3 仪器:气泡吸收管,北京华瑞博远科技发展有限公司;具塞比色,安徽韦斯实验设备有限公司;空气采样器,青岛聚创环保集团有限公司;可见光分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司。
本文所使用的试剂均为分析纯。
1)AHMT 分光光度法。
检测原理为:空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂在碱性条件下缩合,然后经高碘酸钾氧化成6-琉基-5-三氮杂茂〔4,3-b〕-S-四氮杂茂苯紫红色化合物,其色泽深度与甲醛含量成正比。
2)酚试剂分光光度法。
检测原理为:空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝色绿色化合物,比色定量。以上方法常用于空气中甲醛检测。
3)乙酰丙酮法。
检测原理为:甲醛气体被水吸收后,pH 值为6。在沸水条件下快速生成稳定的黄色化合物,该反应如图1 所示。该方法不受乙酰干扰,方法简单易懂,误差小,缺点是需要产生约986 phen 个时钟的感应周期,是国家建筑材料、食品和纺织品中甲醛含量的首选检测方法之一,它的适用广泛。
图1 乙酰丙酮反应示意图
2.2 气相色谱法
气相色谱法检测过程如图2 所示。其主要原理是在酸性环境中,空气中存在的甲醛很容易变成二硝酸盐,后产生的甲醛吸附在碱性载体上,将使其趋于稳定。对于这种检测方法的使用,准确性往往不高,但是它需要很高的专业水平,并且特定的操作过程会有些复杂。
图2 气相色谱法检测过程
2.3 液相色谱法
液相色谱法检测过程如图3 所示。其特定原理是在分离高沸点和热不稳定的液体时,液体的流动相当于光谱的形式,离子型非常适合于样品检测。这种检测方法的最大优点是它快速方便,准确度极高,并且不会受到外界的过度干扰。在室内空气环境检测中,它将扮演非常重要的角色。此外,该方法还可用于废水、饭店洗涤剂和水中甲醛检测。
图3 仪器连接方式
在图3 中,该仪器共包括23 个组成部分:1是甲醛装置瓶;2是真空泵;3、9是蠕动泵;4/10/16 是流动相;5/11/17 是气体流入口;6/12/18是检测器;8/14 是废液;15 是缓冲瓶;22 是吸收液;23 是高压泵。
3 室内甲醛的限定限量
3.1 室内甲醛的来源
室内污染物来源,如表2 所示。
由表2 可知:甲醛作为室内空气污染物中最典型的挥发性有机化合物,也是最常用的醛类有机化合物[7,8]。它的来源广泛,主要来自纤维板、刨花板、复合木地板和各种涂料,对室内和室外的甲醛浓度进行过检测,室内的甲醛含量比室外高达8~11 倍之多,特别是在新装修的房屋里,当室内甲醛浓度超过0.07mg/m3时,长期在此环境下将对人的健康影响危害很大。
表2 室内污染物来源
由于甲醛具有很强的附着力,可以提高地板的承载能力,还具可洗、防腐剂的功能,因此也可用于合成各种胶粘剂。目前,中国生产的胶粘剂是以甲醛为主要成分的脲醛树脂,它不仅价格低廉而且非常实用,但缺点是用这种胶水制成的人造板所含的甲醛几乎全部超过了标准,这就是为什么室内装饰越豪华,木制品和家具越多,室内空气污染越严重[9]。除此之外,甲醛也可以来自多种化学和轻工业产品,例如洗涤剂、消毒剂、卫生纸和服装纺织品的染色、纺织纤维,人们涂抹的化妆品等生活方面都有它的出现,尽管每种污染物的含量都不太高,但它对人体具有综合影响,并且对人体健康有害,其影响不容忽视。
3.2 借鉴外国的甲醛含量的极限标准
世界各国室内甲醛含量限定标准如表3 所示。
分析表3 可知:在美国,甲醛含量的极限标准是第一个开展甲醛对人体危害的工作。美国化学毒理学院首先通过动物实验发现了甲醛的不同毒理学特征,不同国家/地区使用的建筑材料、结构、年龄、温度、通风和其他因素不同,室内甲醛浓度也有所不同。最常见的范围是10μg/m3,最大值是1000μg/m3。例如丹麦和瑞典规定甲醛的标准浓度为0112 mg/m3。其中,室内装饰和装饰材料用人造板及其制品中甲醛的排放限值强制性条款,参考相关的欧洲和日本标准,用于室内装饰和装修的人造板产品中释放的甲醛量。
表3 醛含量限定标准
3.3 从源头限制甲醛的含量
要从源头上控制室内空气污染,请避免使用劣质材料和市场上的涂料。因为一旦污染源形成,就很难控制。因此,装修前,与装修公司签订装修合同时,应明确规定室内空气测试必须符合质检单位的标准,并敦促装饰公司购买低毒,无毒的环保装饰材料。此外,在购买家具时,应向经销商索取“家具使用说明书”,其中包含几种室内污染物如甲醛的指标值,使装修问题变得规范合法。
3.4 绿色植物的通风和栽培方法
当室内甲醛受到轻微污染时,也可以通过通风和培养一些可以吸收室内甲醛的植物来达到有效的效果。例如芦荟等植物可以吸收甲醛。许多国家的环境保护部门已经开始充分认识到绿色植物对人类健康的影响,使人们认识到绿色植物是普通家庭的空气净化器。除此之外对于空气净化器的使用,可以有效处理甲醛,这是释放甲醛的另一种有效方法。空气净化器将使用光化学催化、膜分离的方法和方法将甲醛转化为无害物质,或将其收集在隔离的房间中。
如果室内甲醛浓度超过标准10 倍以上,则很难使用一种方法来完全处理甲醛。许多公司采取了混合处理措施以取得更明显的效果,中国最常用的清除室内甲醛的方法是甲醛清除剂方法。它质量高,成本低,并且易于消费者接受。该方法是将清除剂应用于裸露的家具和人造板。在表面和端口上,清除剂具有很强的渗透和氧化还原能力,可以有效去除甲醛,并显著降低室内甲醛浓度,对甲醛有显著影响,而对其他室内空气污染物没有影响。因此,处理甲醛的最明智的方法是从源头控制室内甲醛的污染。
在过去的几年中,随着人们的生活水平越来越高,人们对健康和环境保护的意识也越来越强,绿色室内装饰和绿色装饰材料已被业界人士,人民群众和装饰公司所接受,只要人们能够长期坚持低碳生活和绿色生活,人们生活和工作的室内环境一定会变得更加舒适和安全,人们的身心将远离环境污染和甲醛污染的危害。