Lin等［3］对中国5个气候区的224户家庭的室内甲醛浓度进行了4个季节（采样时间为20 min）的测定。结果表明，大多数家庭的室内甲醛浓度，在正常条件下均低于100 μg/m3。然而，在夏季时，封闭条件下（门窗关闭时间超过12 h），约有35%的家庭的室内甲醛浓度超过100 μg/m3。过去人们通常利用开窗通风的方法去除甲醛。然而，在不便开窗通风的疫情期间，人们应该更加关注封闭空间下的室内甲醛污染问题。

植物净化是去除室内甲醛的常见方式。近年来，随着人们健康家装意识的增强，空气净化器、各式各样的甲醛净化剂、除醛活性炭等，逐渐进入人们的视野。本文对甲醛的性质、危害，去除室内甲醛的方法，以及市面上的空气净化器、甲醛净化剂等的除醛原理进行总结，介绍了降低甲醛污染危害的有效措施，以期帮助人们进一步认识室内甲醛污染问题。

1 甲醛的概述

1.1 甲醛的性质

甲醛在常温下是气体，易溶于水和乙醇，无色、易溶、且有刺激气味，化学性质和生物性质活泼。甲醛具有毒性，在我国有毒化学品优先控制名单上位居第二，并于2002年11月19日被列为《室内空气质量标准》（GB/T 1883—2002）主要控制的化学污染物之一［4］。甲醛引起人体不适感的剂量如表1所示［2］。

1.2 甲醛的危害

1.2.1 致癌性 甲醛的致癌、致畸性早已被国际癌症研究中心认定。在实际生活中，甲醛常与其它有害气体共存于室内空气中，而且，在复杂的环境下，甲醛还可产生各种自由基和反应中间体，导致更具毒性的化合物的形成［5］。

1.2.2 致敏性 甲醛是一种环境致敏源，质量浓度达0.12~0.25 mg/m3时，就会产生刺激性气味；质量浓度达2.5~6.2 mg/m3时，会刺激人的眼睛、感官，使人打喷嚏、咳嗽等。过敏性接触性皮炎（allergic contact dermatitis，ACD）发病因素主要和接触性化合物过敏原有关，黄南等［6］研究发现室内办公人员ACD患者中，有17.82%是由甲醛所引发。

1.2.3 危害神经系统 处于存在甲醛的密闭环境中，甲醛会穿过人的血脑屏障，导致海马细胞死亡和记忆障碍［7］。人类若长期暴露在甲醛环境中，会有头晕、记忆力衰退、情绪不稳定等不良症状。虽然，内源性甲醛可为人体各种生理化学反应提供重要的一碳单元。但是，在病理及外界不良因素影响下，机体内过量的甲醛会导致诸多疾病的发生及发展，如内源性甲醛的过量蓄积是神经退行性疾病如阿尔兹海默症、帕金森症的病发的重要诱因［8］。

1.2.4 破坏人体免疫系统 甲醛会抑制人体中部分免疫分子和细胞功能，进而危害人体免疫系统。例如，相关研究表明，缺乏线粒体乙醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）和细胞质乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase 5，ADH5）两种醛类解毒酶时，小鼠易患白血病。另外，Dingler等［9］还证实甲醛是ALDH2和ADH5的共同基质，会诱导先前未确诊的遗传性骨髓衰竭和白血病前期综合征。因此，内源性甲醛的清除，对造血和限制体细胞组织中的突变至关重要。

1.3 室内甲醛的来源

如图2所示，造成室内甲醛污染原因众多，其中以装修材料和家具为主。究其原因，是人造板在生产过程中，使用了一定量的脲醛树脂、酚醛树脂或三聚氰胺甲醛树脂作为胶黏剂，会在室内自然环境下缓慢释放甲醛［10］。

<G:\武汉工程大学\2022\第5期\王永靖-2.tif>[装修材料][食品添加剂][室内甲醛的

主要来源][烹调油烟][生活用品]

图2 室内甲醛的来源

Fig. 2 Sources of indoor formaldehyde

厨房烹调油烟是人们所接触的最频繁和最密切的污染源之一，严重影响室内空气品质，油加热后产生的挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）、甲醛和颗粒物等污染物会直接影响人体健康［11］。

在日常生活中也会接触到被甲醛污染的食品。许多不法商家为了食材的外观明亮、肉质鲜嫩而违法添加甲醛。在部分生物体的细胞组织中也会存在甲醛作为其代谢过程的副产物［12-13］，如在香菇中，甲醛是香菇酸分解成香菇精的副产物［14］。

此外，各种生活用品，如化妆品、消毒剂、防腐剂的使用同样也会产生微量甲醛，对人体健康有着不良影响［2］。研究表明，人如果长期暴露于甲醛环境下，可能会导致哮喘的发展或恶化［15］。

2 甲醛的检测

便携式仪器检测法和国家标准法是目前室内空气中甲醛监测的主要方法［16］。甲醛监测的国家标准方法包括电化学传感器法（GB/T 18204.2—2014）、酚试剂分光光度法（GB/T 18204.2—2014）、4-氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，4-三氮杂茂分光光度法（GB/T 16129—1995）、光电光度法（GB/T 18204.2—2014）、乙酰丙酮分光光度法（GB/T 15516—1995）、气相色谱法（GB/T 18204.2—2014）等。目前空气中甲醛的测定方法主要有分光光度法、光谱法、色谱法、气体分析法和高效液相色谱法［17］。其中，普通民众所使用的家用甲醛检测仪主要是利用扩散式传感器的方法。扩散式传感器法又包括扩散式气敏传感器和扩散式电化学传感器。气敏传感器的检测原理主要是基于目标气体和吸附氧在敏感材料表面的化学反应从而导致材料的电阻率发生了变化［18］。电化学传感器则应用于中高端型号上，其检测原理为通过与甲醛气体发生反应后，产生与气体浓度成正比的电信号来确定相应的甲醛浓度。市面上主要甲醛便携式检测仪器及原理如表2所示。

表2 甲醛便携式检测仪器及原理

Tab. 2 Formaldehyde portable detection

instrument and principle

[品牌 原理 绿驰A 半导体气敏传感器原理 绿驰B 电化学传感技术、光散射技术、半导体传感器 霍尼韦尔 电化学传感器、温度交叉阵列补偿算法降低环境温湿影响 绿之源 半导体检测、激光检测 甲保御 电化学传感器，温湿度补偿技术，玻璃纤维过滤技术排除干扰气体 思乐智 电化学传感器 小米有品 电化学传感器，内置温湿度传感器，通过霍尼韦尔交叉阵列补偿算法，可有效降低环境温湿度对结果的影响 ]

钟义林等［19］选取了16批次利用气敏传感器法的家用便携式甲醛检测仪，以基于酚试剂分光光度法的甲醛检测仪器作为对比，在30 m3环境舱下，对6种不同温度、甲醛浓度的室内环境进行静态模拟检测。结果表明，家用便携式甲醛检测仪不适于精准检测甲醛浓度。然而，家用便携式甲醛检测仪具有无需配制试剂、使用方法简单、检测结果直观等优点，契合普通居民的检测需要，而且便携式甲醛检测仪还适用于大规模的现场调查，应用范围广泛。

3 甲醛的去除

3.1 物理法

3.1.1 通风换气净化法 通风换气法去除室内甲醛方便且环保。甲醛的室内浓度受换气率的影响，除了自然通风外，还可利用空气置换装置来提高换气率［20］。如Zhang等［21］设计将通风与光催化剂镀膜窗结合去除城市办公建筑甲醛，通过实验并采用计算流体力学方法研究了通风和光催化对甲醛的去除效果，同时考虑了连续释放和瞬态释放的甲醛。得出在甲醛连续释放场景下，比起单独的通风法，两种方法结合使得甲醛的平均浓度降低了27%。

通风换气净化法简便，但室内甲醛属于持续释放型污染物，利用该方法去除甲醛存在周期长、作用慢的缺点，监测结果显示，新装修房屋至少需换气通风长达6月之久，才能使室内甲醛浓度降低至安全值。

3.1.2 吸附法 活性炭容易吸附沸点在0 ℃以上的气体组分，是去除室内甲醛最常见的吸附剂之一，它拥有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积［2］。气体沸点越低，活性炭［22］的吸附能力越低。与苯、甲苯、丙酮等其他挥发性有机化合物相比，甲醛的沸点相对较低。因此，使用常规吸附剂很难获得满意的去除效率。因此，近年来国内外不但对吸附剂进行了改良，还探索了各种新型材料，如活性炭纤维、碳纳米管、石墨烯、金属有机骨架、多孔有机聚合物等已被引入作为去除VOCs的有效吸附剂［23- 24］。例如：Yang等［25］通过对Zn基金属有机骨架的热解，得到了具有均匀Zn金属位点和分层孔隙结构的含Zn的石墨碳，进一步的分析表明，含Zn的石墨碳的吸附容量是商用活性炭的736倍，而且具有良好的甲醛吸附性能和重现性。Chen等［26］提出了一种基于直接墨水书写的3D打印法，在柔性聚酰亚胺电路基板上构建柔性吸附膜吸附膜。其中薄膜的吸附性能可以通过原位加热有效恢复。这种方法可以绕过复杂的涂层过程，增加结构灵活性，降低吸附剂界面改性成本。还有人利用化学活化和热解方法从七叶树中提取木质纤维素生物质，利用其衍生物作为活性炭，这种从木质纤维和农业残留物中制备的活性炭具有高比表面积，研究显示挥发性有机物的去除与此类活性炭的高比表面积密切相关［27］。

3.2 生物法

生物法主要分为植物净化法和微生物法，植物吸收室内污染物的能力可以通过利用微生物帮助植物修复过程来增强。在植物净化过程中，甲醛通过气孔和角质层进入植物叶片，或溶解在水溶液中，然后通过根的毛细管扩散作用，进入植物组织后，进而将甲醛代谢或转化为二氧化碳。除了通过酶促反应进行代谢外，氧化还原反应是植物去除甲醛的另一种途径。Liang等［28］通过对比吊兰鲜叶和叶提取物对甲醛的消散能力，发现植物中的氧化性物质与甲醛间的氧化还原反应可能是植物甲醛分解的主要机制。而且，植物不同部位对甲醛的消除贡献不同，挥发性甲醛去除的主要部位是根区［29］。甲醛通过植物的生理途径被吸收和代谢的效率还取决于植物种类、时间、光照强度等［30］。单纯的植物净化效果容易受到其自身代谢和环境的影响，现阶段常通过与其它方法（如微生物法）相结合的方式来降低室内甲醛浓度［2］。

微生物法主要分为同化反应和异化反应。其中，后者是微生物代谢甲醛的主要反应，即甲醛在脱氢酶的作用下催化生成甲酸，然后降解成CO2和H2O。研究表明，能降解甲醛的微生物主要包括假单胞菌、甲基营养菌、芽孢杆菌、乳杆菌、溜曲霉和恶臭假单胞菌等［31］。

甲醛进入土壤环境并被微生物净化的途径有两种［32］：一是通过外部空气和土壤气体的交换，以及土壤颗粒的吸附，另一种方式是通过叶片吸收，从植物茎部向下运输到根，然后根系释放到根际，被根际的微生物降解。Yang等［33］开发了一种植物-微生物相结合的去除甲醛技术，将培养的微生物添加到3种植物的根际，结果表明，在根际溶液中添加微生物可显著增强植物对甲醛的去除能力。植物-微生物体系甲醛去除率远高于没有添加微生物的纯植物体系。Ghate等［34］选用了万年青、吊兰、虎尾兰和绿萝作为研究对象，在植物生长的培养基中接种绿蚜假单胞菌，同时在培养基中加入活性炭，以增加吸附表面。将约体积分数5×10-6的气态甲醛释放到1 m3的静室后，发现所选植物与绿蚜假单胞菌协同作用增强了甲醛吸收能力。

3.3 化学法

3.3.1 光催化法 光催化技术去除室内甲醛的原理主要分为如下几个步骤：首先，甲醛吸附在光催化剂表面；然后，光照下O2和H2O被电子及空穴转化为活性羟基自由基及超氧阴离子自由基，它们将甲醛氧化成甲酸；最后，降解为CO2和H2O［35］。

在诸多光催化剂中，TiO2因优越的光催化氧化能力、高抗光腐蚀性和无毒性引起人们的广泛关注［36］。由于TiO2是一种N型半导体氧化物，当其粒子粒径范围在1~100 nm时，其电子费米能级是分立的［37］。如图3所示，在纳米TiO2的导带与价带之间存在一个禁带，其宽度为3.2 eV。只有当辐射光照强度（hv）达到或超过能带间隙时，电子可从价带被激发跃迁至导带，产生光生电子空穴对（e-/h+），TiO2被波长为387.5 nm以下的光线照射时可以满足这种情况［38］，此时，伴随电场作用，在TiO2表面不同的位置上，光生电子（e-）和光生空穴（h+）会迁移至催化剂表面，进而与表面吸附的O2和H2O结合发生氧化还原反应产生活性较高的超氧离子自由基和羟基自由基［39］。

<G:\武汉工程大学\2022\第5期\王永靖-3.tif>[λ≤387.5 nm（光照）][-O2-][有机物][有机物][R+（空穴）][价带（+）][h+][跃

迁][导带（-）][e-][Eg=3.2 eV禁带]

图3 TiO2的光催化降解机理

Fig. 3 Photocatalytic degradation mechanism of TiO2

然而，TiO2单独使用时，效果往往不佳，需要采取措施来提高甲醛的去除效率，常见的改性途径主要有异质结构建、贵金属沉积、离子掺杂等。例如，Jiang等［40］提出将TiO2胺化为氨基TiO2，然后通过静电自组装工艺与还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide，rGO）结合，形成氨基TiO2/rGO光催化剂的新策略。所得氨基TiO2/rGO催化剂不仅具有较高的催化活性，而且可回收性较强，为高效的甲醛光催化提供了一种新的方法。Hu等［41］使用不同NaOH浓度对g-C3N4进行简单的回流反应，在g-C3N4表面接枝羟基（-OH）的同时，使钠原子嵌入到石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride，g-C3N4）的层状结构中，形成电子转移路径（层?钠?层），以改善光催化氧化的电荷分离。结果表明，羟基化和钠插层可显著提高g-C3N4的甲醛去除效率。而且，改性的g-C3N4在重复使用三次后，活性没有任何下降，使其成为一种很有前途的室内甲醛去除材料。Wang等［42］利用ZSM-5（SiO2/Al2O3）分子筛作为催化剂载体，采用简单煅烧和银还原法，制备了Ag/g-C3N4/TiO2和Ag/ZSM-5/g-C3N4/TiO2催化剂。测试结果表明，在表面等离子体共振的影响下，银纳米粒子可以作为电子陷阱有效拓宽催化剂的光响应范围，使复合催化剂在可见光范围内获得更多的激发能，因此，复合催化剂的活性分别是纯半导体g-C3N4和TiO2的2.65倍和1.22倍。这些技术的应用，也催生了空气净化器的产生［2］，图4为利用光催化技术去除甲醛的空气净化器的一般构造图。

3.3.2 负离子净化法 利用负离子技术去除甲醛的原理是通过直流高压电在电极间放电，产生具有极强的吸附和氧化作用的负离子，在表面沉降或吸附空气中的甲醛。在实际应用中，通常会借助风扇等手段，将电晕放电产生高浓度的空气负离子飘散到所需的位置［43］。例如，Yuan等［44］利用电晕放电、催化和物理吸附相结合的方式，设计了一种新型室内空气净化装置，同时详细探讨了MnO2在放电降解甲醛中的作用。结果表明，电晕放电可以有效去除甲醛，MnO2的加入不仅可以加快降解速度，还可以解决臭氧过量的问题。这种新型反应器具有高效、节能、无二次污染等特点。图5为常见的甲醛消除技术。

<G:\武汉工程大学\2022\第5期\王永靖-5.tif>[光催化法][吸附法][通风换气法][物理法][植物净化法][生物法][微生物法][负离子净化法][化学法][甲醛的

消除技术]

图5 甲醛的消除技术

Fig. 5 Formaldehyde removal technologies

3.2 市面上甲醛的去除方式及效果

3.2.1 空气净化器 空气净化器是指对空气中污染物具有一定去除能力的家用和类似用途的电器［45］，其结构示意图如图6所示。我国空气净化器发展力度不足，起步较晚，技术仍不够成熟。尤其近些年来我国大气污染严重，空气污染物成分愈发复杂，因此，对空气净化技术的需求更加具有特殊性［46］。

（1）空气净化器的重要指标

空气净化器会根据空气流动的程度，将洁净的空气输出，以此来与室内空气对冲流动形成平衡的空气循环，洁净空气输出比率值越高（clean air delivery rate，CADR值），净化空气的效率越高。CCM值是指空气净化器累积净化空气量（cumulate clean mass，CCM），CCM值越高，说明空气净化器能容纳的污染物越多，滤网寿命也更长，CCM值越高从侧面反应滤网用料更扎实。

新国标对CCM给出了具体的评级：颗粒物CCM等级，从低到高可分为P1、P2、P3、P4，对应净化颗粒物的总质量则分别为3 000~5 000、5 000~8 000、8 000~12 000、120 00 mg以上。甲醛CCM等级从低到高分别为F1、F2、F3、F4，对应净化甲醛的总质量则分别为300~600、600~1 000、1 000~1 500、1 500 mg以上。

标准的高效微粒空气（high-efficiency particulate air，HEPA）滤网能够吸纳99.7%大小为0.1~0.3 μm的悬浮微粒（直径0.1~0.3 μm是最难过滤的污染物），如化学烟雾、细菌、尘埃微粒及花粉，但是它的风阻也相对比较大。市面上空气净化器的HEPA滤网常用的有几个等级H11、H12、H13。H13的过滤效率可以达到99.97%。

（2）空气净化器净化甲醛原理

目前空气净化器去除甲醛主要应用的原理有光催化技术、活性炭吸附法、负离子技术等。吸附法与光催化技术相比，吸附法虽成本低但使用寿命较短，需频繁更换。而光催化剂使用寿命长，但分解VOCs时会生成甲酸、臭氧、乙醛等有害副产物。国内市场现有的室内甲醛空气净化器多采用多种技术复合的方法［47］。市面上主要的空气净化器产品见表3。

王等［47］根据市面上的空气净化器测试数据分析得出，采用活性炭吸附技术的净化器大多对甲醛去除效果较好，并且利用等离子和光催化等非活性炭吸附技术的空气净化器效果更佳。

3.2.2 市面上其他的室内甲醛清除方式 市面上其他室内甲醛清除方式见表4。

4 总结与展望

本文从甲醛的危害、甲醛的去除原理、甲醛的检测、甲醛的去除方式等方面全面综述了室内甲醛去除的最新进展。在甲醛检测上，便携式甲醛检测仪测定室内甲醛时，快速且高效，适用于普通民众，但不适用于室内环境甲醛浓度的精准检测。甲醛的去除方式包含物理法、化学法和生物法等，应用于空气净化器中的主要有物理吸附法和光催化法。除了单一的去除途径外，更多的是上述多种去除方法结合，这一点在甲醛清除剂和除醛活性炭等产品上也有体现，这说明合理利用各种方法的优势，有效结合，综合治理，是甲醛治理的方向。

对于高效去除室内甲醛的技术，本文有如下几点展望：（1）寻找最佳的原材料、探究最优化的合成方法，在降低吸附剂成本的同时，提高对甲醛的吸附和降解作用；（2）重点探究甲醛吸附剂易饱和、孔隙易堵塞的材料设计难题；（3）通过生物法和其它方法相互结合的途径，设计更加理想的室内空气甲醛去除系统，如植物-微生物甲醛去除系统、连接生物过滤器的空调系统等；（4）探索可高效去除甲醛且绿色环保的光催化材料，提高在现实环境中去除室内挥发性有机物的效率；（5）未来的空气净化器可以在材料复合和结构优化方面进行改进，以实现安全、无污染、长期且高效地去除室内甲醛。