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居室中甲醛气体的检测与降解治理分析

作者:   时间:2019-09-18 00:15   

北极星环境监测网讯:摘要:居室中的甲醛气体会引发白血病等疾病,从而对人的身体健康产生危害,所以入住前要对居室中的甲醛气体进行检测,并且采用有效的方式进行降解和治理。本文首先分析了甲醛检测的常见方法,然后细致讨论了降解和治理甲醛的对策。

一、甲醛气体的检测方法

1.色谱、色质谱联用法检测甲醛

色谱法和色质联用法是居室中甲醛气体检测的权威手段,因为其具有较高的精确度和稳定性,所以该检测方法也常常用于对其他甲醛气体检测手段的分析和评价。色谱和色质联用的优点是精确度高和灵敏度高;其缺点是检测成本高且操作复杂。色谱法和色质联用法需要使用专业的仪器设备,设备的体积较大,组成结构也比较复杂,在检测时需要专业的技术人员按照指定的方法进行操作。为了让检测结果更加精准,在检测之前还要对设备进行校准或者样品处理。鉴于色谱和色质谱联用的这些特点,在实际的居室中甲醛气体检测工作中很少使用这种方法。该方法主要应用于甲醛气体检测部门和仲裁部门的相关工作中。

2.比色法检测甲醛

比色法是居室中检测甲醛气体的经典方法,常用紫外-可见分光光度计来进行检测,由于具有较高的准确度,所以在实际工作中应用较广。根据《公共场所卫生检验方法》GB/T 18204.26中的相关信息,目前采用的是酚试剂分光光度法,基本原理是空气中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形成蓝绿色化合物。然后,根据颜色深浅比色定量居室中甲醛气体的含量。

3.荧光分析法检测甲醛

荧光分析法的主要特点是携带方便和灵敏度非常高,但是在设备工作时需要特定的光源,所以该方法有一定的局限性。现阶段,荧光分析检测居室中甲醛有两种方式,即荧光淬灭法和荧光增强法。当下荧光淬灭法是通过氯酸钾和吖啶红实现的。荧光增强法是通过稀硫酸,氯酸钾和氧化吖啶红共同实现的。荧光增强法的基本原理是在稀硫酸环境下,氯酸钾和氧化吖啶红的荧光强度会有所增强,然而在这个体系中通入甲醛之后,原有的荧光强度会快速下降。在一定的浓度区间内荧光强度变化和甲醛质量浓度有一定相关性,所以能够以此来检测居室中甲醛气体的浓度。随着分析检测设备的更新升级,目前已经出现了便携式荧光灯和荧光仪等设备,不仅操作简单,还可以当场呈现检测结果,所以具有一定的普适性。

4.电化学及电化学发光发光检测甲醛

电化学检测方法和电化学发光检测方法在居室中甲醛气体检测工作上应用较为广泛,因为该类方法具有一定的可控性,可以对检测灵敏度进行调节和控制,从而不满足不同场合的检测需求。这两种方法的共同特点是检测过程中要使用电化学工作站来提供电能,电压可以实现对电化学信号和电化学发光信号的调控。在电化学分析法中,电催化分析的应用范围最广。该方法不仅能够对居室中甲醛气体进行检测,还能够实现一定程度的甲醛讲解。其工作原理是应用微孔曝气技术实现甲醛气体到液体的转换,使用活性炭纤维做电极,通过吸附和电催化氧化结合的方式实现甲醛气体的检测。电化学发光是将化学发光和电化学结合起来的一种技术。该技术的工作原理是在电化学反应过程中,电极表面的电活性物质与某些组分在电子传递时变成激发态,然后在恢复到基态时以光的形式放出能量。在检测甲醛时,甲醛是吡啶钌的共反应物,所以组分中甲醛浓度增加,电化学发光信号增强,利用这个原理就可以对居室中甲醛的含量进行检测和分析。该方法的特点是设备简单轻巧且可以实现痕量分析,在实际检测工作中非常方便。

二、甲醛污染降解与治理

1.通风以降低浓度

利用通风的方式将居室内的甲醛气体排放到室外,从而降低空气内甲醛的浓度。这种方法的优点是操作方法比较简单,开窗通风即可。在需要的情况下,也可使用换气扇来将室内含有甲醛的气体排到室外,同时将室外的空气换到居室中。这种方法的缺点有两个,一是使用具有局限性,只适用于室内甲醛含量较低的情况,二是甲醛排放到室外之后也会产生空气质量安全隐患,并未从根本上解决问题。因此,在使用通风的方式来治理居室内的甲醛污染时,要注意以下几个方面。第一,首先要对居室内的甲醛浓度进行检测,如果甲醛浓度较低,则可以考虑使用通风的方法。然后,在根据甲醛浓度的大小来确定通风方式,即局部通风或者全面通风。第二,如果需要使用换气扇来进行通风,则要将以下参数纳入到考虑范围内,即排放的速率、室内空气的温度和湿度、以及释放甲醛材料中甲醛的浓度。第三,要对室外空气质量进行了解,一定要避免将甲醛排出室外而引入其他空气污染源。

2.化学处理

化学处理方式是将甲醛通过化学反应转化成甲醇,从而将甲醛降解掉。常见的化学降解方式有两种,一是二氧化氯氧化法,二是臭氧氧化法。两种方法都可以实现一定程度的降解,但是效果没有达到预期,还有很大提升空间。二氧化氯氧化法实际操作比较困难,臭氧氧化法会产生副产物而造成二次污染。化学处理法虽然在理论上可以实现甲醛的完全降解,但是实际化学反应的效率并没有那么高,并且有机化学反应还常常伴有副反应。

3.物理处理

物理法处理甲醛主要有两种方法,即活性炭法和光催化法。活性炭法是利用活性炭疏松多孔的结构来吸附甲醛分子,从而实现降低甲醛在空气中浓度的作用。该方法的优点是操作简单,缺点是通过暴晒来实现解吸附时会对环境造成污染。光催化法是通过紫外线的照射,催化剂会具有氧化还原的作用,从而能够对空气进行净化,材料以半导体材料为主,包括ZnO2、TiO2、Fe2O3等,光催化法也在生活中被广泛应用,并且成本较低,发展前景良好。

4.生态治理法

生态治理法是指利用某些植物具有吸收甲醛的功能来对室内甲醛进行治理。相关研究已经证实,芦荟、吊兰、一叶兰、虎尾兰、龟背竹等植物都对甲醛有一定的吸收作用。生态治理方的优点是治理成本较低,并且具有美化装饰室内的作用。另外,植物光合作用还可以增室内氧气的浓度,吸收空气中的二氧化碳。所以,生态治理法非常适合居室中甲醛的治理工作。生态治理法的缺点是植物对甲醛也有一定的耐受力,超出植物可以承受的范围,就无法进行甲醛治理工作。另外,少数敏感体质人群会对某些植物过敏,从而导致无法使用生态治理法。因此,在使用生态治理法时,要注意以下三个方面。第一,首先要观察植物吸收甲醛时,人是否对植物有过敏反应。第二,要使用相关测量仪表定期对室内甲醛含量进行检测,如果在一定时间后,甲醛含量居高不下,则要考虑植物是否到达饱和状态。如果植物已经无法继续吸收甲醛,则要更换其他植物。第三,要对吸收甲醛的植物进行精心照料,以便于植物能够茁壮生长,从而提升其处理甲醛的能力。

结语

综上所述,目前甲醛检测的方法非常多,但是集精确性、灵敏性和便携性于一体的检测设备还需要研究人员进一步努力。降解甲醛的方法中,物理方法除了利用太阳光的光催化法之外,都会对环境造成污染。化学方法则在实践中存在很多问题有待于改善。因此,生态治理法是当下解决居室中甲醛气体的最佳方法。然而,化学相关治理方法是标本兼治的降解方法,需要进一步完善和优化以提高其使用性。