浅析酚试剂比色法测定室内甲醛

黄 河 水 利 职 业 技 术 学 院

毕业论文（设计）报告

浅析酚试剂比色法测定室内甲醛

学 生： 指导教师：

专 业： 环境监测与治理技术 班 级：

2013年 1 月 15 日

黄河水利职业技术学院毕业论文（设计报告）

黄河水利职业技术学院 学生毕业设计指导教师意见

设计课题： 浅析酚试剂比色法测定室内甲醛 指导教师意见： 是否同意参加答辩：同意（ ） 不同意（ ） 指导教师签名：

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摘 要

本文主要针对室内空气中甲醛进行分析探讨，分析了甲醛的来源以及对人体的危害，室内甲醛的监测，酚试剂比色法测定室内甲醛含量的标准分析方法之一,在采用该分析方法进行监测时，依据提供的原始数据，进行了比色法测室内甲醛的横向比较。通过比较发现此次试验设计得出测定居室的甲醛已超标。并提出室内甲醛的防治措施，具体就酚试剂比色法测定甲醛进行阐述，甲醛与酚试剂反应生成嗪，在高铁离子存在下，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据颜色深浅，用1cm比色皿，于波长630nm处，以水为参比，测定吸光度。

关键词: 甲醛、检测、防治措施。

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目 次

摘 要 ..................................................................... 1 目 次 ..................................................................... 2 1.引言 ..................................................................... 3 2.室内甲醛污染概述 ......................................................... 3

2.1 甲醛的定义 ......................................................... 3

2.2 室内甲醛的主要来源 ................................................. 4 2.3甲醛的散发途径...................................................... 4 2.4甲醛对人体健康的危害 ............................................... 5 3.室内甲醛检测方法 ......................................................... 6

3.1 酚试剂分光光度法 ................................................... 6 3.2气相色谱法 .......................................................... 6 3.3 乙酰丙酮分光光度法 ................................................. 6 3.4 电化学传感器法 ..................................................... 7 4.实例分析 ................................................................. 7

4.1 布点和采样 ......................................................... 7 4.2 实验原理 ........................................................... 8 4.3 实验仪器 ........................................................... 9 4.4试剂 ................................................................ 9 4.5 实验步骤 .......................................................... 10 4.6数据处理 ........................................................... 11 4.7测量范围，干扰和排除 .............................................. 12 5.本文结论 ................................................................ 12 6.室内甲醛的治理 .......................................................... 13

6.1 种植绿色植物 ...................................................... 13

6.2 物理吸附 .......................................................... 13 6.3化学治理 ........................................................... 14 6.4生物技术 ........................................................... 14 6.5复合治理 ........................................................... 14 致 谢 .................................................................... 16 参考文献 .................................................................. 17

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浅析酚试剂比色法测定室内甲醛

1 引言

中国的房地产市场的快速发展，为住房装修行业和家具市场带来了发展契机，各种装修材料、家具应运而生。很多人买了新房后，都会在装修及更换家具上狠下功夫，装修装饰及购买新家具的开支几乎占到了买房的20%~30%以上[1]。然而，这些的花费表面上换来了高质量的居住环境，但是实际上也带来了无形的健康杀手，那就是这些装修和家具中带有的化学物质，主要是甲醛。它是一种破坏生物细胞蛋白质的原生质毒物，会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，麻醉人的中枢神经，可引起肺水肿、肝昏迷、肾衰竭等。据医学资料报道,气态甲醛的眼刺激阈为0.06mg/m,嗅觉刺激阈为0.06 ～ 0.22mg/m,上呼吸道刺激阈为0.12mg/m³。这类东西会在装修后慢慢地散发在室内的空气中，长此以住，对身体的危害非常大！这要引起我们的高度关注！国内外大量调查资料都证实了这样一个令人不安的事实：室内空气污染程度往往比室外还高。现代人平均有90％的时间生活和工作在室内，而现代城市中室内空气污染的程度则比室外高出许多倍！尤其是那些儿童、孕妇、老人和慢性病人。特别指出的是，儿童比成年人更容易受到室内空气污染的危害，而儿童生活在室内的时间在80％以上。

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2.室内甲醛污染概述

2.1 甲醛的定义

甲醛化学分子式HCHO，分子量：30.03,是一种无色,有强烈刺激性气味的气体。易溶于水、醇醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。40%的水溶液为，此溶液沸点为19℃。故在室温时极易挥发，随着温度的上升挥发速度加快。

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2.2 室内甲醛的主要来源

大量研究表明 ,室内甲醛主要有以下几种来源：

2.2.1 来自室外的空气污染

工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等在一定程度上均可排放或产生一定量的甲醛，但是这一部分含量很少。据有关报道显示城市空气中甲醛的年平均浓度大约是0.005～0.01mg/m3，一般不超过0.03mg/m3，这部分气体在一些时候可进入室内，是构成室内甲醛污染的一个来源。

2.2.2 室内的装饰材料

用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板、刨花板、强化地板、复合木地板等人造板材，由于目前生产人造板使用的胶粘剂以普通脲醛树脂为主，板材中残留的和未参与反应的甲醛会逐渐向周围环境释放，是形成室内空气中甲醛的主体。胶粘剂中的甲醛释放期很长，一般长达15年。

2.2.3 不合格板材及劣质胶水

用人造板制造的家具，一些厂商为了追求高额利润，使用问题板材，在进行表面装饰贴面时又使用劣质胶水，结果顾客买回家去，等于买回了一个小型甲醛排放站。

2.2.4 有机材料及后期污染

燃烧后会散发甲醛的某些材料，比如香烟及一些有机材料。

2.3甲醛的散发途径

1. 木材本身在温度和湿度作用下散发极微量甲醛。

2. 脲醛树脂在制胶过程中不可避免地残留一部分游离甲醛向外散发。

3. 人造板在固化过程中，一部分线性树脂未形成网状结构从而分解成自由状甲醛向外界散发。

4.部分固化不完全的树脂在热和水分的作用下发生分解而形成游离甲醛向外散发。

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2.4甲醛对人体健康的危害

不同浓度的甲醛，对人体有不同程度的刺激作用，见表1。

表 1 不同浓度甲醛对人体的刺激反应

浓度 (单位 mg/m³) 0.01 ～ 1.6 < 0.04 0.05 ～ 1.0 0.08 ～ 1.6 0.08 0.25 ～ 0.33 0.5 2～3 10～20 30 反应 眼的刺激开始的最低价值 神经组织的刺激开始、容易引发儿童气喘 能感到气味的最低值 眼、鼻刺激 WHO (世界保健机关)标准值 呼吸障碍开始 咽喉刺激 眼睛刺痛 激烈的流泪 生命危险,毒性肺水肿 室内甲醛污染对社会产生的危害主要有以下两方面：

2.4.1 危害人体健康

国外大量研究结果表明，室内空气污染会引起“致病建筑综合症”（SBS），症状包括头痛、眼、鼻和喉部不适，干咳，皮肤干燥发痒，注意力难以集中和对气味敏感等。这些症状的具体原因不详，但大多数患者在离开建筑物不久症状即自行缓解。 目前由装饰材料所造成的污染成为室内环境污染的主要来源。市场上80％的装修材料都含有大量的有机有害物质。这些建材一旦进入室内，在通风环境不好的环境中浓度会很高，从而危害人的健康。例如，用做室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材中都含有甲醛，即使长期接触低剂量的甲醛也会引起慢性

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呼吸道疾病，高浓度的甲醛对神经系统、肝脏等都有毒害，长期接触较高浓度的甲醛会出现急性精神抑郁症，国际癌症研究所已建议将其作为可致癌物对待。

2.4.2 影响工作效率

室内空气质量与劳动效率和出勤有着密切关系，由此造成了缺勤和医疗费用的巨

大损失。国际经验表明，加强室内空气质量的控制，通常情况下所增加的费用并不多，就可以达到提高劳动生产率的目的。因此，控制和减少室内空气污染可以保护人的身体健康，提高人们的工作效率。

既然室内甲醛的污染对我们的身体健康和生活造成那么大的影响，那么甲醛的检测就起着至关重要的作用。

3 .室内甲醛检测方法

3.1 酚试剂分光光度法

本方法主要依据GB/T18204.26《公共场所空气中甲醛测定方法》。

空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物。根据颜色深浅，比色定量。

测定范围为 0.1～1.5µg，采样体积为10L时，可测浓度范围 0.01～0.15 mg/m3。

3.2气相色谱法

本方法主要依据GB/T18204.26《公共场所空气中甲醛测定方法》

空气中甲醛在酸性条件下吸附在涂有2，4-二硝基苯肼（2，4-DNPH）6201担体上，生成稳定的甲醛腙。用二硫化碳洗脱后，经0V-色谱柱分离，用氢焰离子化检测器测定，以保留时间定性，峰高（峰面积）定量。

检出下限为0.2µg/mL（进样品洗脱液5μL）。

3.3 乙酰丙酮分光光度法

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本方法主要依据GB/T15516—1995《空气质量甲醛的测定乙酰丙酮分光光度法》。 甲醛气体经水吸收后，在pH=6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用，在沸水浴条件下，迅速生成稳定的黄色化合物，在波长413nm处测定。

本方法的检出限为0.25µg，采样体积为30L时，最低检出浓度为0.008mg/m³。

3.4 电化学传感器法

由泵抽入的样气通过电化学传感器，受扩散和吸收控制的甲醛气体分子在适当的电极电压下发生氧化反应，产生的扩散电流与空气中甲醛的浓度成正比。

本法可测浓度范围为0～10mg/m3。最低检测质量浓度0.01mg/m³。 空气中甲醛的测定方法很多，这里主要介绍酚试剂比色法。 酚试剂比色法灵敏度高，选择性略差。

4.实例分析

4.1 布点和采样

室内环境空气质量监测技术规范HJ/T167-2004中的布点，如下规定： 4.1.1 布点原则

采样点位的数量根据室内面积大小和现场情况而确定，要能正确反映室内空气污染物的污染程度。原则上小于50㎡的房间应设1个点；50～100㎡设2～3个点；100㎡以上至少设3个点。 4.1.2 布点方式

多点采样时应按对角线或梅花式均匀布点，应避开通风口，离墙壁距离应大于0.5m，离门窗距离应大于1m。 4.1.3 采样点的高度

原则上与人的呼吸带高度一致，一般相对高度0.5～1.5m之间。也可根据房间的

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使用功能，人群的高低以及在房间立、坐或卧时间的长短，来选择采样高度。有特殊要求的可根据具体情况而定。 4.1.4 采样时间及频次

经装修的室内环境，采样应在装修完成7d以后进行。一般建议在使用前采样监测。年平均浓度至少连续或间隔采样3个月，日平均浓度至少连续或间隔采样18h；8h平均浓度至少连续或间隔采样6h；1h平均浓度至少连续或间隔采样45min。 4.1.5 采样的质量保证措施

 气密性检查：有动力采样器在采样前应对采样系统气密性进行检查，不得漏气。  流量校准：采样系统流量要能保持恒定，采样前和采样后要用一级皂膜计校准采

样系统进气流量，误差不超过5% 。

 空白检验：在一批现场采样中，应留有两个采样管不采样，并按其他样品管一样

对待，作为采样过程中空白检验，若空白检验超过控制范围，则这批样品作废。  仪器使用前，应按仪器说明书对仪器进行检验和标定。

 每次平行采样，测定之差与平均值比较的相对偏差不超过20% 。 4.1.6 封闭时间

检测应在对外门窗关闭12h后进行。对于采用集中空调的室内环境，空调应正常运转。有特殊要求的可根据现场情况及要求而定。 4.1.7记录和报告

采样时要对现场情况、各种污染源、采样日期、时间、地点、数量、布点方式、大气压力、气温、相对湿度、风速以及采样者签字等做出详细记录，随样品一同报到实验室。

4.2 实验原理

甲醛与酚试剂反应生成嗪（含有一个或几个氮原子的不饱和六元杂环化合物的总

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称），在高铁离子（本法氧化剂选用硫酸铁铵）存在下，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据颜色深浅，比色测定。

4.3 实验仪器

1、大型气泡吸收管。

2、大气采样器：流量范围0～1L/min（TQ-1000 双气路大气采样器）。流量稳定可调，恒流误差小于2%。 3、10mL具塞比色管。 4、722s分光光度计。

4.4试剂

1、吸收液：称取0.10g酚试剂（3-甲基-苯并噻唑腙C6H4SN(CH3)C:NNH3·HCl简称MBTH），溶于水中，稀释至100mL，即为吸收原液，储存于棕色瓶，放入冰箱，可稳定三天。采样时，量取5mL上述溶液，加95mL水，即为吸收液，采样时，临用现配。 2、1%硫酸铁铵溶液：称取1.0g硫酸铁铵，用0.1mol/L盐酸溶液溶解，并稀释至100mL。 3、甲醛标准溶液：量取10mL含量36%～38%甲醛，用水稀释至500mL，用碘量法标定甲醛溶液的浓度。使用时，先用水稀释成每毫升含10mg甲醛的溶液。然后立即吸取10.00mL稀释液于100mL容量瓶中，加5mL吸收原液，再用水稀释至刻度线，此溶液每毫升含1微克甲醛。放置30min后，用以配制标准色列。此标准溶液可稳定24h。

标定方法：吸取5.00mL甲醛溶液于250mL碘量瓶中，加入40.00mL0.1mol/L碘溶液，立即逐滴地加入30%氢氧化钠溶液，至颜色褪至淡黄色为止。放置10min，加入5mL稀盐酸溶液酸化（做空白滴定时需多加2mL）。置暗处放置10min，加入100-150mL水，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加1mL新配的0.5%淀粉指示剂，继续滴定至蓝色刚刚褪去。

另取5mL水，同上法进行空白滴定。

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按下式计算甲醛溶液的浓度：

甲醛溶液浓度(毫克/毫升)(V0V)N15.05.00

式中：

V——滴定样品所用硫代硫酸钠标准溶液体积，mL V0——空白滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积，mL N——硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度。

15.0——甲醛的当量。

4.5 实验步骤

（一）采样

采样前，被采样房间必须密闭24h。

用一个内装5mL吸收液的大型气泡吸收管，以0.5L/min流量，采气10L，并记录采样点的温度（t，℃）和气压（p，KPa）。采样后，立即封闭进出气口，置于清洁容器内运输和保存。样品在室温下应在24h小时内分析。在冰箱内可保存3d。 （二）步骤 1、标准曲线的绘制

取8支10mL具塞比色管用甲醛标准使用液按下表配制标准色列：

管号 0 1 0.50 2 1.00 9.00 1.0 3 3.00 7.00 3.0 4 5.00 5.00 5.0 5 6 甲醛标准溶液（mL） 0.00 吸收液（mL） 甲醛含量（µg） 7.00 10.00 3.00 7.0 0.00 10.0 10.00 9.50 0.0 0.5 在各管中加入0.40mL1%硫酸铁铵溶液，摇匀。放置15min后，用1cm比色皿，于波长630nm处，以水为参比，测定吸光度。以吸光度对甲醛含量（µg），绘制标准曲线。

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表2 甲醛标准曲线

序号 甲醛含量ug 吸光度(A) 2、样品测定

0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0.082 0.1 0.328 0.492 0.656 0.82 1.23 1. 0.004 0.009 0.016 0.025 0.033 0.041 0.062 0.082 采样后，将样品移入比色管中，用少量吸收液洗涤吸收管，洗液并入比色管使体积为5mL，以下步骤同标准曲线的绘制。

表3 样品测定曲线

吸光度 甲醛含量/µg 甲醛含量平均值/µg 甲醛浓度平均值，mg/m∧3 客厅 0.033 0.6574 书房 0.0 1.2749 0.9296 0.09 主卧 0.043 0.8566 4.6数据处理

根据实验部分中表的校准吸光度和浓度数据，以质量为横坐标，校准吸光度为纵坐标作出甲醛的标准曲线：

甲醛标准曲线0.10.08y = 0.0502x2R = 0.9998吸光度0.060.040.02000.51甲醛含量（ug）1.52

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曲线的方程为：Y=0.00502X

R值为0.9999比较接近于1，在一定程度上可以认为标准曲线是准确的。按照曲线方程得出的曲线方程公式，将测得的吸光度带入方程可求得被测房间甲醛的浓度。

4.7测量范围，干扰和排除



测量范围：用5mL样品溶液，本法则测定范围为0.1～1.5µg甲醛；采样体

积为10L时，可测浓度范围为0.01～0.15mg/m3)。

  

灵敏度：本法灵敏度为2.80µg/吸光度。 检测下限：本法检出0.056µg甲醛。

干扰和排除：20µg酚、2µg醛以及二氯化氮对本法无干扰。二氧化硫共存时，

使测定结果偏低，因此对二氧化硫干扰不可忽视，可将气样先通过硫酸锰滤纸过滤器，予以排除。



再现性：当样品中甲醛含量为0.1，0.6，1.5µg/5mL时，重复测定的变异系

数分别为5％、5％、3％。



回收率：当样品中甲醛含量0.4～1.0µg/5mL时，样品加标准样品的回收率

为93％～101％。

5.本文结论

通过酚试剂分光光度法测试数据显示，该新装修住宅的甲醛浓度平均值为0.09 mg/m³。

依据中华人民共和国国家标准《居室空气中甲醛的卫生标准》规定：居室空气中甲醛的最高容许浓度为0.08mg/m³。测定居室的甲醛浓度已超标0.01mg/m³。因此需要人为的进行防治

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[3]

。

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6.室内甲醛的治理

现在有多种的室内甲醛治理方法，在此列出较为常用的集中方法

6.1 种植绿色植物

室内绿化既可美化室内环境，又能使室内小气候得以改善。许多植物对环境污染的反应相当敏感，能吸收室内的二氧化碳，而且还有很高的除污能力，对甲醛有较好的吸收作用。此外植物还可调节室内空气湿度并抑制微尘飞扬，起到防病保健作用。据报道, 在24 h照明的条件下, 芦荟可消灭1m³空气中所含的90%的甲醛

[4]

。垂挂吊

兰能吞食96% 的一氧化碳, 86% 的甲醛。因此, 室内种植吊兰、芦荟等植物会降低室内有害气体浓度

[4]

。

自然界中有很多植物具有吸附有害气体的能力,筛选出具有较强净化能力的功能性植物,使其成为消除室内空气污染物的天然净化器。通过植物材料治理室内甲醛等有毒性挥发物质,同时也可以减少因运用其它化学药品防治有毒挥发物质而引起的二次污染,从而实现居室内观赏植物防治有毒挥性物质兼绿化、美化作用为一体。如：吊兰、常春藤、橡皮树、虎尾兰、芦荟、龙舌兰、扶郎花(又名非洲菊)。

6.2 物理吸附

利用多孔物质的细小孔洞，滞留住通过它的甲醛分子。最常用的吸附剂有颗粒活性炭、活性炭纤维、分子筛、活性氧化铝、多孔性粘土矿石、硅胶、沸石等。物理吸附，吸收效果非常好，不会产生二次污染，而且成本很低，很适合推广。单纯的吸附剂选择性较差，不稳定，易脱附，吸附能力有限；另外不易判断其饱和的时间，更换不便。 为了改善这些状况，国内外从表面结构特性、表面化学性质和电化学性质3个方向进行活性炭改性

[5]

。电化学改性不需外加化学药剂，也不需加热，因而不会造

成环境污染，能耗低，操作方便，是今后的主要的发展方向。另外，吸附剂通常作为催化剂的载体，采用吸附法配合其他方法实现综合处理。

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6.3化学治理

利用甲醛的化学活性，使之与消醛剂（又称为除味剂、 甲醛捕捉剂等）发生氧化反应、加成反应等络合反应等来分解甲醛生成 CO2 和 H2O，常用的消醛剂有无机铵盐和亚硫酸（氢）盐、氨的衍生物等。化学法治理甲醛，反应不可逆，吸收牢固，去除效率高；相对方便、快捷，是目前广泛使用的一种处理方法。该法使用的消耗剂较多，某些消醛剂对墙体或者家具表面具有副作用，不能直接使用。

优雅空气清新剂 清洁室内异臭味房间出臭剂 液体芳香剂 消醛剂  使用前，将瓶中溶液摇匀，若瓶中产生沉淀则为非正常现象。

 直接喷洒，可以直接喷洒在有人活动的空间内，也可喷洒在物体表面、内层、底部及结合部位，正常用量为20㎡每瓶，对裸露较多或者污染较为严重的可以适当增加。

 喷洒之后，对于喷洒的处理的油漆或者贴纸表面，应当在4-8小时内用微湿抹布将表面擦拭。

6.4生物技术

微生物可将有机物作生长的碳源和能源，因而生物酶可以将甲醛等有机废气吸收，降解为无毒、无害的无机物[5]。 生物酶产品一般用稀释剂稀释后直接喷洒，不需要额外购买庞大设备，使用简便，成本低；降解甲醛等污染气体同时，还可以抑菌；无二次污染；是一种纯绿色环保产品。生物酶对甲醛的降解能力受其生物活性温度的（一般为 10—40℃） 。

6.5 复合治理

复合治理是融合上述几种治理方法的技术。如物理吸附与光催化技术、物理吸附与化学治理技术。这类技术依靠多孔材料提供较大的有效表面积，通过其吸附和富集

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功能提高催化剂或者化学试剂周围污染物浓度，加快反应速度[5]。

甲醛的释放期较长，因此应当根据室内空气检测结果，确定合理的治理方法，进行长期、科学的治理。在众多的治理方法中，物理吸附法、化学治理法和光催化法具备突出的优点且易于普及，因而被广泛研究和推广使用，同时结合其中两种方法的治理技术也是目前甲醛治理技术的热点之一。

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致 谢

在本次论文设计的过程中，首先要感激我的指导老师赵喆老师。赵老师对论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我能够最终完成毕业论文设计。赵老师严谨治学的态度、无私奉献的精神使我深受启迪。从她身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了真诚、宽容的做人的道理。在此我要向赵喆老师致以最衷心的感谢和深深的敬意。

感谢三年来陪伴我的同学们，你们使我的大学生涯多了更多的温馨，也使我的大学生活更加充实难忘！

感谢各位老师给予我的指导和帮助！

感谢所有关心、鼓励和帮助过我老师、同学！

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参考文献

[1]于慧芳,李心意,吕静,等。 家具城室内空气污染现状调查。 [2] 赵玉峰.浅议绿色植物对室内空气污染物的净化作用。

[3]中国室内装饰协会室内环境监测中心，中国标准出版社第二编辑室编.室内环境质

量及检测标准汇编。北京，中国标准出版社。

[4] 周晓晶, 梁双燕, 金幼菊, 王骏, 赵惠恩。13 种常用室内观赏植物对甲醛净化效

果.中国农学报。

[5] 吴忠标, 赵伟荣。室内空气污染及净化技术。

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