春季南方某市不同环境中甲醛的分布特征与影响因素

2023年12月26日发(作者：傅以渐)

春季南方某市不同环境中甲醛的分布特征与影响因素

黄虹;熊震宇;邹长伟;刘毅

【摘 要】在2015年春季对南方某市多个居民住宅、大学校园不同室内及环境空气中甲醛的浓度进行了调查监测,比较分析了不同类型环境中甲醛质量浓度的分布和影响因素,并进行了甲醛的暴露评价,为甲醛的污染防治和人群健康风险规避提供科学依据.结果表明:不同室内甲醛质量浓度均高于室外环境空气的甲醛,居民住宅、校园不同室内甲醛有超标情况,超标率分别为31.3%和27.3%,甲醛质量浓度均值排序与超标率排序相同,居民住宅室内>校园室内场所,反映出2种不同室内环境甲醛排放源的存在和源强的差异;居民住宅室内甲醛质量浓度受装修时间、通风时间、房屋结构、使用功能等因素影响;春季环境空气甲醛质量浓度较高,同时受温度、湿度和降雨等因素影响;大学生甲醛日均暴露量(1.51 mg·h·m-3)低于一般居民的(1.74 mg·h·m-3),但甲醛潜在剂量(1.54 mg·d-1)高于一般居民的(1.30 mg·d-1),与呼吸速率和所处环境中甲醛分布有关.%In the spring of 2015 ,the

concentration of formaldehyde in indoor and ambient air of various resi-dential and university buildings in a southern city was investigated and

monitored. The distribution and influencing factors of formaldehyde

concentration in different types of environment were compared and

analyzed. This study pro-vided a scientific for the formaldehyde pollution

prevention and control of human health risk. The results showed that

different indoor formaldehyde concentrations were higher than the

outdoor ambient air formaldehyde. The concentra-tion of formaldehyde in

residential and campus different indoor exceeded the standard of 31 . 3%

and 27 . 3%,re-spectively. Formaldehyde concentration ranking and the

same rate of the same rate,residential indoor campus premi-ses,reflecting

the two different indoor environment,the existence of formaldehyde

emission and source of strong differences. Residential indoor

formaldehyde concentration by the decoration time,ventilation

time,housing struc-ture,the use of function(1. 51 mg·h·m-3 )was lower than

that of the general population(1. 74 mg·h·m-3 ), and the daily

formaldehyde concentration in the ambient air was higher than that in the

general population(1. 74 mg ·h·m-3 ). But the potential dose of

formaldehyde(1. 54 mg·d-1 )was higher than that of the general

population (1. 30 mg·d-1 ),which was related to the respiration rate and

the distribution of formaldehyde in the environment.

【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》

【年(卷),期】2017(039)004

【总页数】7页(P326-332)

【关键词】室内环境;环境空气;甲醛;暴露评价

【作 者】黄虹;熊震宇;邹长伟;刘毅

【作者单位】南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031

【正文语种】中 文

【中图分类】X512

研究表明，甲醛具有强烈的致癌和促癌作用，已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一。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。当空气中甲醛质量浓度达到0.5 mg·m-3，可刺激眼睛，引起流泪；当达到0.6

mg·m-3，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·m-3，会立即致人死亡[1]。甲醛作为室内环境污染的头号杀手，其污染状况和分布特征的研究，对于空气污染的预防和人体健康的保护具有理论意义和现实价值。

国内外也有许多学者对不同场所的甲醛质量浓度及其影响因素进行研究，司琳琳等[2]对室内装修材料人造板释放甲醛的途径进行了分析描述；杜志芳[3]利用数学模型研究了多种影响室内甲醛释放的因素对甲醛质量浓度的综合影响，进而为其他学者的研究提供了参考；邹钱秀等[4]对93辆家用车内的醛酮浓度水平进行测定，结果显示甲醛为最高组分，并且还对甲醛进行了癌症风险评价：存在致癌风险，需要引起人们重视。根据查阅的相关文献[5]，沈阳大气中的甲醛质量浓度为0.033

mg·m-3，未超过国家标准。马春蕾[6]的研究发现所调查的沈阳住宅、超市、商场等室内环境均存在甲醛超标情况。而李法松等[7]发现安庆市的超市、商场等室内环境同样存在甲醛质量浓度超标情况。

目前，见于报道的关于甲醛的相关研究主要是针对单一类型的场所，本研究综合了不同类型的场所，对于不同室内环境(高校公共场所室内、居民住宅室内)和室外环境同时段进行甲醛测定，讨论其分布特征，分析控制性因素，为室内空气中甲醛污染防治提供科学依据，并希望引起人们对室内空气污染问题的重视。

722S型分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)；KC-6120型大气综合采样器(青岛崂山电子仪器总厂有限公司)。

1.2.1 采样时间与采样点

采样时间为2015年3—5月，选择南方某市多个居民住宅室内、某大学多种室内环境和室外环境空气作为监测对象。

2016年4月补充监测3户家庭。

室内采样点基本位于该市新城区以及城郊区的住宅和校园公共场所，室外对照采样点位于某大学环境楼六楼楼顶，处于城郊地带，附近无明显排放源。

1.2.2 样品收集与监测

本研究共调查监测11户住宅、13处校园不同室内场所(学生宿舍、图书馆、打印室、教师办公室以及教室、操作室等)，以及30 d的室外采样。室内采样一般一个采样点，连续采样2次取平均值，在某些空间较大场所中设2个采样点同时采样；每次进行室内采样时，同时段在室外进行监测，作为对照。通过吸收管中的吸收液，经大气采样器收集空气中的甲醛，采样流量设为1.0 L·min-1。采用GB/T

15516—1995《空气质量 甲醛的测定 乙酰丙酮分光光度法》监测分析甲醛质量浓度。

1.2.3 评价标准

本文室内空气标准采用《居室空气中甲醛的卫生标准》，其中甲醛质量浓度限值为0.08 mg·m-3。本论文中对于不同室内环境甲醛的小时浓度限值标准为0.08

mg·m-3。

环境空气中甲醛质量浓度限值参考由国家卫生部颁布的TJ 36—79《工业企业设计卫生标准》中的“居住区大气中有害物质的最高容许浓度”。该标准中甲醛一次最高容许浓度为0.05 mg·m-3。因此本论文室外环境空气中甲醛的小时浓度限值为0.05 mg·m-3。

根据采样、监测及分析得到本研究春季该市不同环境中甲醛的浓度分布，见表1。

由表1，本次采样期间，居民住宅室内甲醛质量浓度范围为0.014～0.255 mg·m-3，超标率31.3%，平均值为0.084 mg·m-3；校园不同室内场所甲醛质量浓度范

围为0.023～0.103 mg·m-3，超标率27.3%，平均值为0.066 mg·m-3；环境空气中甲醛质量浓度范围为0.016～0.04 mg·m-3，超标率为零，平均值为0.028

mg·m-3。2种类型室内环境的甲醛质量浓度均高于室外环境空气中甲醛的浓度，而且出现不同程度的超标率，反映室内环境中均存在不同程度的甲醛排放源，建议室内放置一些吸醛植物、放置活性炭等吸附剂，对室内的甲醛吸附和净化[8]。

不同类型环境中甲醛质量浓度存在分布差异，但同一类型环境中，甲醛质量浓度也会因多种因素的影响而出现不同。

2.2.1 装修时间对居室内甲醛质量浓度的影响

居民住宅装修完后，大部分家庭会选择在通风0.5～1年后入住新居，为了解装修时间对甲醛质量浓度的影响，本轮采样共调查11户住宅，对采样住宅按装修时间分为2组，分别为装修时间1年以内及1年以上，2组甲醛质量浓度对比结果见表2。

由表2，装修时间在1年以内的住宅室内甲醛质量浓度明显高于装修1年以上住宅，这与文献[9-10]调查研究分析一致。表2中数据反映装修时间的长短对于住宅室内甲醛质量浓度的影响比较明显。本次调查中，装修时间在1年以内住宅存在超标情况，而装修时间在1年以上的住宅没有出现超标情况，但是有报道显示装修后需要15～18个月[11-13]才能达到国家标准以下。由于装修材料的环保程度以及装修方式、房屋构造不同，因此建议在入住前对各污染物进行测定，质量浓度达标后方再入住。

2.2.2 通风时间对室内甲醛质量浓度的影响

为了解通风对室内甲醛质量浓度的影响，本次调查在某住宅卧室内，首先在封闭12 h的情况下测定甲醛质量浓度，然后以此甲醛质量浓度为房间初始甲醛质量浓度，打开门窗进行通风，同时采样；通风且采样的1 h后，接着在通风的情况下持续采样；通风2 h后关闭门窗，同时开始不通风条件下的采样；封闭且采样的1 h

后，接着保持封闭状态持续采样；封闭且采样的2 h后，接着保持封闭状态持续采样。测定结果分布见图1。

由图1，封闭→通风→封闭这样的操作会影响室内甲醛质量浓度的分布，通风能够帮助室内甲醛的扩散稀释，短时间通风能明显降低室内甲醛质量浓度[14]，而封闭会导致室内甲醛质量浓度升高。本次调查没有定量测定室内材料甲醛释放速率，主要通过不同时长通风条件和封闭条件下甲醛质量浓度的分布，定性判断室内存在甲醛释放源。室内存在甲醛释放源的情况下，通风不利(封闭)条件下，会导致室内甲醛质量浓度升高，因此，室内保持良好的通风状态，有利于避免室内甲醛污染。

2.2.3 住宅内不同功能房间内甲醛质量浓度的分布

居民住宅内部不同房间功能不同，结构和装修会因功能的不同而呈现差异，为研究同一住宅内不同功能房间甲醛质量浓度的分布，本次调查在几户住宅的客厅以及卧室分别进行了甲醛的采样测定，其中卧室里边主要是衣柜、床，而且地板一般选用实木/复合地板，客厅则是瓷砖地板，放置桌椅、沙发以及电视柜。据采样住宅问卷调查可知，接受调查的住宅的橱柜全部选用刨花板集成橱柜，一般刨花板含胶量比较大[15]；而且客厅卧室各自的通风情况也不一样。本研究中几户住宅不同功能区甲醛质量浓度均值对比结果见图2。

由图2，该户住宅的客厅与卧室(主卧、次卧)均存在甲醛超标情况，卧室甲醛质量浓度变化范围大。本次实验中位于该市区某小区的住宅A中的次卧及客厅甲醛质量浓度最高，其浓度分别为0.255、0.191 mg·m-3，分别为标准的3.2倍和2.39倍，超标情况比较严重。在住宅A中，次卧的甲醛质量浓度比客厅中还高，出现这样的结果不仅因为次卧中家具和地板释放甲醛量较多，而且还有房屋构造的原因。从该次卧的平面图以及功能上来讲，次卧主要是给儿童居住，其构造呈“L型”，空间相对狭小，家具释放出来甲醛很容易在房间内积累，同时次卧的构造不利于通风，使得甲醛质量浓度超标。同样是住宅A的客厅虽然也存在甲醛超标情况，但

由于客厅通风性较好，使得客厅甲醛质量浓度低于儿童房的。这也再一次说明了通风对室内空气环境质量影响的重要性。根据蒋守芳等[16]的结论，建议居民购买免漆板或其他能达到国家环保标准的大品牌商家生产的装修板材，这样在保护自己利益的同时可以降低装修带来的室内空气污染的危害。除了从源头控制甲醛污染以外，作为末端处理的空气净化器近年来逐渐受人推崇，根据胡俊等[17]的研究表明，空气净化器对甲醛净化效率随着相对湿度的增大而明显降低，随着空气流速的增大而有所提高，而室内温度对其影响并不明显。所以普通居民也可适当选择空气净化器作为室内空气污染防治手段之一，同时在使用时尽量控制好湿度和空气流速，以达到更好的净化效果。

本次在校园内不同室内场所(包括学生宿舍、图书馆、打印室、教师办公室、教室和训练中心)的甲醛测定结果见表3。

由表3可得，校园不同室内场所甲醛质量浓度有差异。学生宿舍中甲醛质量浓度出现最高值(0.103 mg·m-3)，其次是1#专业楼顶打印室(0.083 mg·m-3)，其余室内场所甲醛质量浓度差异不大。

本实验在学生生宿舍进行采样，学生宿舍普遍空间狭窄，新引入的甲醛的释放源较多。个别学生有吸烟的习惯，香烟在燃烧时也会释放甲醛[18]，加上宿舍构造不利于空气流通，导致甲醛质量浓度超标。而打印室长时间打印、复印大量纸质文件，复印和打印机的油墨易释放甲醛等挥发性有机物，并且胶装后装订成册，使用的胶合剂中的甲醛容易游离出来，并且在通风不畅的打印室中积累。

图书馆的流动书库和大厅的平均甲醛质量浓度分别为0.071、0.059 mg·m-3。因图书馆内空间较大，且内设换气装置，使得馆内甲醛质量浓度并未超标。而工程训练中心中除了教学仪器外并没有其他甲醛释放源，测定结果属于正常范围内。所以减少甲醛释放源是比较直接有效的降低室内甲醛质量浓度的手段。

综上，除学生宿舍和打印室出现超标情况外，其余室内环境甲醛质量浓度均未超标，

但室内甲醛质量浓度平均高于室外，为保护人群健康，建议减少室内停留时间，保证室内良好的通风。

为了解环境空气中甲醛质量浓度分布情况，并比较室内、外甲醛分布差异，本研究在1#专业楼楼顶设置一个采样点作为室外参照。

室外甲醛采样持续1个月，每天同一时间在1#专业楼楼顶进行采样，室外甲醛质量浓度分布见图3。

由图3，春季环境空气中甲醛质量浓度范围为0.012～0.04 mg·m-3，平均浓度为0.027 mg·m-3。没有出现超标情况，不过因为受多种因素的影响，日分布有差异。其中，4月21—22日和5月7—8日，甲醛质量浓度出现比较明显的低谷，主要原因是这2天出现降雨(见图4)，降雨对于空气中的甲醛具有直接的冲刷和清除，从而直接影响空气中甲醛质量浓度。

2.4.1 春季大气中甲醛质量浓度日分布

春季大气中甲醛质量浓度从早上7点左右开始逐渐升高，并伴随浓度波动，在11时至13时之间会达到最大值，15时后甲醛质量浓度整体呈下降趋势。根据其他学者[19]对夏季甲醛质量浓度的研究，发现夏季外部环境温度和光照强度较高，导致光化学反应活性高，生成二次甲醛速率大，是控制大气中甲醛质量浓度的主要因素。而春季的温度较低，光照强度弱，光化学反应强度低，但湿度较高，气态甲醛都溶解于空气中的水滴中，所以导致春季大气中甲醛质量浓度处于较高的原因可能是因为人为排放的1次甲醛，即春季大气中甲醛质量浓度受人为排放的1次污染源控制。

2.4.2 大气中甲醛质量浓度与温度的相关性分析

利用spss 19.0对大气中甲醛质量浓度及温度进行相关性分析，由表4可知，显著性Sig值为0.00，小于0.05，所以具有统计学意义上的显著性，相关系数为0.622，所以大气中甲醛质量浓度与温度呈正相关性。从而说明了温度是影响大气

中甲醛质量浓度的重要因素之一。

2.4.3 大气中甲醛质量浓度与湿度的相关性分析

利用spss 19.0对大气中甲醛质量浓度及湿度进行相关性分析，由表5可知，显著性Sig值为0.03，小于0.05，所以具有统计学意义上的显著性，相关系数为0.344，所以大气中甲醛质量浓度与湿度呈较弱正相关性。从而说明了湿度也是影响大气中甲醛质量浓度的因素之一。

对比图3～图5，采样期间环境空气中的甲醛质量浓度分布与温度和相对湿度分布线相似，反映相对湿度对环境中甲醛的浓度具有一定的影响。

各种环境中的甲醛质量浓度限值只能反映出环境介质中的污染物强度，并不能反映出人体对污染物的接触量累积吸收量的情况。暴露评价实质上是污染物的浓度，污染物在一定时间内与人体接触而被人体吸收、沉积的污染物的量。其公式表达见式(1)。

式中：E为暴露量，mg·h·m-3；C(t)为t时段内环境中污染物的浓度，mg·m-3；Γ为暴露持续时间，h；t为暴露持续的分段时长，h。

参考黄虹[20]对PM2.5的暴露评价模式估算甲醛的暴露量，其中不同人群不同环境中的时间分布参考Chan Y C等[21]和白志鹏等[22]的研究，假定如下：1) 在校大学生每天90%的时间在校园内不同室内场所，10%的时间在室外；2) 一般居民每天50%的时间在家中，30%的时间在其他室内(其他室内甲醛质量浓度用校园公共场所平均甲醛质量浓度代替)，20%的时间在室外。

根据以上假定，本研究甲醛暴露量的估算采用式(2)。

式中：E为总暴露量，mg·h·m-3；C1、C2、C3为校园公共场所内、室外环境下的暴露浓度，mg·m-3；t1、t2、t3为校园公共场所内、室外相应的暴露时间，h。

潜在剂量是指在一定时间内通过各种方式进入人体内的污染物的量，见式(3)。对于空气污染物而言，主要是通过呼吸进入体内的污染物。

式中：Dpot、(D1、D2、D3分别为总剂量、住宅室内剂量、办公场所(学校内公共场所)室内剂量、室外剂量，mg；IR1、IR2、IR3分别为相应的呼吸速率。呼吸速率参考白志鹏等[22]研究中所选数据，取值如下：成人(分在校大学生和一般居民2类)在居室家中、办公室(校内公共场所)、室外环境中呼吸速率分别为0.5、1.0、1.6 m3·h-1。

将表1中的甲醛质量浓度代入式(3)进行计算，得甲醛日均暴露量，见表6。

由表6，在校大学生甲醛日均暴露量1.51 mg·h·m-3 ，总潜在剂量1.54 mg·d-1；一般居民甲醛日均暴露量为1.74 mg·h·m-3 ，总潜在剂量为1.30 mg·d-1。一般居民的日均暴露量高于在校大学生，而潜在剂量情况相反。由于暴露量是浓度与时间的函数，在校大学生在室内的停留时间较长，并且住所也是多人间的寝室，比一般居室要更加拥挤，使得甲醛质量浓度偏高，所以导致在校大学生的潜在剂量要高于一般居民。暴露量是影响潜在剂量的因素之一，但潜在剂量还受其他因素影响。

另外，通过将室内环境与室外进行比较可以发现，室内的暴露量及潜在剂量普遍高于室外环境。对于一般居民来说，一天内的暴露量是居室内>其他室内>室外，潜在剂量大小排序也是如此。反映室内环境质量的优劣对人体健康的影响甚于室外环境。

本文所采用的方法中各环境停留时间的不同对结果影响较大，在实际生活中，各地各人的时间分配方式各不相同，本文仅选取较为普遍的参数进行计算，针对具体问题需要细化时间分配等参数。

1) 本实验有室内环境出现甲醛超标情况，春季居民住宅、校园不同室内场所内甲醛超标率分别为31.3%、27.3%，反映不同室内均存在甲醛释放源；不同类型室内环境甲醛质量浓度均值排序为：居民住宅室内>校园内室内场所，与超标率排序相同，反映2种不同室内环境的装修、装饰、家具等排放源的差异。

2) 春季室外环境空气中的甲醛质量浓度受温度和湿度影响，人为排放一次污染源

很可能是春季大气甲醛的主要控制因素。

3) 校园典型人群(大学生)的甲醛日均暴露量1.51 mg·h·m-3 ，甲醛潜在剂量1.54

mg·d-1；一般居民的甲醛日均暴露量1.74 mg·h·m-3 ，甲醛潜在剂量1.30

mg·d-1，大学生甲醛日均暴露量低于一般居民，但甲醛潜在剂量高于一般居民，与呼吸速率和所处环境中甲醛分布有关。甲醛的日均暴露量和潜在剂量在不同类型环境的排序为：住宅内>校园不同室内>室外。

【相关文献】

[1] 张敏,杨莉芬.室内甲醛污染的危害及防治对策[J].河南科技,2013(9):162，164.

[2] 司琳琳,杨越飞,林玉珍.国内外人造板甲醛释放量检测标准对比[J].林业机械与木工设备,2010,38(8):48-51.

[3] 杜志芳.民用建筑室内环境污染与控制的研究[D].保定：华北电力大学,2009.

[4] 邹钱秀,张卫东,赵琦,等.不同类型新车内醛酮类化合物的污染研究[J].中国环境监测,2012,28(2):97-100.

[5] 王维宽.沈阳市室内外空气中甲醛分布特征研究[C]//中国环境科学学会.2011中国环境科学学会学术年会论文集(第2卷),2011:5.

[6] 马春蕾.沈阳市室内空气中甲醛污染状况及来源分析[J].辽宁大学学报(自然科学版),2011,38(4):325-328.

[7] 李法松,厉咪咪,王谦,等.安庆市区商场中甲醛浓度分布及来源分析[J].安庆师范学院学报(自然科学版),2015,21(4):104-106.

[8] 丁丽.室内环境甲醛的危害及控制措施[J].内蒙古科技与经济,2010(22):73-74.

[9] 郭金姝.装修时间对室内污染物浓度的影响[J].科学技术与工程,2012(3):697-699.

[10] 徐江岑,王丽萍.某市室内空气中甲醛污染调查与分析[J].环境科学与管理,2011(1):43-46.

[11] 赵人琤,金念祖,王克波,等.办公室装潢后室内空气甲醛含量的变化趋势[J].环境与健康杂志,2002(2):122-123.

[12] 青建伟,张洪.城乡居室装潢室内空气甲醛污染与健康影响研究[J].川北医学院学报,2004(4):122-124.

[13] 张华.关于住宅房屋装修后甲醛含量的对比分析[J].民营科技,2013(11):294.

[14] 王琨,李文朴,李富林，等.短时通风对室内空气中甲醛和氨质量浓度影响[J].哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2004(5):560-563.

[15] 王雪梅,张显权,朱丽宾.简述刨花板中甲醛释放的机理及检测[J].林业机械与木工设备备,2001,29(6):6-10.

[16] 蒋守芳,于立群,李君,等.装修住宅室内甲醛污染对居民健康影响的调查[J].中国煤炭工业医学杂志,2006,9(8):879-881.

[17] 胡俊,肖江蓉,李亮亮,等.空气净化器对室内甲醛净化效果的实验研究[J].分析科学学报,2013(2):169-173.

[18] 魏凤玉,陈天明,马鹏举,等.香烟烟丝和烟雾中甲醛的测定[J].应用化工,2009,38(3):449-451.

[19] 王玲玲,王维思,赵新娜,等.郑州市不同季节空气中醛酮类化合物污染特征及来源[J].中国环境监测,2014(5):35-40.

[20] 黄虹.广州市住宅室内外大气PM2.5的化学组成特征、来源及暴露评价[D].广州：中山大学，2005.

[21] CHAN Y C，SIMPSO R W，MCTAINSH G H，et apportionment of PM2.5

and PM10 aerosols in Brisbane(Australia) by receptor modeling[J].Atmospheric

Environment,1999,33:3237-3250.

[22] 白志鹏,贾纯荣,王宗爽,等.人体对室内外空气污染物的暴露量与潜在剂量的关系[J].环境与健康杂志,2002,19(6):425-428.