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1、空气净化器对甲醛净化效率的测试方法国家空调设备质量监督检验中心王宏恩邓高峰唐冬芬王智超摘要 本文分析了室内甲醛的主要来源，介绍了常用的甲醛净化处理技术。为了评价目前市场上的净化器对甲醛的净化效果，提出了环境舱检测方法，分析对比了几种常用的甲醛检测技术，得出了检测甲醛时合理的组合方法。关键词 空气净化器甲醛净化效率测试方法1 室内甲醛的主要来源随着室内装修的日益普及和密闭程度的增加，室内空气污染越来越严重，甲醛(HCHO)是主要污染物之一。据统计，装修后 16个月内，甲醛超标率居室内达80%会议室和办 公室内接近100%；装修3 年后，超标率仍可能达50%以上 1 ，这直接影响到人们的身体健康，
2、世界各国对此都非常关注。在2004 年的“致癌公报”上，国际癌症研究中心(IARC)公布甲醛能引起鼻腔癌和鼻窦癌，并将甲醛列为致癌物。长期接触低剂量甲醛可引起慢性 呼吸道疾病、鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、妊娠综合症、新生儿染色体异常、白血病、青少年记忆力和智力下降，同时还会造成细胞核的基因突变、DNAJI链内交连和DNA与蛋白质交连及抑制DN豳伤的修复等严重后果。自然界中的甲醛是甲烷循环中的一个中间产物，背景值很低，仅有几个Ng/m3的水平。城市空气中甲醛的年平均浓度大约是0.0050.01mg/m3, 一股不超过0.03mg/m3。而新建楼房室内的污染水平波动于0.1mg/m3上下(WH
3、O隹荐的室内指导限值 严。室内甲醛主要来源于以脲醛树脂为粘合剂的各种胶合板、 刨花板、 中密度纤维板和细木工板等人造板产品。 它们含有的甲醛在不同的温度和湿度条件下会释放出来。新制的人造板每天的甲醛释放量为1015mg/mi,月尿醛树脂的释放速度为每天15mg/mi。止匕外，树脂中甲醛随气温和时间而变化，它们中存在的一些未反应的甲醛将导致较高水平的甲醛释放3 。还可来源于含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料， 如贴壁布、 壁纸、 化纤地毯、 泡沫塑料、油漆和涂料等4 。化妆品、清洁剂等各种生活用品和香烟烟雾也是室内甲醛的重要来源 2 。2 甲醛污染治理技术的研究现状早在 20 世纪
4、 70 年代，一些发达国家就提出了“致病建筑物综合症”或“不良建筑物综合症”，从此人们开始注意并研究室内甲醛污染治理措施。特别是近几年来，国内外诸多学者对此进行了研究。目前室内甲醛污染治理方法主要有: 臭氧氧化法、吸附法、光催化氧化法和金属氧化物法等。2.1 臭氧氧化法臭氧氧化是最早开始研究的治理室内甲醛污染的方法。它是利用臭氧(O3) 的强氧化性将甲醛氧化为CO2 和 H2O。2.2 吸附法吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附靠分子间力，无选择性，不稳定，易脱附； 化学吸附是吸附质和吸附剂之间形成新化学键，有选择性，稳定，不易脱附。吸附法治理 室内甲醛污染主要靠化学吸附。2.3 光催化氧化法
5、TiO2是一种N型半导体，它最突出的特征是它具有光敏导电性。 带隙能为3.2eV,相当 于波长为387.5nm光子的能量。当TQ受到波长387.5nm的紫外光照射时，价带上的电子 跃迁到导带上，形成空穴和光激电子，此时空气中的氧气和水蒸气与之作用便形成了高活 性地氧化表面吸附物质的自由基0 和 OH从而将甲醛等有机物分子降解为 CO和凡。等 无机小分子物质5 o 2.4金属氧化物法金属氧化物表面一般有表面羟基等各种吸附质。常温大气中，通常金属氧化物表面吸 附有水，多数情况下最终解离生成羟基，表面羟基作为酸或者碱在吸附和催化反应中具有 重要作用，此外还能发生各种表面反应，从而将甲醛等有机物分子降
6、解为 CO和HO等无机 小分子物质。3净化器甲醛净化效率的检测方法目前市场上的空气净化器种类繁多，质量参差不齐，而国内并没有统一的行业标准来 规定该类产品的性能实验方法，由此引起的净化器市场的不规范已经严重制约了该行业的 发展。因此有必要通过设计一个普适性较强的测试方法来对各种不同类型的空气净化器进 行甲醛净化效果测试。在对市场上空气净化器的大量检测工作中，我们通常采用两种模拟实际环境的测试平 台，一种是可测定一定时间内循环净化效率的环境舱，另一种是测定一次性净化效率的模 拟风道。参与测试的净化器类型有单体式室内净化器，也有中央空调中使用的净化器，这 些净化器基本上涵盖了市场上所有的净化器类型
7、。本文主要介绍空气净化器的甲醛净化效果环境舱检测方法1.1 测试平台测定一定时间内循环净化效率的测试平台为不锈钢环境模拟舱，体积为im,可调节温湿度，严格密封，内壁为抛光不锈钢面，舱内有自循环风机一台。采样点设置在环境舱 中心，通过不锈钢管接至舱外的采样泵。测试时，将空气净化器或者已安装在小型风道系 统内的净化装置安放在环境舱中心位置，风口呈侧出风状。环境舱示意图见图 1：图1净化器检测环境舱装置图标注单位：mm1.2 测试方案测试时，先将污染源一次性投放入舱内，开启自循环风机使舱内甲醛浓度均匀，等甲醛初始浓度稳定后，停机等待5min,测量初始浓度值。随后开启待测净化器开始采样，采样流量恒定为
8、 1L/min ，采样时间为 10min， 分别于净化器开启后第 0.5h、 1.0h 、 1.5h 、 2.0h 、 2.5h 、 3.0h 采样，测量净化器开启状态下采样点的甲醛浓度，计算浓度减少比例，并用环境舱甲醛自然衰减率对数据进行修订，得出净化器对空气中甲醛的净化效率。4 甲醛浓度分析方法目前国内常用来测定甲醛的方法有比色法、气相色谱法和普通化学分析法三大类。其中比色法由于仪器多样、操作方便成为应用最广的甲醛测试方法。4.1 比色法测定环境空气中的甲醛目前国内多采用化学发光法、荧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分光光度法该方法适用于居住区以及公共场所
9、空气中甲醛含量的测定。测定范围为2mL羊品溶液中含0.23.2ug的甲醛污染物。若采样流量为1L,采样体积为20L,则测定含量范围为0.01 0.16mg/m3。空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-硫基-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- 硫基 -5- 三氮杂茂 4,3-b-S- 四氮杂苯紫红色化合物。其色泽深浅与甲醛含量成正比。4.1.2 乙酰丙酮分光光度比色法该方法规定了工业废气和环境空气中甲醛的乙酰丙酮分光光度法。适用于树脂制造、涂料、人造纤维、塑料、橡胶、染料、制药、油漆、制革等行业的排放废气，以及作医疗消毒、防腐、熏蒸时产生的甲醛蒸汽测定。在采样体积为0
10、.51.0L时，测定范围为0.5800mg/m。甲醛经水吸收后，在pH=6勺乙酸-乙酰胺缓冲液中，与乙酰丙酮作用，在沸水浴 条件下，迅速生成稳定的经黄色化合物，然后在波长为413nmt测定。4.1.3 酚试剂分光光度比色法空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高价铁离子氧化形成蓝绿色化合物。根据颜色深浅，比色定量。4.2 气相色谱法测定环境空气中的甲醛气相色谱法测定甲醛是一种传统的方法，它是利用甲醛分子的极性，在极性色谱柱（ 如DB-5色谱柱）上，使用气相色谱的氢火焰检测器来分析，分析纯甲醛作标准，用保留时间 来定性，色谱峰面积来定量。4.3 普通化学分析法测定环境空气中的甲醛利用甲
11、醛分子中醛基官能团的特性，测定甲醛的方法有很多，如羟胺肟化法、 2,4- 二 硝基苯肼称量法、亚硫酸氢钠加成法、次碘酸钠氧化法和银离子氧化法等。除了上述三大类测定空气中甲醛的方法外， 还有一些快速检测空气中甲醛含量的方法，如仪器分析法检测。目前，便携式小型分析仪是用于检测空气中甲醛含量的直读式仪器，仪器内设有电池供电的内置采样泵， 检测元件为电化学传感器。 检测时， 样气进入传感器， 气体浓度以ppm为单位直接显示。5 选择甲醛测试方案在检测中需要确定一个合理的甲醛初始浓度。现行的国家标准中并没有明确规定，国家标准GB/T18883 2002室内空气质量标准中的甲醛限定值为0.1mg/m3，
12、GB50325 2001民用建筑工程室内环境污染控制规范中的 II 类民用建筑甲醛限定值为0.12mg/m3， 考虑到净化器的实际应用场所往往甲醛含量要高于标准限定值，拟设定标准限定值的10倍为初始甲醛的投放浓度，即1.01.2mg/m3。在确定初始浓度后，需要选择适合的甲醛采样测试方法，要求方法的检测范围能适应实际测试中的甲醛浓度范围，并且具有易操作、精度高和线性范围宽等特点。这样我们 首选比色法测定甲醛浓度。在对甲醛的各种检测方法分析比较之后，我们决定采用分光光 度法与便携式仪器测量法相结合的方式来进行甲醛分析测试。分光光度法中，通过对酚试剂和乙酰丙酮分光光度法测定甲醛进行了比较研究表明：
13、两种方法均具有仪器价格低廉，方法容易普及等特点；从测定条件看酚试剂法较为简便，室温下15min即可显色，而乙酰丙酮法显色需在8595 c水浴条件下3min或25 c室温下2.5h;酚试剂的稳定性较差，显色剂MBTHE 4 C冰箱内仅可以保存3天，显色后吸光度的稳定性也不如乙酰丙酮法；酚试剂法的灵敏度较高约为乙酰丙酮法的 6.5 倍，检出限 和测定下限也较乙酰丙酮法低。两种方法的工作曲线的线性关系很好，测定线性范围也较 宽，精密度和准确度均较好，对空气中甲醛的测定结果一致。综上所述，酚试剂法操作简 便，灵敏度高，检出限和测定下限较低，精密度较好，较适合测定微量甲醛：乙酰丙酮法 显色剂较为稳定，线
14、性关系较好，测定线性范围较宽，适合测定含量较高的甲醛。便携式的甲醛分析仪我们采用的是英国ppm公司生产的ppm400htv型甲醛测试仪，该仪器量程是010ppm,精度是0.01ppm,基本可以满足实际测试中的快速测定要求，对于 确定测试的起始浓度起到重要作用。因此在实际检测中，应根据实际甲醛浓度选用合适的测试方法组合来进行甲醛浓度测试。6 结论 对于空气净化器的甲醛净化效率检测，我们可以采用不锈钢环境舱模拟方法来测定不同技 术类型的净化器，在一定时间内对甲醛的循环净化效率。同时采用酚试剂分光光度法与便 携式甲醛分析仪相结合的采样分析方法，得出准确的空气净化器对甲醛的净化效率。参考文献1田世爱，
15、于自强，张宏.室内甲醛污染状况调查及防治措施施J.洁净与空调技术，2005(1): 41-44.2 裘着革.室内空气污染与健康.北京 :化学工业出版社， 20033 张建，江京辉，周瑾.人造板产品中的甲醛对室内环境的影响.木材加工机械， 2003(6)：9-114 詹平， 王佳 .新装修居室空气中甲醛的污染状况.预防医学情报杂志，2003， 19(4)： 296-2985ViroteB ， SrisudaS，WiwutT.PreparationofactivatedcarbonfromcoffeeresiduefortheadsorptionofformaldehydeJ.Sepa rationPurificationTechnology ， 2005， 42： 159-168.