气相色谱仪检测室内甲醛含量

张烨，马欣蕾，李祖辉

（1.苏州中正工程检测有限公司，江苏 苏州 215000；2.中国人民大学，北京 100872）

0 引言

甲醛作为一种细胞毒性物质，可对人们的身体健康构成极大威胁，然而凭借其化学性能特殊、易于制备、价格低廉等优势，得以在建筑装饰材料中得到广泛推广，并伴随外部环境的转变释放于室内空气中，引发室内环境污染。相关研究指出，我国城市地区新装修房屋内甲醛平均浓度达到0.238 mg/m3，这一水平远超GB 50325—2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》对应规定的甲醛浓度限值。所以，开展好室内甲醛含量检测工作显得尤为重要。如今，室内甲醛含量检测较为常用的检测方法为酚试剂分光光度法，然而这一方法往往会受到空气中其他醛酮类物质的干扰，进而影响检测结果的准确性；除此之外，酚试剂吸收原液对外部存储环境提出较高的要求，也就是需要存储于冰箱中，同时通常只能冷藏3天，而对于甲醛样品室温下则要求1天之内完成分析，这必然不利于室内甲醛含量的远距离准确检测[1]。

1 甲醛及其化学性质

甲醛（HCHO），亦可称之为蚁醛，是最简单的“醛类”有机化合物。甲醛是一种无色、可燃以及有刺激性气味的气体，易溶于水，35%～40%的甲醛水溶液称作福尔马林。当前室内装饰趋向现代化，且化工产品的大量生产，使得释放甲醛的污染源趋于多样化，加之甲醛易挥发，污染浓度也偏高，因而它已成为如今所需着重检测治理的室内污染物之一[2]。

对于甲醛的化学性质而言，主要表现为以下几方面：一是水溶性。甲醛易溶于水，与水反应生成甲醛的水合物，并保持在化学平衡状态。二是还原性。经由氧化剂的氧化影响，甲醛会反应成甲酸，且会氧化生成二氧化碳与水。三是甲醛与酚试剂缩合反应。酚试剂作为一种吸收液，可与空气中的甲醛进行反应生成嗪，进一步经氧化反应，这也就是“酚试剂分光光度法”能够检测室内甲醛含量的原因。三是甲醛与铵离子的加成反应。甲醛可与铵盐反应，生成六次甲基四铵盐。

2 室内甲醛的来源及危害

2.1 甲醛的来源

经众多实践研究表明，室内甲醛的来源主要包括以下两大方面：一方面来源于燃料、烟叶等的不充分燃烧；另一方面是来源于装饰物品、建筑材料、日常生活用品等室内常用物品，并且它们都属于化工产品，甲醛来源具体表现为：附带脲醛树脂胶黏剂的墙纸释放的甲醛，木制家具及人造板中释放的甲醛，内墙涂料及其他涂料中的甲醛，清洁剂、消毒剂、香烟等可能释放的甲醛，附带甲醛的汽车尾气、工业废气等气体进入室内等[3]。

2.2 甲醛的危害

在室内环境中，甲醛浓度越高，则对人体健康构成的威胁越大。结合GB 50325—2010所提出的民用建筑室内环境中甲醛的验收标准而言，一类民用建筑甲醛平均浓度应不超过0.08 mg/m3，二类民用建筑平均浓度应不超过0.10 mg/m3。如果长期生活在甲醛浓度超标的室内环境中，极易让人们出现身体不适，比如，出现咳嗽、呼吸道刺激、呼吸困难、免疫功能异常等症状。倘若室内甲醛浓度在0.06～0.07 mg/m3时，会致使儿童出现轻微气喘症状；而在室内甲醛浓度达到0.1 mg/m3时，会让人感到有异味及不适感；达到0.6 mg/m3时，会让人们产生不适或者疼痛感；倘若浓度进一步提升，更会让人出现恶心呕吐、呼吸困难，甚至导致人的死亡[4]。

3 基于气相色谱仪的室内甲醛含量检测设计

3.1 主要仪器和试剂

在仪器选取方面，气相色谱仪GC112型，色谱柱规格0V-624，最高温度320 ℃；高纯氢发生器TP-303C型高纯氢发生器，输出氢气流量在0～300 mL/min之间，输出压力在0～0.4 MPa之间，氢气纯度超过99.99%；采样管，长160 mm，内径 40 m，外径 50 mm；进样器，0.5 μL、1 μL、5 μL、10 μL、100 μL。

在试剂选取方面，二次蒸馏水，通过石英蒸馏水器制备；甲醇，99.5%以上，色谱纯；异丁醇，99.9%以上，分析纯；乙醇，99.7%以上，分析纯。

3.2 样品采集

在检测仪器、试剂选取完毕后，挑选适宜的采样点。采样点应排除已知或者潜在污染源、通风口，室内面积50 m2以内，选定一个采样点；室内面积超过50 m2，选定两个采样点。采样过程中，将滴有盐酸溶液的采样管与抽气仪器连接，以0.5 L/min的流量采气50 L，并以胶帽封闭，以及记录好采样时的气压、温度。

3.3 甲醛含量检测

选取气相色谱仪对配置的样品进行检测，在检测前，开启载气钢瓶、减压阀，将输出压力调节为0.4 MPa，结合气体流量表，将载气流阀调节至相应圈数，开启净化器，并使气体流量达到0.02～0.03 L/min。打开主机电源，结合气体实际情况，将进样器、FID检测器温度调节至250 ℃，热解吸仪温度调节至250 ℃，柱箱温度调节至50 ℃，上述参数调节完毕，待温度进入平衡状态[5]。接着打开微电流放大器电源开关，设置衰减器，调节空气发生器，设置毛细管气路面板部位的空气稳流阀旋钮，将空气调节至对应需求流量。等到上述准备工作完成后，开启色谱工作站及数据采集，启动点火按钮，待火点燃后，设置FID放大器上的补偿按钮，进入样品分析。从采集及色谱的开始计算，待30 s后，获取谱图后即停止采集。色谱分析完毕，关闭空气发生器，等到柱温降低后，关闭主机电源，关闭载气钢瓶及减压阀。获取气相色谱流出曲线后，便可掌握检测点甲醛含量在各时间段的变化，结合对应峰高、峰面积、气压、温度等参数，进一步可得出空气样本中甲醛污染含量。

4 基于气相色谱仪的室内甲醛含量检测实现

4.1 污染物采样

现阶段，对于空气中污染物的采样方法包括有直接法、被动式法、动力法等，综合实验场地、时间等因素，应用动力采样法，对试样中使用的样本予以采集，具体而言：将采样高度控制在0.5～1.5 m之间，选取蒸馏水用作吸收液，将两根吸收管进行串联，分别装置5 mL蒸馏水，接着将空气采样器与吸收管进行连接，开启空气采样器，调节空气采集流量为0.15 L/min，采集时间为20 min，等到样本采集完毕，及时将吸收管中的吸收液倒进10 mL容量瓶中，开展好密封处理工作。

4.2 实验数据分析

因为室内空气不仅包含甲醛，还可能涉及其他污染物，各类物质在色谱柱保留时间各不相同，在实验中极易造成干扰，所以，在实验期间保留时间定性分析，在对采取的基于气相色谱仪的室内甲醛含量检测开展验证的同时，选取定量分析法用作比较实验主要内容，首先对纯物质开展检测，制作标准曲线，然后对实验样品开展测定，结合峰高、峰面积对被测组分开展定量分析，结合分析结果对比其他室内甲醛含量检测方法的灵敏性。在实验前，对实验样品进行统一处理，对装置于容量瓶中的蒸馏水进行有效称量后，装置相应的甲醛，制备甲醛标准溶液，通过蒸馏水调节甲醛浓度，得到甲醛标准储备液[6]。实验中将检测方法的灵敏度用作衡量标准，开展两组对比实验，分别为分离效率对比、回收率对比实验。最终得出气象色谱仪检测室内甲醛含量，不管是分离效率还是回收率都优于传统检测方法，进一步得出气相色谱仪检测法灵敏度优于传统检测方法。

5 室内环境甲醛治理策略

5.1 加大污染源控制力度

人们不管是日常生活还是日常工作，在室内停留的时间都十分长，因而，保证室内空气清新至关重要。因为甲醛主要来源于装饰物品、建筑材料、日常生活用品等室内常用物品，所以为实现对甲醛的有效治理，必须要加大对污染源的控制力度。为此，应开展好室内装修材料、材料用量等的选择控制工作，比如，对于室内隔热材料的选择，应优先选择矿棉；对于室内壁纸的选择，应优先选择天然织物；对于室内装修装饰对应涂料的使用，应确保其甲醛含量不超标，同时在室内粉刷装饰结束后，应对室内做相应时间的通风处理，确保室内装修涂料、黏结剂等的有效挥发。

5.2 加强检测工作

在室内装饰装修结束后，应通过相关有检验、有检测资质的机构对室内环境开展检测。检测实践中，应将室内房门、橱柜都打开，并关闭门窗12 h。同时，应确保室内不留有废弃装饰装修材料、油漆桶等，以此防止它们对检测结果造成影响。此外，在检测期间，应将室内各房间的门窗予以闭合，进而实现对各个房间甲醛含量的有效检测。

5.3 加强绿色建筑材料研发

为切实实现对室内甲醛超标问题的有效治理，还应从源头着手，加强对低甲醛含量、绿色建筑材料的有效研发，进一步在源头上实现对甲醛释放的有效控制。鉴于此，相关人员应开展好对绿色建材的研发工作，加强对国外先进技术的学习吸纳，研发出可满足我国建筑工程建设需求的绿色建材。比如，近年来在室内装修中得到广泛推广的乳胶漆、防霉壁纸，均属于可靠的绿色建材。以乳胶漆为例，它不仅绿色环保，还可散发出一定的清香，在室内装修中的应用，可有效防止室内甲醛的产生。

5.4 加强对甲醛治理手段的有效应用

首先，提高对室内通风换气的重视度。作为一种十分有效的治理甲醛的方法，对室内进行通风换气的方法操作便捷、收效显著，因而人们必须要经常开窗通风，进而有效降低室内甲醛含量，确保室内环境。其次，对室内甲醛采取物理吸附。同样作为一种较为常见的甲醛治理方法，其主要是指采用相关吸附性突出的物质，诸如活性炭等，对室内甲醛予以吸附。值得一提的是，这一手段尽管也十分便捷，但其同时存在一定的局限性，究其原因在于在吸附物品达到一定饱和程度时，便难以再发挥有效的吸附作用。再次，借助绿植对甲醛予以吸附。这一手段不仅十分常见，而且经济有效，具体操作即为在室内栽培一些有着良好吸附力的绿植，如：吊兰、绿萝、仙人球等，其中，吊兰对甲醛的吸附力最佳，可达到约86%的吸附力。最后，借助光催化实现氧化反应。相关研究发现，可通过让甲醛发生氧化反应，以实现对甲醛的有效治理[7]。这是因为甲醛在常温条件下极易挥发，同时，甲醛的化学键较为稳定，也不易于发生氧化，因而通常会借助催化剂以实现对甲醛的氧化。与此期间，所采用催化剂的不同会收获不同的结果，通常而言可选取负载贵金属催化剂，以此可收获相对可观的氧化成效。

6 结语

综上所述，甲醛作为一种有毒有害物质，在室内环境中十分常见，其会对居住者的身体健康构成极大威胁。鉴于此，为确保人们的居住安全，必须要重视室内甲醛含量控制工作。室内甲醛含量检测方法多种多样，气相色谱仪检测室内甲醛含量表现出灵敏性高、速度快、干扰少等优势，可结合实际情况进行选用，另外为实现对室内甲醛的有效治理，还应开展好加大污染源控制力度、加强绿色建筑材料研发、加强对甲醛治理手段的有效应用等方面的工作，以此切实保证人们的身体健康。