1 室內甲醛的主要來源
隨著室內裝修的日益普及和密閉程度的增加， 室內空氣污染越來越嚴重，甲醛(HCHO) 是主要污染物之一。據統計，裝修后1～6 個月內，甲醛超標率居室內達80%，會議室和辦公室內接近100%；裝修3 年后，超標率仍可能達50%以上[1]，這直接影響到人們的身體健康，世界各國對此都非常關注。在2004 年的“致癌公報”上，國際癌癥研究中心(IARC) 公布甲醛能引起鼻腔癌和鼻竇癌， 并將甲醛列為致癌物。長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病、鼻咽癌、結腸癌、腦瘤、月經紊亂、妊娠綜合癥、新生兒染色體異常、白血病、青少年記憶力和智力下降，同時還會造成細胞核的基因突變、DNA單鏈內交連和DNA 與蛋白質交連及抑制DNA 損傷的修復等嚴重后果。
自然界中的甲醛是甲烷循環中的一個中間產物，背景值很低，僅有幾個μg/m3的水平。城市空氣中甲醛的年平均濃度大約是0. 005 ～0. 01 mg/m3 ，一般不超過0. 03 mg/m3。而新建樓房室內的污染水平波動于0. 1 mg/m3上下(WHO 推薦的室內指導限值) [2]。室內甲醛主要來源于以脲醛樹脂為粘合劑的各種膠合板、刨花板、中密度纖維板和細木工板等人造板產品。它們含有的甲醛在不同的溫度和濕度條件下會釋放出來。新制的人造板每天的甲醛釋放量為10～15 mg/m3 ，脲醛樹脂的釋放速度為每天15 mg/m3。此外，樹脂中甲醛隨氣溫和時間而變化，它們中存在的一些未反應的甲醛將導致較高水平的甲醛釋放[3] 。還可來源于含有甲醛成分并有可能向外界散發的其他各類裝飾材料，如貼壁布、壁紙、化纖地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等[4]。化妝品、清潔劑等各種生活用品和香煙煙霧也是室內甲醛的重要來源[2] 。
2 甲醛污染治理技術的研究現狀
早在20 世紀70 年代，一些發達國家就提出了“致病建筑物綜合癥”或“不良建筑物綜合癥”，從此人們開始注意并研究室內甲醛污染治理措施。特別是近幾年來，國內外諸多學者對此進行了研究。目前室內甲醛污染治理方法主要有:臭氧氧化法、吸附法、光催化氧化法和金屬氧化物法等。
2.1 臭氧氧化法
臭氧氧化是最早開始研究的治理室內甲醛污染的方法。它是利用臭氧(O3) 的強氧化性將甲醛氧化為CO2和H2O。
2.2 吸附法
吸附分為物理吸附和化學吸附。物理吸附靠分子間力， 無選擇性，不穩定，易脫附；化學吸附是吸附質和吸附劑之間形成新化學鍵， 有選擇性，穩定，不易脫附。吸附法治理室內甲醛污染主要靠化學吸附。
2.3 光催化氧化法
TiO2是一種N型半導體， 它最突出的特征是它具有光敏導電性。帶隙能為3.2eV，相當于波長為387.5nm光子的能量。當TiO2受到波長<387.5nm的紫外光照射時， 價帶上的電子躍遷到導帶上， 形成空穴和光激電子，此時空氣中的氧氣和水蒸氣與之作用便形成了高活性地氧化表面吸附物質的自由基·O和·OH， 從而將甲醛等有機物分子降解為CO2和H2O等無機小分子物質[5]。
2.4 金屬氧化物法
金屬氧化物表面一般有表面羥基等各種吸附質。常溫大氣中，通常金屬氧化物表面吸附有水，多數情況下最終解離生成羥基， 表面羥基作為酸或者堿在吸附和催化反應中具有重要作用， 此外還能發生各種表面反應，從而將甲醛等有機物分子降解為CO2和H2O等無機小分子物質。
3 凈化器甲醛凈化效率的檢測方法
目前市場上的空氣凈化器種類繁多，質量參差不齊，而國內并沒有統一的行業標準來規定該類產品的性能實驗方法，由此引起的凈化器市場的不規范已經嚴重制約了該行業的發展。因此有必要通過設計一個普適性較強的測試方法來對各種不同類型的空氣凈化器進行甲醛凈化效果測試。
在對市場上空氣凈化器的大量檢測工作中，我們通常采用兩種模擬實際環境的測試平臺，一種是可測定一定時間內循環凈化效率的環境艙，另一種是測定一次性凈化效率的模擬風道。參與測試的凈化器類型有單體式室內凈化器，也有中央空調中使用的凈化器，這些凈化器基本上涵蓋了市場上所有的凈化器類型。
本文主要介紹空氣凈化器的甲醛凈化效果環境艙檢測方法
3.1 測試平臺
測定一定時間內循環凈化效率的測試平臺為不銹鋼環境模擬艙，體積為11m3，可調節溫濕度，嚴格密封，內壁為拋光不銹鋼面，艙內有自循環風機一臺。采樣點設置在環境艙中心，通過不銹鋼管接至艙外的采樣泵。測試時，將空氣凈化器或者已安裝在小型風道系統內的凈化裝置安放在環境艙中心位置，風口呈側出風狀。環境艙示意圖見圖1：
標注單位：mm
圖1 凈化器檢測環境艙裝置圖
3.2 測試方案
測試時，先將污染源一次性投放入艙內，開啟自循環風機使艙內甲醛濃度均勻，等甲醛初始濃度穩定后，停機等待5min，測量初始濃度值。隨后開啟待測凈化器開始采樣，采樣流量恒定為1L/min，采樣時間為10min，分別于凈化器開啟后第0.5h、1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h采樣，測量凈化器開啟狀態下采樣點的甲醛濃度，計算濃度減少比例，并用環境艙甲醛自然衰減率對數據進行修訂，得出凈化器對空氣中甲醛的凈化效率。
4 甲醛濃度分析方法
目前國內常用來測定甲醛的方法有比色法、氣相色譜法和普通化學分析法三大類。其中比色法由于儀器多樣、操作方便成為應用最廣的甲醛測試方法。
4.1 比色法測定環境空氣中的甲醛
目前國內多采用化學發光法、熒光法和分光光度法等，分光光度法是最常用的方法。
4.1.1 AHMT分光光度法
該方法適用于居住區以及公共場所空氣中甲醛含量的測定。測定范圍為2mL 樣品溶液中含0.2～3.2ug 的甲醛污染物。若采樣流量為1L ，采樣體積為20L ，則測定含量范圍為0.01～0.16mg/m3 。空氣中甲醛與4-氨基-3-聯氨-5-硫基-1,2,4-三氮雜茂在堿性條件下縮合，然后經高碘酸鉀氧化成6-硫基-5-三氮雜茂[4,3-b]-S-四氮雜苯紫紅色化合物。其色澤深淺與甲醛含量成正比。
4.1.2 乙酰丙酮分光光度比色法
該方法規定了工業廢氣和環境空氣中甲醛的乙酰丙酮分光光度法。適用于樹脂制造、涂料、人造纖維、塑料、橡膠、染料、制藥、油漆、制革等行業的排放廢氣，以及作醫療消毒、防腐、熏蒸時產生的甲醛蒸汽測定。在采樣體積為0.5～1.0L時，測定范圍為0.5～800mg/m3。甲醛經水吸收后，在pH=6的乙酸-乙酰胺緩沖液中，與乙酰丙酮作用，在沸水浴條件下，迅速生成穩定的經黃色化合物，然后在波長為413nm 處測定。
4.1.3 酚試劑分光光度比色法
空氣中的甲醛與酚試劑反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高價鐵離子氧化形成藍綠色化合物。根據顏色深淺，比色定量。
4.2 氣相色譜法測定環境空氣中的甲醛
氣相色譜法測定甲醛是一種傳統的方法，它是利用甲醛分子的極性，在極性色譜柱( 如DB-5色譜柱)上，使用氣相色譜的氫火焰檢測器來分析，分析純甲醛作標準，用保留時間來定性，色譜峰面積來定量。
4.3 普通化學分析法測定環境空氣中的甲醛
利用甲醛分子中醛基官能團的特性，測定甲醛的方法有很多，如羥胺肟化法、2,4-二硝基苯肼稱量法、亞硫酸氫鈉加成法、次碘酸鈉氧化法和銀離子氧化法等。
除了上述三大類測定空氣中甲醛的方法外，還有一些快速檢測空氣中甲醛含量的方法，如儀器分析法檢測。目前，便攜式小型分析儀是用于檢測空氣中甲醛含量的直讀式儀器，儀器內設有電池供電的內置采樣泵，檢測元件為電化學傳感器。檢測時，樣氣進入傳感器，氣體濃度以ppm為單位直接顯示。
5 選擇甲醛測試方案
在檢測中需要確定一個合理的甲醛初始濃度。現行的國家標準中并沒有明確規定，國家標準GB/T 18883－2002《室內空氣質量標準》中的甲醛限定值為0.1mg/m3，GB 50325－2001《民用建筑工程室內環境污染控制規范》中的II類民用建筑甲醛限定值為0.12mg/m3，考慮到凈化器的實際應用場所往往甲醛含量要高于標準限定值，擬設定標準限定值的10倍為初始甲醛的投放濃度，即1.0～1.2mg/m3。
在確定初始濃度后，需要選擇適合的甲醛采樣測試方法，要求方法的檢測范圍能適應實際測試中的甲醛濃度范圍，并且具有易操作、精度高和線性范圍寬等特點。這樣我們首選比色法測定甲醛濃度。在對甲醛的各種檢測方法分析比較之后，我們決定采用分光光度法與便攜式儀器測量法相結合的方式來進行甲醛分析測試。
分光光度法中，通過對酚試劑和乙酰丙酮分光光度法測定甲醛進行了比較研究表明：兩種方法均具有儀器價格低廉，方法容易普及等特點；從測定條件看酚試劑法較為簡便，室溫下15min 即可顯色，而乙酰丙酮法顯色需在85～95 ℃水浴條件下3min 或25 ℃室溫下2.5h；酚試劑的穩定性較差，顯色劑MBTH 在4 ℃冰箱內僅可以保存3天，顯色后吸光度的穩定性也不如乙酰丙酮法；酚試劑法的靈敏度較高約為乙酰丙酮法的6.5倍，檢出限和測定下限也較乙酰丙酮法低。兩種方法的工作曲線的線性關系很好，測定線性范圍也較寬，精密度和準確度均較好，對空氣中甲醛的測定結果一致。綜上所述，酚試劑法操作簡便，靈敏度高，檢出限和測定下限較低，精密度較好，較適合測定微量甲醛：乙酰丙酮法顯色劑較為穩定，線性關系較好，測定線性范圍較寬，適合測定含量較高的甲醛。
便攜式的甲醛分析儀我們采用的是英國ppm公司生產的ppm400 htv型甲醛測試儀，該儀器量程是0－10ppm，精度是0.01ppm，基本可以滿足實際測試中的快速測定要求，對于確定測試的起始濃度起到重要作用。
因此在實際檢測中，應根據實際甲醛濃度選用合適的測試方法組合來進行甲醛濃度測試。
6 結論
對于空氣凈化器的甲醛凈化效率檢測，我們可以采用不銹鋼環境艙模擬方法來測定不同技術類型的凈化器，在一定時間內對甲醛的循環凈化效率。同時采用酚試劑分光光度法與便攜式甲醛分析儀相結合的采樣分析方法，得出準確的空氣凈化器對甲醛的凈化效率。
參考文獻
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