高校建筑物甲醛釋放量多維度檢測(cè)策略研究

喬 路，史 媛，常鋮煒，鄧茜凡，龍昊宇，茅宇婷

（文華學(xué)院，武漢 430074）

甲醛（HCHO），也可以稱(chēng)為蟻醛，是一種無(wú)色、具有刺激性氣味的氣體[1-2]。在室內(nèi)相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境中，高濃度的甲醛會(huì)直接導(dǎo)致人體主要器官永久性衰竭，低濃度的甲醛會(huì)給人體帶來(lái)慢性疾病[3-4]。因此，甲醛儼然已成為日常生活中的重要安全隱患，必須引起人們的警覺(jué)和重視[5-6]。

盡管我國(guó)正式頒布實(shí)施《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB50325-2010）和10 種室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)已有多年，但因甲醛超標(biāo)危害人體健康的新聞仍層出不窮。隨著國(guó)家教育戰(zhàn)略的實(shí)施，高校每年會(huì)投入大量人力、財(cái)力進(jìn)行校園內(nèi)建筑物，包括學(xué)生公寓樓、教學(xué)樓、辦公樓等的建設(shè)、翻新。同時(shí)，高校也非常重視室內(nèi)裝修的質(zhì)量，直接促成建筑物裝修迭代頻繁，甲醛釋放量屢屢增加，嚴(yán)重危害了師生的學(xué)習(xí)、工作和生活。當(dāng)前，高校必須采取有效措施，精確地檢測(cè)甲醛釋放量，更好地控制室內(nèi)甲醛的濃度。

針對(duì)高校建筑物的甲醛釋放量，本文從多維度分析高校建筑物內(nèi)甲醛檢測(cè)策略。首先，分析高校建筑中的甲醛釋放量；再者，總結(jié)了傳統(tǒng)的甲醛檢測(cè)方法，分析了新型的甲醛檢測(cè)方法；最后，對(duì)甲醛智能檢測(cè)的發(fā)展進(jìn)行了分析。筆者多維度、全方位地分析了甲醛釋放量的檢測(cè)策略，旨在提高高校建筑檢測(cè)效率，降低成本。

甲醛檢測(cè)成本的降低，有助于提升高校對(duì)校園建筑室內(nèi)甲醛等有毒有害物質(zhì)檢測(cè)的頻率，甲醛檢測(cè)策略的創(chuàng)新與優(yōu)化，有助于提升高校建筑室內(nèi)甲醛的檢測(cè)質(zhì)量。綜上，本文的研究將較大程度改善高校師生的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境，保證高校師生的身心健康。

1 高校建筑物中甲醛的概述

高校建筑物中甲醛釋放量的主要來(lái)源：室外空氣中的甲醛流通進(jìn)入室內(nèi)；墻紙、塑料等裝飾材料使用含有甲醛的合劑；室內(nèi)裝修地板材料、人造板材在加工過(guò)程中會(huì)加入含有甲醛原材料的黏合劑。

高校建筑物中甲醛釋放量對(duì)教師、學(xué)生和工作人員的主要危害有：造成裸露皮膚的過(guò)敏反應(yīng)；通過(guò)呼吸道直接進(jìn)入人體的甲醛與蛋白質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用，形成一定的刺激作用，對(duì)人體器官會(huì)造成傷害；甲醛濃度達(dá)到一定量，會(huì)成為致癌的誘導(dǎo)劑。

2 甲醛檢測(cè)方法

2.1 傳統(tǒng)檢測(cè)方法

傳統(tǒng)方法主要包括分光光度法、電化學(xué)法、色譜法和熒光法等，這些方法經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，具有操作方便、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且技術(shù)更加成熟，準(zhǔn)確度更高。分光光度法是檢測(cè)甲醛最普遍適用的方法，常用的幾種方法有乙酰丙酮法、酚試劑分光光度法、AHMT 法、品紅-亞硫酸法、催化動(dòng)力學(xué)分光光度法和鉻變酸法。電化學(xué)法是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電位、電量的變化來(lái)測(cè)定反應(yīng)物濃度。色譜法是一種常見(jiàn)的檢測(cè)甲醛的儀器方法，靈敏度高，不易受干擾。其主要分為離子色譜、氣相色譜、液相色譜法這3 種檢測(cè)方法。熒光法的原理是經(jīng)過(guò)紫外光照射后，某些物質(zhì)能反映出該物質(zhì)特性的熒光，經(jīng)定性定量分析來(lái)測(cè)定該物質(zhì)濃度。

2.2 新型檢測(cè)方法

隨著科技的發(fā)展，甲醛含量的測(cè)定與多領(lǐng)域結(jié)合，更加快速，方便。目前主要有化學(xué)發(fā)光法、離子選擇電極法、微流控芯片技術(shù)和甲醛測(cè)定的電化學(xué)傳感器。化學(xué)發(fā)光法的原理是在沒(méi)有任何光、電能或熱的條件下，被測(cè)物自身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生光輻射，分析反應(yīng)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象中的組分，反應(yīng)速度由反應(yīng)分子的濃度決定，化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度由反應(yīng)速度決定，因此反應(yīng)分子的濃度可通過(guò)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)測(cè)定。

離子選擇電極法是指利用能對(duì)離子或分子態(tài)物質(zhì)產(chǎn)生選擇性響應(yīng)且?guī)в忻舾心さ碾姌O。在硫酸介質(zhì)中，甲醛對(duì)溴酸鉀氧化碘化鉀有促進(jìn)作用，人們可以用碘離子選擇電極跟蹤，以建立動(dòng)力學(xué)電位法來(lái)測(cè)定微量甲醛。微流控芯片技術(shù)的原理是，甲醛在芯片上實(shí)現(xiàn)衍生反應(yīng)及富集，通過(guò)芯片的終端連接GC-MS來(lái)測(cè)定甲醛的含量。電化學(xué)傳感器是由一個(gè)或多個(gè)敏感元件所構(gòu)成的傳感器，這些元件能產(chǎn)生和被測(cè)組分某化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的電信號(hào)，由于被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)，其產(chǎn)生的電信號(hào)與氣體濃度成正比，人們可以據(jù)此測(cè)定物質(zhì)濃度。

3 甲醛多維度檢測(cè)策略

針對(duì)甲醛的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，新型檢測(cè)方法可以從原理上解決甲醛檢測(cè)問(wèn)題。為了合理利用這些檢測(cè)方法，有效進(jìn)行甲醛檢測(cè)，人們需要設(shè)計(jì)并優(yōu)化相應(yīng)的檢測(cè)策略。下面將從甲醛釋放量的模擬研究、甲醛釋放規(guī)律研究、甲醛共享式智能檢測(cè)系統(tǒng)研究、甲醛治理方式等多維度來(lái)設(shè)計(jì)并優(yōu)化甲醛的檢測(cè)策略。

3.1 甲醛釋放量模擬研究

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展迅速，人們可以利用Airpak仿真軟件模擬研究高校建筑物中空氣的流動(dòng)、導(dǎo)熱等參數(shù)。根據(jù)甲醛在相對(duì)獨(dú)立空間的濃度變化，實(shí)時(shí)檢測(cè)甲醛的污染程度和分布；同時(shí)，考慮有無(wú)通風(fēng)、溫度、濕度等情況，為實(shí)際的甲醛檢測(cè)和治理提供可靠的理論依據(jù)。

3.2 甲醛釋放規(guī)律研究

高校建筑物中的甲醛釋放量與溫度、濕度和換氣率等因素有直接關(guān)聯(lián)。通過(guò)設(shè)計(jì)多組對(duì)比試驗(yàn)，調(diào)整不同的溫度、濕度和換氣率，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得出甲醛釋放量與溫度、濕度和換氣率的規(guī)律，指導(dǎo)甲醛檢測(cè)和甲醛綜合治理。

3.3 甲醛共享式智能檢測(cè)系統(tǒng)研究

隨著共享經(jīng)濟(jì)模式和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們可以構(gòu)建建筑物中的甲醛共享式智能檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要含有三個(gè)方面：甲醛檢測(cè)模塊、可視化操作界面和后臺(tái)數(shù)據(jù)處理。首先，可以根據(jù)甲醛檢測(cè)的傳統(tǒng)方法和新型檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)組合式甲醛檢測(cè)傳感器模塊，保證檢測(cè)精度，降低檢測(cè)成本。其次，可以將可視化操作界面直接開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)成手機(jī)APP，高校師生可以實(shí)時(shí)監(jiān)控自身所處環(huán)境的甲醛含量，對(duì)自己所處校園建筑內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，必要時(shí)可采取相應(yīng)的處置措施（開(kāi)窗換氣或離開(kāi)室內(nèi)環(huán)境）；最后，利用環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等數(shù)據(jù)處理方式，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行甲醛檢測(cè)數(shù)據(jù)處理和傳輸，保證師生良好的用戶體驗(yàn)，根據(jù)甲醛的含量選擇合適的作息時(shí)間。

3.4 甲醛治理方式

高校建筑物中的甲醛治理方式主要分為兩種。一是源頭治理。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的推出，不能只限于讓高校師生認(rèn)識(shí)到甲醛的危害，而應(yīng)該從國(guó)家立法層面出發(fā)，從建筑材料的源頭抓起，切實(shí)解決高校建筑室內(nèi)的甲醛污染問(wèn)題，讓甲醛真正遠(yuǎn)離高校，保證師生健康。二是末端凈化治理。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)且可行性強(qiáng)的末端治理方法有：加強(qiáng)通風(fēng)、使用凈化機(jī)、植物消除法、化學(xué)試劑噴灑法、活性炭吸附法。與甲醛的檢測(cè)方法一樣，甲醛的各類(lèi)末端凈化技術(shù)也各有優(yōu)缺點(diǎn)。高校需要對(duì)這些方法進(jìn)行優(yōu)化組合，根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出一種末端治理策略。其中，根據(jù)甲醛檢測(cè)結(jié)果找到甲醛源的精準(zhǔn)位置，直接對(duì)其進(jìn)行環(huán)保處理，可以有效地降低甲醛的釋放量。同時(shí)，對(duì)已經(jīng)釋放到空氣中的甲醛，利用光催化氧化技術(shù)對(duì)其進(jìn)行治理，從溫度、濕度和空氣對(duì)流等角度進(jìn)行調(diào)控，逐步處理甲醛，減低甲醛濃度，消減甲醛產(chǎn)生量。

4 結(jié)論

甲醛的檢測(cè)越來(lái)越受到關(guān)注，其檢測(cè)方法也越來(lái)越多，但不同的方法存在不同的優(yōu)缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法雖已經(jīng)較為成熟，靈敏度較高，選擇性較好，卻存在限制條件多、抗干擾性較差、操作過(guò)程煩瑣等缺點(diǎn)；新型檢測(cè)方法更方便、快速，但數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性還有待提高，甲醛檢測(cè)成本還需要進(jìn)一步降低，普及程度還有待提高。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甲醛的污染滲透于生活的方方面面，尤其是高校建筑物中，給環(huán)境造成污染的同時(shí)對(duì)人體健康的危害也日益增加，故研發(fā)一種選擇性好、靈敏度高、穩(wěn)定性好的甲醛檢測(cè)方法尤為重要。通過(guò)梳理和總結(jié)現(xiàn)有的甲醛檢測(cè)方法，筆者設(shè)計(jì)了一種多維度甲醛檢測(cè)策略，旨在提高高校建筑物中的甲醛檢測(cè)效率，降低檢測(cè)成本，從而更好地保護(hù)師生的身心健康。