空氣中甲醛含量測定方法的比較

龔聲娓

(寶武裝備智能科技有限公司,上海 201900)

甲醛是一種無色、具有刺激性且易溶于水的氣體,是有毒的化學物質,在我國有毒化學品優先控制名單上高居第二位,也被世界衛生組織確定為癌癥和致畸形性物質。室內空氣中的甲醛主要來源于建筑材料、裝飾物、家具、日常用品和生活等排放,當其在室內累積到超過國家標準要求限值后,對人體身心健康會產生直接、間接或者潛在危害?？諝庵屑兹┑臏y定方法很多,主要采用《空氣和廢氣監測分析方法》(第四版)中酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法兩種,下面就這兩種方法進行對比研究,以便確定針對不同來源的甲醛采取哪種方法更為適合。

1 試驗原理

根據測定方法的原理,對酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法原理進行對比,見表1。

2 試驗步驟

參照國家環境保護總局編寫、中國環境出版社出版的《空氣和廢氣監測分析方法》(第四版)中的試驗步驟。

2.1 酚試劑分光光度法

2.1.1 主要儀器與試劑

主要儀器為CARY300Conc可見分光光度計,1 cm比色皿。

表1 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法原理對比

試劑為①1mg/L的甲醛使用液:100 mg/L甲醛標準溶液(由環境保護部購買),使用時稀釋100倍;②吸收液:稱取0.10 g酚試劑溶于水中,稀釋至100 mL,即為吸收原液,使用時取5 mL原液加入95 mL水,即為吸收液;③1%硫酸鐵銨溶液:稱取1.0 g硫酸鐵銨,用0.10 mol/L鹽酸溶液溶解,并稀釋至100 mL。

2.1.2 試驗方法

(1) 標準曲線的繪制。吸取0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50 mL甲醛使用液于10 mL具塞比色管中,加吸收液定容到5 mL。然后向各管中加入1%硫酸鐵銨溶液0.4 mL,搖勻。在室溫下(8～35 ℃)顯色30 min。在波長630 nm處,用1 cm比色皿,以水為參比,測定吸光度。以吸光度對甲醛含量繪制標準曲線。

(2) 樣品測定。樣品含量不超過1.50 μg,總體積不超過10 mL。以下操作同標準曲線繪制。

2.2 乙酰丙酮分光光度法

2.2.1 主要儀器與試劑

主要儀器為CARY300Conc可見分光光度計,1 cm比色皿。

試劑為① 5 mg/L的甲醛使用液:100 mg/L甲醛標準溶液(由環境保護部購買),使用時稀釋20倍;②吸收液:不含有機物的重蒸餾水;③乙酰丙酮溶液:0.25%(體積分數)。稱取25 g乙酸銨,加少量水溶解,加3 mL冰乙酸及0.25 mL新蒸餾的乙酰丙酮,混勻再加水至100 mL,調整pH=6,此溶液于2～5 ℃貯存,可穩定1個月。

2.2.2 試驗方法

(1) 標準曲線的繪制。吸取0、0.2、0.8、2.0、4.0、6.0、7.0 mL甲醛使用液于25 mL具塞比色管中,加水定容到10 mL。加0.25%乙酰丙酮溶液2.0 mL,混勻。置于沸水浴加熱3 min,取出冷卻至室溫,1 cm吸收池,以水為參比,于波長413 nm處測定吸光度。將上述系列標準液測得的吸光度A值扣除試劑空白(零濃度)的吸光度A0值,便得到校準吸光度,以校準吸光度為縱坐標,以甲醛含量為橫坐標繪制校準曲線。

(2) 樣品測定。樣品含量不超過32.0 μg,總體積不超過10 mL。以下操作同標準曲線繪制。試驗所用試劑均為符合國家標準的分析試劑和不含有機物的蒸餾水。

3 結果討論

3.1 兩種檢測方法精密度對比

選擇一個標準樣品(甲醛濃度為(0.915±0.051) mg/L,批號為204527),用兩種方法重復測定7次,結果見表2。從表2分析結果可知,乙酰丙酮分光光度法的相對標準偏差小于酚試劑分光光度法,從而,乙酰丙酮分光光度法略優于酚試劑分光光度法,但相對標準偏差均<5%,均滿足技術指標要求。

表2 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法精密度及準確度對比

3.2 兩種檢測方法準確度對比

3.2.1 標準樣品

選擇一個標準樣品(甲醛濃度為(0.915±0.051) mg/L,批號為204527)結果見表2,分析測定值全部在合格范圍內,在接近真值0.915 mg/L方面,乙酰丙酮分光光度法略勝一籌。

3.2.2 空白加標回收

選擇與標準曲線不同批號1 mg/L的甲醛標準溶液作為標樣進行空白加標驗證,加標量分別為0.20和1.00 μg,測定結果見表3。從表3可知,在加標0.20 μg時,酚試劑的回收率更接近100%;而在加標量為1.00 μg時,乙酰丙酮的回收率更接近100%。

表3 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法加標回收驗證結果

3.3 兩種檢測方法檢出限對比

依據《空氣和廢氣監測分析方法》(第四版)規定,酚試劑分光光度法檢出限為0.02 μg/5 mL(按與吸光度0.17相對應的甲醛含量計),當采樣體積為10 L時,最低檢出限濃度為0.002 mg/m3;乙酰丙酮分光光度法檢出限為0.19 μg/10 mL(按與吸光度0.20相對應的甲醛含量計)。當甲醛濃度為20 μg/10 mL時,共存8 mg苯酚(400倍)、10 mg乙醛(500倍)、600 mg銨離子(30 000倍),無干擾影響;共存SO2小于20 μg,NOx小于50 μg,甲醛回收率不低于95%。

可見酚試劑分光光度法的檢出限低于乙酰丙酮分光光度法。

4 結論

(1) 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法試驗原理相似,都是利用溶液的顯色反應,通過吸光度不同測定甲醛含量。

(2) 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法試驗儀器一樣都是分光光度計,但兩個方法的發色時間不同,酚試劑分光光度法需要顯色30 min,而乙酰丙酮分光光度法只需沸水加熱3 min,冷卻至室溫,從分析效率來看乙酰丙酮分光光度法更高。

(3) 從方法的精密度、準確度來看,乙酰丙酮分光光度法更傾于穩定。

(4) 從方法的檢出限和空白加標回收驗證結果來看,酚試劑分光光度法的靈敏度更高,更適合做低溶度的甲醛,而高溶度的甲醛更適合用乙酰丙酮分光光度法測定。所以當實驗室的氣體樣品來源是環境空氣,甲醛含量普遍較低時,首選酚試劑分光光度法檢測;如果樣品來源是污染源,甲醛含量相對較高,應該首選乙酰丙酮分光光度法檢測。