鐘義林 唐巍飚 李學輝 陳希堯 丁臻敏 沈浩

（上海市計量測試技術(shù)研究院，上海 200233）

室內(nèi)空氣環(huán)境是與人類最密切相關(guān)的環(huán)境之一，人的一生約有70%的時間處于室內(nèi)，而防疫能力更弱的嬰幼兒和老弱殘疾者在室內(nèi)的時間可能更長，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，每個人日均吸入空氣12立方米。室內(nèi)環(huán)境污染的情況與人們的身體健康狀況是息息相關(guān)的[1]。

室內(nèi)裝修所帶來的污染一般是來源于裝飾裝修材料，如墻紙、油漆、膠粘劑、涂料、人造板材和地板等。在室內(nèi)空氣中存在500多種揮發(fā)性有機物，其中致癌物質(zhì)就有20多種，大量觸目驚心的事實證實，室內(nèi)空氣污染已成為危害人類健康的“隱形殺手”，也成為全世界各國共同關(guān)注的問題。室內(nèi)裝修帶來的環(huán)境污染會對人體造成極大的損害。在這些污染物中以甲醛最為常見。甲醛是原生性毒物，具有揮發(fā)性質(zhì)的有機化合物，甲醛具有非常強烈的刺激性氣味，但是沒有顏色，特別易溶于水。在裝修時使用的貼面板、合成地板、木屑板等都會帶來甲醛危害，甲醛可通過呼吸道系統(tǒng)、消化道系統(tǒng)、皮膚系統(tǒng)進入人體，并進而對神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，使人感到不舒適，注意力分散，工作效率降低，產(chǎn)生頭痛、惡心、疲勞、皮膚紅腫等癥狀，嚴重的話可引發(fā)嬰兒畸形、白血病和多種癌癥。通常剛裝修好的屋子中的甲醛量是0.4mg/m3，對人體的皮膚以及黏膜會造成損傷。因此，人們迫切希望知道自己所處的室內(nèi)環(huán)境的甲醛含量狀況[2]。

室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛的標準測定方法比較復雜，需要委托專業(yè)的實驗室，在整個過程大致分為現(xiàn)場采樣，實驗室分析，數(shù)據(jù)處理等，檢測周期較長，費用較高，很難滿足每個家庭的需要，在這種情況下家用便攜式甲醛測試儀產(chǎn)品應運而生[3]。

家用便攜式半導體氣敏傳感器法甲醛檢測儀（以下簡稱“甲醛檢測儀”）原理為：采用氣體敏感元件（大多是以金屬氧化物半導體為基礎材料），當被測氣體在該半導體表面吸附后，引起其電學特性（例如電導率）發(fā)生變化，由轉(zhuǎn)換元件將該信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)化成可輸出的電信號，從而得出檢測結(jié)果。甲醛檢測儀因為操作方便、讀數(shù)直觀、價格便宜受到不少消費者青睞。此類甲醛檢測儀在實際應用中相關(guān)文獻尚不多見，本研究旨在為這類儀器應用于家庭裝修后對甲醛污染物檢測做技術(shù)支撐，同時也提醒消費者慎重購買檢測儀器[4]。

1 實驗部分

1.1 檢測樣本

本次測試的樣品均采購自網(wǎng)上購物平臺，共采購16款不同品牌型號的甲醛檢測儀各2臺，共計32個樣品。

1.2 實驗主要儀器與試劑

甲醛動態(tài)配氣裝置、30m3環(huán)境艙、恒流大氣采樣器、分光光度計、空盒氣壓表、溫濕度計、大型氣泡吸收管、酚試劑吸收液、硫酸鐵銨溶液。所涉及的儀器在實驗前均進行了計量檢定或校準。

1.3 設定環(huán)境

在本次實驗中，我們根據(jù)國家現(xiàn)行標準以及裝修后不同的情況設置了6種不同溫度與甲醛濃度的室內(nèi)環(huán)境，分別為常溫低濃度、常溫中濃度、常溫高濃度、低溫中濃度、中文中濃度、高溫中濃度。6種設定環(huán)境的具體參數(shù)見表1和表2。

表1 不同濃度

表2 不同溫度

1.4 檢測方法

實驗過程中，工程師根據(jù)表1和表2來設置環(huán)境艙內(nèi)環(huán)境。先調(diào)節(jié)好溫度，然后通過甲醛動態(tài)配氣裝置向環(huán)境艙內(nèi)通入一定甲醛。當艙內(nèi)甲醛濃度均勻后，一名工程師在環(huán)境艙采樣口按照GB/T 18204.2-2014《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學污染物》中酚試劑分光光度法的要求進行采樣（采平行樣，采樣時間20min），后續(xù)進行化學分析和結(jié)果計算[5]。當結(jié)果顯示艙內(nèi)甲醛濃度在預期設定濃度范圍內(nèi)時，另一名工程師嚴格按照甲醛檢測儀產(chǎn)品使用說明書連續(xù)在環(huán)境艙內(nèi)檢測20min，每間隔5分鐘記錄一次儀器示值。

在示值誤差計算過程中，我們以酚試劑分光光度法所測得的甲醛濃度平均值作為環(huán)境艙中甲醛濃度標準值，以甲醛檢測儀5次檢測示值的平均值為該儀器的濃度示值，計算其示值誤差（以“相對偏差”公式計算。結(jié)果取其絕對值）。

C0--環(huán)境艙內(nèi)甲醛濃度的標準值，mg/m3[6]

1.5 評判依據(jù)

示值誤差結(jié)果判定參照GB/T18204.2-2014《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學污染物》7.5.2條款，要求用酚試劑分光光度法對甲醛檢測儀進行比對測試，其相對偏差≤15%[5]。

2 結(jié)果與討論

2.1 常溫不同濃度環(huán)境

2.1.1 低濃度環(huán)境

圖1 檢測儀在常溫低濃度環(huán)境中的示值誤差

圖2 檢測儀在常溫中濃度環(huán)境中示值誤差

據(jù)圖1可看出，僅有2臺甲醛檢測儀示值誤差不超過15%，為7.5%；其余均超過。其中有5臺甲醛檢測儀示值為0，無響應；示值誤差最大達到115.5%，該儀器讀數(shù)遠遠高于標準值。因此在常溫低濃度環(huán)境中，除2臺外其余甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

2.1.2 中濃度環(huán)境

據(jù)圖2可看出，所有甲醛檢測儀示值誤差都超過15%，其中有4臺甲醛檢測儀示值為“0”，無響應。因此在低溫中濃度環(huán)境中，所有甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

2.1.3 高濃度環(huán)境

圖3 檢測儀在常溫高濃度環(huán)境中示值誤差

據(jù)圖3可看出，僅有1臺甲醛檢測儀示值誤差不超過15%，為13.2%；其余均超過。因此在低溫中濃度環(huán)境中，除1臺外其余甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

2.2 中濃度不同溫度環(huán)境

2.2.1 低溫環(huán)境

圖4 檢測儀在低溫中濃度環(huán)境中示值誤差

據(jù)圖4可看出，僅有1臺甲醛檢測儀示值誤差不超過15%，為8.9%；其余均超過，其中有1臺的示值誤差高達到108.3%，有5臺甲醛檢測儀示值為0，無響應。因此在低溫中濃度環(huán)境中，除1臺外其余甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

2.2.2 中溫環(huán)境

圖5 檢測儀在中溫中濃度環(huán)境中示值誤差

據(jù)圖5可看出，所有甲醛檢測儀示值誤差都超過15%，其中有4臺甲醛檢測儀示值為0，無響應。因此在高溫高濃度環(huán)境中，所有甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

2.2.3 高溫環(huán)境

圖6 檢測儀在高溫中濃度環(huán)境中示值誤差

據(jù)圖6可看出，僅有1臺甲醛檢測儀示值誤差不超過15%，為11.2%；其余均超過。因此在高溫中濃度環(huán)境中，除1臺外其余甲醛檢測儀示值誤差都不符合要求。

通過在環(huán)境艙中6種環(huán)境下的測試，我們發(fā)現(xiàn)本次16批次甲醛檢測儀中沒有一款儀器能夠在6種環(huán)境下的示值誤差都滿足要求。

3 總結(jié)

本次研究的16批次家用便攜式半導體氣敏傳感器法甲醛檢測儀無法在設定的環(huán)境中提供準確的檢測結(jié)果，故不適用于室內(nèi)環(huán)境中甲醛濃度精準檢測。主要原因在于這些儀器缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標準，很多甲醛檢測儀只用電子元件簡單拼湊，不僅采用性能低劣的傳感元件，傳感器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，價格相對低；并且產(chǎn)品設計上并沒有考慮空氣的流速、濕度、溫度對數(shù)據(jù)準確性的影響。此外，甲醛檢測儀在中國并非是計量器具，所以此類產(chǎn)品能夠在沒有經(jīng)過系統(tǒng)計量與測試的情況就投放市場，準確性基本得不到保障。