建筑材料有害物质及其检测方法的综述
摘要：随着建筑材料有害物质问题的日益突出，检测已成为控制室内环境污染的重要手段。对于建筑装饰装修材料及居室空气中有害物质的测定并采取相应的控制措施，是发现和解决问题的有效途径之一。但现有的检测方法涉及成本高，对人员有技术要求，因此，发展全新的检测方法将更有助于建筑材料有害物质的控制，提高人们生活质量。
关键词：建筑材料有害物质、环境测试舱法、分光光度法、气相色谱法、光电光度法、电化学传感器法、分子印迹技术
1、建筑材料有害物质简介
随着人们物质生活水平的提高，室内建筑装饰装修的有害物质，引起了大家的广泛关注。建筑材料中含有的有毒有害物质主要有：甲醛、氨、苯及苯系物、总挥发性有机化合物（VOC）及放射性物质。
1.1、甲醛:
甲醛在常温下是一种无色气体，有刺激性气味，已被世界卫生组织认定为高致癌物质（1-2）。在建筑材料中甲醛主要存在于胶质制成的装饰装修材料中，如胶合板，中密度纤维板，细木工板，复合木地板等人造及制成的家具（3）。另外，壁纸，油漆，涂料，乳胶漆等中也含有不同程度的甲醛。
1.2、氨：
氨是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，对接触的组织和皮肤有腐蚀和刺激作用，使组织蛋白变性，破坏细胞膜结构，减弱人体疾病抵抗力。氨作为一种有效的溶剂，被广泛于混凝土外加剂，家具涂料所用的添加剂和增白剂等。
1.3、苯及苯系物：
苯及苯系物在常温下为一种无色、具有特殊芳香气味的油状透明液体，具有高毒性，也是第一类致癌物质。对人体造血具有损害作用，存在生殖细胞的遗传毒性，具有致癌、致畸作用。主要源于壁纸、涂料及乳胶漆中。
1.4 VOC
VOC是指挥发性有机化合物的总量，原则上，在常温常压下，任何能自发挥的有机液体和/或固体的总称，而最普遍的共识认为VOC是指那些沸点不大于250℃的化学物质。VOC对人体健康影响很大，会使人感到头痛、恶心、呕吐、乏力等，严重时会损害人的内脏及神经系统，造成严重后果。装饰装修材料中VOC主要来源于乳胶漆、墙纸、地面、绝热材料、粘结剂等。
1.5放射性物质：
放射性物质主要源于土壤、天然石料及建筑材料中，各种天然石材由于产地、地质结构和生成年代不同，其放射性物质也不同。其中以花岗岩放射性较高为代表。氡无色无味，是由镭衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体，氡原子在空气中的衰变产物被称为氡子体，氡通过呼吸进入人体，衰变时产生的短寿命放射性核素会沉积在支气管、肺和肾组织中，引起局部组织损伤，甚至诱发肺癌和支气管癌等（4）。
针对上述有害物质，国家出台了一系列的装饰装修建材中有害物质限量的十项标准，包括《人造板及其制品中甲醛释放限量》、《建筑材料放射性核素限量》、《混凝土外加剂中释放限量》、《内墙涂料中有害物质限量》等，自2002年7月1日起，市场禁止销售不符合
国家标准的产品。
2、检测方法综述
2020年1月中华人民共和国住房和城乡建设部联合国家市场监督管理总局发布《民用建筑工程室内环境污染控制标准》（GB 50325-2020），替代了原《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB 50325-2010），新标准于2020年8月1日起正式实施，用于新建、扩建和改建的民用建筑工程室内环境污染控制。
2.1 环境测试舱法
对于装饰装修材料游离甲醛和VOC的释放量可以采用环境测试舱法进行测定。环境测试舱是一种合理模拟室内环境条件的测试设备，利用该方法测量的数据可以直接反映材料释放甲醛的现状，获取数据和环境污染情况有着直接对应关系，推导出板材的甲醛释放量限值，依次确定板材的分级。环境测试舱法操作便捷，检测结果可直读，受人为因素干扰小，是国标指定的方法。但是环境测试舱价格昂贵，维护成本高，需要定期进行检定方可保证其满足运行要求，因此在推广上也存在一定的难度。
2.2 分光光度法
分光光度法是传统的测量空气中甲醛、氨的检测方法。甲醛的测定主要有AHMT分光光度法和酚试剂分光光度法，氨的测定方法有靛蓝分光光度法和纳氏试剂分光光度法。原理上都是利用甲醛/氨与对应的试剂反应生成具有特殊颜色的产物，其色泽深浅与甲醛/氨含量成正比，通过比色定量。该方法仪器设备投入不高，但是对人员专业技术有较高要求，同时由于大量试剂的使用，会产生一定量的废液，如果处理不当会对环境造成污染。
2.3 气相色谱法
气相色谱法是一种在有机化学中对易于挥发而不发生分解的化合物进行分离与分析的色谱技术，具有分离效率高，分析速度快，样品用量少，选择性好，检测灵敏度高等优点。因此，在建筑材料有害物质测定中起着举足轻重的作用，如甲醛、苯及苯系物、VOC均可采用气相色谱法检测。气相色谱法虽然应用广泛，但也有一定的缺点，如其必须使用标准物质作为对照才能给出准确的结果，加上仪器设备精密且昂贵，对人员专业技术水平要求严，维护、运营成本高等。
2.4 光电光度法
对于甲醛除了上述提到的分光光度法和气相色谱法，常见的检测方法还有光电光度法和电化学传感器法。这两种方法针对甲醛的检测相对比较简便和快捷。利用光电光度法测定甲醛时，甲醛气体通过检测单元，检测单元中浸有发色剂的纸因化学反应其颜色由白色变成黄色。变色的程度所引起反射光强度的变化与甲醛浓度呈函数关系，根据反射光量强度变化率测定甲醛的浓度。光电光度法检测甲醛操作简便、快速，无需配制试剂可直接出结果，大大提高了检测效率，适合于大规模的现场调查（5）。
2.5电化学传感器法
电化学传感器法测定甲醛，甲醛气体通过传感器，在电解质催化作用下，甲醛分子在电极上发生氧化还原反应而形成电子转移，在外电压作用下形成与甲醛浓度成正比的电流。电化学传感器法由于受到湿度，共存干扰物质的影响，在低浓度甲醛测定时不能保证结果的准确性，同时受到传感器使用寿命的影响，稳定性也存在一定的问题。但由于操作简单，瞬时给出测定结果，因此，用于突发事件中高浓度甲醛泄露的报警和检测还是具有一定意义的。
2.6 建筑材料表面氡析出率的测定方法
建筑材料表面氡析出率的测定主要有仪器直接测定法和活性炭盒法，其中仪器直接测定法中的仪器应包括取样和测量两部分，工作原理分为被动收集型和主动抽气采集型两种。刘等人（6）研究表明，现有氡析出率测量方法中还存在一些问题，如测量时间较长，对氡及其子体的不平衡影响、湿度效应及泄漏和反扩散等影响未作修正等，并在此基础上提出了一种快速测定介质表面氡析出率的方法。
3、讨论
建筑材料有害物质无疑对人体健康有很大的危害，其中许多物质都具有致癌性。受加工工艺和利益的驱使，至少目前一段时间内不能完全脱离建筑材料有害物质的侵害。检测作为一种科学的监测手段就显得尤为重要。通过上述的讨论发现，现有的检测方法并非十全十美，因此，发展更便捷、更准确、更环保、更省时省力的检测方法任重而道远。我们公司在此基础上，正在利用分子印迹技术结合电化学传感器的方法开发新的建筑材料有害物质测定方法，相信通过我们的努力，一定会有所突破，迎来全新的检测时代。
参考文献：
（1）Coglianno V,Grosse Y,Baan RA,et al. Advice on formaldehyde and glycol ethers. (J).Lancet Oncol,2004,5(9):528.
(2) Coglianno V,Grosse Y,Baan RA,et al. Meeting report:summary of IARC monographs on formaldehyde, 2-butoxyethanol, and 1-tert-butoxy-2-propanol (J).Environ Health Perspcet,2005,113(9):1205-1208.
(3)杨振洲，蔡同建.室内甲醛的危害及其预防（J）.中国公共卫生，2003,19（6）：765-768.
（4）贺小凤，王国胜，符适.土壤和建筑材料表面氡析出率对室内氡浓度的影响（J）.深圳信息职业技术学院学报，2011,9（3）：62-66.
（5）刘金忠，纪璎伦，马英顺等.光电光度法与国标法测定甲醛对比分析（J）.中国公共卫生，2013,29（5）：759-760.
（6）刘小松，丘寿康.一种较准确而快速测量氡析出率的方法（J）.辐射防护，2007,27（3）：156-162.

更多推荐

检测,有害物质,方法,建筑材料