室内空气检测中甲醛的概述
 

1 甲醛的理化性质

  1.1 甲醛的物理性质

  甲醛(分子式:HCHO)又称为蚁醛,是最简单的醛类,是一种无色、有强烈刺激性气味的气体。甲醛易溶于水、醇和醚,其30%40%的水溶液叫做福尔马林。

  1.2 甲醛的化学性质

  1)甲醛的水溶性:甲醛可溶于水,与水反应生成它的水合物,并处于化学平衡状态。

  在人造板的甲醛释放量的检测中,将人造板置于干燥器中,并将盛有蒸馏水的结晶皿放置于干燥器底部,人造板释放的甲醛可溶于蒸馏水中,通过检测结晶皿水溶液中的甲醛浓度,即可测出人造板的甲醛释放量。

  2)甲醛的还原性:甲醛可被氧化剂氧化成甲酸,并可进一步氧化生成二氧化碳和水。例如,可用碘作为氧化剂,将甲醛氧化为甲酸,此反应可用于测定甲醛水溶液中甲醛的含量。同时这也是治理室内空气中甲醛污染的基本依据。例如利用臭氧机产生臭氧除甲醛,利用光触酶产生具有强氧化分解活性的氢氧(羟)基原子团除甲醛等。

  3)甲醛与NH4+的加成反应:甲醛与铵盐反应,生成六次甲基四铵盐。利用这一原理工业上利用氯化铵作为消醛剂,而一些治理公司则将氯化铵用于室内空气中除甲醛,虽然短期内能达到降低甲醛浓度的目的,但从长期看,甲醛浓度仍然会反弹,而且氯化铵本身对人体有毒害性,同时会分解出氨气,造成二次污染。

  4)甲醛与酚试剂缩合反应:酚试剂(C6H4SNCH3CNNH2·HCl,简称MBTH)作为吸收液,吸收空气中的甲醛,反应生成嗪,经氧化后,建立“酚试剂分光光度法”,用于室内空气中的甲醛含量检测。

  5)甲醛与乙酰丙酮与乙酸铵的反应:在乙酰丙酮和乙酸铵的混合液中,甲醛与乙酰丙酮反应生成二乙酰基二氢卢剔啶,在波长为412nm时,它的吸光度最大。由此建立了“乙酰丙酮分光光度法”用于人造板甲醛释放量检测及空气中甲醛含量检测。

  此外,工业上利用尿素与甲醛经聚合反应生产脲醛树脂,利用酚与甲醛经聚合反应生产酚醛树脂。

  2 甲醛的来源

  甲醛是一种用途广泛、生产工艺简单、原料供应充足的有机原材料。甲醛除可直接用作消毒、杀菌、防腐剂外,还广泛用于合成树脂、表面活性剂、塑料、橡胶、皮革、造纸、染料、制药、农药、照相胶片、炸药、建筑材料等,其衍生产品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛树酯、脲醛树酯、氨基树酯、乌洛托产品及多元醇类等。

  室内空气中的甲醛主要来源于各种胶粘剂中,当前我国使用的胶粘剂大都采用甲醛为原材料加工制成。此类胶粘剂具有较强的粘合性,具有加强板材的硬度、防虫、防腐功能。据统计,用作室内装修材料的人造板所使用的胶粘剂80%是以甲醛为主要成分的脲醛树脂,而胶粘中残留的与未参加反应的甲醛会逐渐不停地从材料的孔隙中释放出来。近年来,我国已研制成功不含甲醛或低甲醛的环保型脲醛树脂,然而时至今日也没有被大量投产,主要原因就是价钱昂贵,阻碍了甲醛的替代进程。

  综上,当前室内空气中的甲醛来源主要可以分为以下几类:

  1)人造板(胶合板、密度板、刨花板等)及木质家具中释放出的游离甲醛。

  2)内墙涂料和其他涂料中的甲醛。有些内墙涂料和其他涂料中含有甲醛,它会在涂饰时释放出来,也会残留在涂层中慢慢释放出来。

  3)除了人造板的其他一些装饰材料,如墙纸、地毯等也会释放甲醛。这些材料在制作时也是使用了胶粘剂,特别是使用了脲醛树脂胶粘剂。因此,也有可观的甲醛释放量。

  4)汽车尾气、工业废气等可能含有甲醛进入室内。

  5)日常生活中如吸烟,喷洒消毒剂、清洁剂等可能带入甲醛,特别是香烟烟雾中含有大量的甲醛。

  3 甲醛对人体的危害

  甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸性物质,是公认的变态反应源,也是潜在的强致突变物之一。研究表明,甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、肝功能异常和免疫功能异常等方面。甲醛对婴幼儿及孕妇的危害更加严重,可导致怀孕期间胎儿停止生长发育,胎儿心脑发育不全,胎儿畸形甚至流产,及婴幼儿白血病等严重后果。当室内空气中甲醛含量达到0.1 mg/m3时,人体就能感觉到不适感;达到0.2 mg/m3时,可刺激眼睛,引起流泪;达到0.3 mg/m3,可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时,可引起恶心呕吐,咳嗽胸闷,气喘甚至肺水肿;达到30 mg/m3时,可能致人死亡。

  4 甲醛的检测

  目前,室内空气检测中甲醛浓度的检测方法众多,检测设备更是层出不穷。人们担心甲醛污染,迫切需要知道室内甲醛的真实浓度。然而市场上层出不穷的测甲醛产品,以及众多的检测企业,不禁让人眼花缭乱,不知道该相信哪个检测结果。甲醛的检测方法主要可以分为两类:采样法和便携式检测法。采样法指的是通过采样泵现场采集空气样本,再将空气样本送回实验室进行分析;便携式检测法主要指的是采用便携式检测设备或甲醛自测盒等,不需送回实验室分析,检测现场可快速得出检测结果。

  4.1 采样法

  采样法检测时,采样管中装有一定体积的吸收液,通过采样泵采集空气中的甲醛后,将吸收液送回实验室分析检测。该法检测过程繁琐,但检测结果准确,目前权威的检测机构大都采用此法检测。

  当前国家标准中规定的采样法主要有分光光度法和气相色谱法,应用较多的是分光光度法。其中分光光度法根据使用的不同的吸收液和显色剂分为:AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法、乙酰丙酮分光光度法。由于采样法大都为专业检测机构采用,本文不作过多赘述。   4.2 便携式检测法

  随着传感器和计算机技术的不断进步和完善,自20世纪80年代以来,各种用于有害有毒气体和其他污染物现场实时检测技术和相应的便携式仪器开始发展起来,经历了从无到有,不断提高的过程。目前,国际上一些著名品牌仪器,从测试范围,分辨率,精确度和稳定性,已经接近或达到世界卫生组织和国内有关部门制订的规范和标准的要求。例如,采用电化学传感器的甲醛电子分析仪,已被日本建筑工业部接受并推荐可用于室内空气的甲醛检测。我国《民用建筑工程室内环境污染控制规范》也规定,室内空气中的甲醛检测,可采用简便取样仪器检测方法,当发生争议时以酚试剂分光光度法的检测结果为准。

  当前,便携式甲醛检测仪已广泛应用于室内空气中甲醛检测。其基本原理为空气通过电化学传感器,受扩散和吸收控制的甲醛气体分子在规定的电极电压下,并在传感器内电解质作用下,在电极上发生氧化还原反应,产生的扩散电极电流与空气中甲醛的浓度成正比。其中,美国Interscan公司生产的4160型便携式甲醛分析仪、英国PPM公司生产的htv型甲醛检测仪,操作简单、结果准确、抗干扰强、灵敏度高、测量范围广,现场可快速读出检测数据,而被许多检测机构采用。近些年来,国产厂商也推出了一些便携式甲醛检测仪,其准确度相对较差,然而由于价格低廉,可满足大部分家庭和办公室检测。

  另外,由于操作简便、检测成本低,近年来市场上出现了各种各样的甲醛自测盒。甲醛自测盒是一种通过颜色反应体现甲醛含量的自我测试产品,其大致原理是基于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成蓝绿色化合物,然后根据颜色深浅与比色卡对比得出测试结果。理论上来说,该法只能作为半定量检测,当测试结果明显高于或低于国家标准值时,通过该法可以判定空气中甲醛含量是否超标,当测试结果与国家标准值绝对偏差较小时,建议委托专业检测机构作进一步检测。

  甲醛自测盒一般由吸收盒、显色剂、稀释剂、比色卡组成。使用甲醛自测盒时应按说明书要求进行操作,同时应注意以下事项。

  1)检测前应至少提前一小时或根据说明书要求关闭门窗,固定家具保持正常使用状态。

  2)该法只能作为半定量检测,不可作为法定检测依据。

  3)当环境温度较低时,显色反应较慢,可手握吸收盒510分钟加快反应速度。

  4)采用甲醛自测盒检测时,空气流经自测盒检测液表面时,甲醛被检测液吸收。由于流经检测液表面的空气流量受温度、湿度、气压和空气流速影响极大,检测时应将吸收盒放置在房间中间,同时不可有空调或风扇对着检测盒直吹。

5)按照说明书要求完成检测后应尽快对照比色卡比对检测结果,不可长时间放置后再比对检测结果。

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发布日期:2016-05-11 

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