室内甲醛检测与治理技术分析

2021-12-24黄海飞

绿色环保建材 2021年8期

黄海飞

山东省菏泽市生态环境局单县分局

1 引言

近些年，人们越来越注重生活环境的装饰装修，装饰装修热潮的到来，以及各种建筑材料、装饰涂料的应用，使得室内甲醛污染问题越发严重。甲醛不断释放，室内甲醛浓度可能会超过国家标准要求，进而给人体健康带来巨大威胁，在这样的背景下，严控甲醛问题、做好室内甲醛检测与治理显得更加重要。

2 甲醛的危害和来源

甲醛是一种有机化学物质，无色具有刺激性，甲醛对人体的危害性大，一旦甲醛浓度超标，被人体吸入之后，不仅会刺激呼吸道，而且还会出现水肿、眼睛刺痛、头痛以及支气管哮喘等问题。长期吸入少量甲醛，还会导致慢性中毒，严重的情况下，还会导致白血病、气胸等[1]。但是，由于甲醛具有良好粘合性，其在很多装饰装修材料中得到应用。目前，大部分的装饰材料中都含有甲醛，比如：涂料、人造板、家具等，另外，在一些室内装饰纺织品中也含有一定量的甲醛，这主要是因为甲醛能够提升这些材料的防水、防火性，因此，一旦房屋进行装饰装修，室内空气甲醛含量提升是必然的。室内装修导致室内空气甲醛污染，该污染具有普遍性、潜在性及长期性等特点。据相关研究显示，室内家具、装饰材料甲醛释放期较长，通常为3~15年。

3 室内污染物甲醛检测方法及选择

随着人们生活水平的提高，人们对健康问题的关注也越来越多，这其中也包括甲醛问题，为了提高生活质量，更好的检测生活中的甲醛含量，甲醛的检测方法也在与时俱进。当前人们常用的检测方法主要包括标准测定法与便携式检测法，两种方法各有所长，人们可以根据自身需求来进行选择。

3.1 甲醛标准测定法

根据《公共场所卫生检验方法第2部分：化学污染物》（GB/T 1804.2—2014）中所写，甲醛标准测定法主要包括：气相色谱法、电化学传感器法、AHMT分光光度法:酚试剂分光光度法以及光电光度法。具体操作流程包括现场采样、实验室分析以及数据处理等。为了保障检测结果的客观准确，整个过程都应该严格的按照标准进行，做到科学严谨。对于检测过程中所需要使用的计量仪器都应符合国家计量认证，检测所用的水以及药剂都必须严格按照标准来对质量以及用量进行把控，检测人员的选择也应该按照标准具备相应的检测资格[2]。为了保证检测结果的准确性，整个检测过程都应该处于相同的环境和条件下。甲醛检测必须由具备检测资质的机构或单位来进行，其具有较高的专业性，且使用的仪器具有较高的精密度，所以可以获得更为准确的检测结果。但是这种方法也存在一定的弊端，其操作过程过于复杂，操作难度较大，耗费时间与费用较多。

3.2 家用便携式仪器检测法

与甲醛标准测定法进行对比，可以发现家用便携式仪器检测法价格更低，操作更为简单，结果的获取也更为简单，所以人们在进行选择时，更加偏爱这种检测方法。通过这种方法进行检测时，所需要使用的仪器为应用便携式甲醛检测仪，根据检测原理可以将其分为两类，分别为电导体式检测仪以及电化学式检测仪。半导体检测仪的主要组成元件为气体敏感元件，在温度适宜的情况下，该元件可以对空气中的甲醛气体进行吸附，电导率会随着浓度增高而增大，元件发出的信号也会随之增强，转换元件可以将信号换算为电信号并进行输出形成检测结果。电化学式检测仪的核心元件为电化学传感器，在电极电压的作用下，甲醛气体会进行氧化还原反应并以电流信号的形式对甲醛浓度进行表达，浓度越高则信号越强。

为了检测家用便携式半导体气敏传感器法甲醛检测仪到底适不适用于甲醛检测，上海市计量检测技术研究院的钟义林等采购了16批次该种仪器，并将其在实际检测中进行使用。结果表明，在相同的空气环境中，该仪器的检测结果与使用酚试剂分光光度法所得出的结果存在15%的误差，在这16批次的仪器中，误差最大的为115.5%。可以看出，这种仪器并不适合对室内甲醛浓度进行精确检测。

原因分析:不同品牌和厂家在制造家用便携式甲醛检测仪时，并没有对技术标准进行统一，造成所使用的传感元件质量参差不齐，甚至有部分厂家使用的传感元件不具备良好的检测功能，在进行仪器制造时，忽略了空气温度、湿度以及流速对于检测结果的影响。因为中国并没有将甲醛检测仪列入计量器具行列，所以这种产品在投入市场时可以不用通过系统计量与测试，这样一来就无法对其准确性做出保证。

3.3 检测方法的选择

消费者可以根据自己的实际需求来做出选择。在不存在污染责任方的情况下，用户又不急于入住，就可以选择家用便携式仪器检测法对空气质量进行大致了解。若是存在污染责任方，用户对于入住有迫切需求，对室内甲醛浓度需要进行详细了解，就需要使用准确度较高的标准测定法，委托具备相关资质的机构或单位来开展检测工作，生成具备法律效力的检测结果，但这种方法花费的费用较多[3]。

4 甲醛治理方法分析

为了有效降低甲醛对人体的危害，现研发出多种技术来进行甲醛治理工作，主要包括：吸附技术、光催化氧化技术、催化氧化技术以及绿色植物吸收技术。

4.1 吸附技术

吸附技术的本质是通过使用吸附剂来对空气中的污染物进行吸附，进而降低其对人体的危害。根据吸附过程的差异可以将吸附分为物理和化学两种，通过物理途径来对甲醛进行吸附时，因为吸附剂和甲醛之间存在范德华力可以将二者进行结合，但是这种结合不够牢靠，极易发生脱附现象，所以说这种吸附是可逆的。化学吸附与物理吸附不同，因为吸附剂表面存在含氧官能团，而甲醛可以与之进行化学反应产生另一种新的物质从而起到净化作用，这个过程是不可逆的。人们在生活中最常使用的吸附剂主要有改性活性炭和活性炭。因为活性炭在使用过程中较容易出现脱附现象，为了提高吸附效率，科学家对活性炭进行改良创造出了改性活性炭，将活性炭进行酸处理或者碱处理，使其由物理吸附转变为化学吸附。相较于活性炭而言，改性活性炭的吸附性能更高，同时其饱和吸附量和吸附时间也有明显提升。除此以外，改性活性炭的再生能力以及化学稳定性都优于活性炭，当前人们主要使用的改性活性炭包括木质活性炭、椰壳活性炭以及煤质颗粒活性炭等。

4.2 光催化氧化技术

其具体的工作原理为，附着在催化剂表面的空气中的氧气被光生电子发生反应，被还原成为O2-，微量水被光生空穴h+氧化为-OH自由基，前两者可以产生高活性的氧化剂，提供甲醛进行深度氧化，再经过中间产物甲酸氧化，最终生成二氧化碳和水。为了减少甲醛产生的危害，可以采用纳米TiO2进行催化降解。为提高纳米TiO2的光催化降解能力，可以在选择载体时，挑选吸附效果较强的载体，常用载体有气溶胶与活性炭等，这种方法可以有效提高降解甲醛的效率。另外，外界的干扰因素会直接影响纳米TiO2的光催化效果，如温度与湿度的影响。

4.3 催化氧化技术

其具体的工作原理为，氧气与甲醛在一定温度下经过催化剂的作用，生成水和二氧化碳。提供反应的温度大多数可分为两种，分别是高温多相催化氧化与常温多相催化氧化。锰氧化物是常用来当做很多催化反应的催化剂与载体材料，可以进行深度氧化反应，其特性很优越，催化活性很高，并且价格便宜、资源丰富，室内温度下可以与甲醛较好的氧化催化，并且不会产生有害气体。近些年，崔维怡等人对于各种类型的锰氧化物与甲醛进行催化氧化反应中的催化性能进行深度研究，总结得出：室温下甲醛进行催化氧化反应效率较低，但是在低温中的甲醛与锰氧化物催化氧化反应效率较高，为达到制作环保高效的锰氧化物催化剂并运用到实际生活中，还应深度研究[4]。

有学者研究表明：在催化剂表面比表面积越大越有利于越多的甲醛分子吸附，而13%MnOx/SiO2无定形催化剂具备这个特点。

4.4 绿色植物吸收技术

绿色植物可以有效吸收空气中的甲醛。有研究人员采用家庭中常见的五种植物进行吸收室内挥发性污染物的比对实验，实验结果表明每种植物对于净化室内挥发性污染物的能力各不相同，尤其是五种家庭植物中的绿萝吸收室内挥发性污染物的能力很不明显。此项研究具有重要意义，结果表明那种室内植物对甲醛净化效果最佳。但是，体积偏小的植物在净化吸收室内挥发性污染物时，如果超过其本身承受能力，植物会出现斑点与枯黄的情况，严重的还会死亡。

5 室内甲醛治理对策

除甲醛常见并有效对策是装修结束后进行长达半年以上的通风。达到国家入住标准后，才能入住。对于没有计划入住的，不用花费进行检测与治理，可以持续开窗通风。

5.1 选用绿色建筑材料

在室内进行装修时，可以选用绿色建筑材料进行装修，因为绿色建筑材料中，不含有毒有害物质，没有环境污染废弃物，并且拥有专业机构给出的绿色认证标识。选择绿色材质进行施工时，应从两个方面辨别真伪：（1）对于绿色材质的质检报告，必须拥有国家相关部门给出的CMA与CAL标识，并且盖章运用骑缝盖章法；（2）认真查看质量监督监管部门的检测报告与绿色材质的出厂检验报告是否符合当前国家标准，对于没有任何其中一项的，不予以采用。

5.2 末端治理措施

在甲醛治理技术的选择上要根据实际情况来进行选择，如果房屋本身具备良好的通风情况，但是甲醛浓度较高，此时可以使用催化氧化技术和光催化氧化技术来对甲醛进行治理。常温情况下，只要保持好催化剂的活性并进行合理操作，就可以将空气中的部分甲醛进行氧化分解生成CO2和H2O。若是房屋不具备较好的通风情况，但是甲醛浓度并不算很高时，可以使用活性炭吸附技术来净化空气中的甲醛，活性炭具有较强的甲醛吸附能力，其弊端就是较易脱附，当吸附剂处于饱和状态时，为了使其保持活性需要对其进行脱附处理，所以当室内的甲醛浓度过高时，为了维持吸附剂的作用，不宜使用活性炭进行吸附。当甲醛浓度与标准值相近时，可以通过摆放植物来对甲醛进行处理，芦荟、绿萝以及虎尾兰等植物都可以有效的进行空气净化。在一定情况下，上述的治理技术可以进行联合应用，但在使用的同时应该避免产生二次污染。

不论采取何种技术进行甲醛治理，在一周以后都可以检测到甲醛浓度降低，如若没有，则证明治理无效。