一款現(xiàn)場檢測儀測定室內(nèi)空氣中甲醛濃度的適用性研究

張立成++王賓++宋建華++劉西峰

摘 要：為驗(yàn)證HTV-m型甲醛檢測儀是否適用于檢測室內(nèi)空氣中甲醛濃度并符合GB 50325-2010（2013年版）的要求，對PPM HTV-m型甲醛檢測儀測試法的不確定度進(jìn)行了分析，將該法與酚試劑分光光度法進(jìn)行了對比研究，結(jié)果表明HTV-m型甲醛檢測儀性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可以酌情應(yīng)用于現(xiàn)場檢測并注意考慮干擾因素。

關(guān)鍵詞：甲醛 甲醛檢測儀 不確定度

中圖分類號：TU238.2；X51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（b）-0114-02

酚試劑分光光度法測定室內(nèi)空氣中甲醛濃度是國標(biāo)GB 50325-2010（2013年版）規(guī)定的仲裁方法，但該方法檢測過程繁瑣，標(biāo)準(zhǔn)允許使用甲醛簡便取樣儀器，但規(guī)定簡便取樣儀器的檢測結(jié)果不確定度應(yīng)小于20%[1]。英國PPM公司的HTV-m型甲醛檢測儀，采用先進(jìn)的微電子及傳感器技術(shù)，具有高精度、便攜、快速、維護(hù)方便等特點(diǎn)，在檢測市場上具有較高的占有率。為了驗(yàn)證HTV-m型甲醛檢測儀的適用性，筆者對甲醛檢測儀的檢測結(jié)果的不確定度進(jìn)行了分析并將其與酚試劑分光光度法進(jìn)行了對比研究。

1 方法原理

HTV-m型甲醛檢測儀測試法（以下稱為儀器法）原理：由泵抽入的氣體通過電化學(xué)傳感器擴(kuò)散和吸收進(jìn)入傳感器，甲醛分子在適當(dāng)?shù)碾姌O電位下發(fā)生氧化反應(yīng)，所產(chǎn)生的擴(kuò)散電極電流與空氣中甲醛濃度成正比，由內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出室內(nèi)空氣中甲醛的濃度，以檢測點(diǎn)的氣溫和大氣壓換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的濃度；酚試劑分光光度法（以下稱為酚試劑法）原 理：空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍(lán)綠色化合物，比色定量[2]，然后除以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積。

2 主要儀器設(shè)備

HTV-m型甲醛檢測儀（英國PPM 公司），GilAir-3恒流采樣儀（美國Gilian），7230G分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），數(shù)字大氣壓力表（上海精密儀器儀表有限公司）。

3 HTV-m型甲醛檢測儀測試法測量不確定度分量的評定

3.1 甲醛濃度計(jì)算公式

式中：C為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所采空氣樣品中甲醛的濃度（mg/m3），p為采樣點(diǎn)的大氣壓（kPa）；C測為儀器顯示的甲醛濃度值（ppm）；MHCHO為甲醛的摩爾質(zhì)量（g/mol）；t為采樣點(diǎn)的溫度（℃）。

3.2 不確定度來源識別

HTV-m型甲醛檢測儀測定室內(nèi)空氣中甲醛濃度的不確定度來源：采樣點(diǎn)的溫度和大氣壓的測量，重復(fù)性測試，儀器的準(zhǔn)確度，摩爾質(zhì)量計(jì)算。

3.3 不確定度分量的量化

（1）重復(fù)性測試引入的不確定度。

選取不同的房間進(jìn)行了三組重復(fù)性試驗(yàn)，每組均是短時間內(nèi)進(jìn)行了10次連續(xù)重復(fù)測定，結(jié)果見表1。

從表1可以發(fā)現(xiàn)，甲醛檢測儀的重復(fù)性測試，采樣點(diǎn)甲醛濃度低時相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度較大，取組1的uref來分析，即uref1=0.066 4。

（2）采樣點(diǎn)的溫度測定引入的不確定度。

采樣時，測量溫度的儀器分辨力為0.1 ℃，忽略不計(jì)其他因素，測試時的采樣點(diǎn)溫度為22.0 ℃，采樣點(diǎn)的溫度測定引入的不確定度u2==0.058 ℃，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度uref2==0.002 6。

（3）采樣點(diǎn)的大氣壓測定引入的不確定度。

大氣壓的測量不確定度主要來源于壓力表本身的準(zhǔn)確度，其他影響可以忽略不計(jì)，由校準(zhǔn)證書求得：uref3=0.1%，測得采樣點(diǎn)的大氣壓為101.1 kPa，u3=101.1×0.1%=0.10 kPa。

（4）儀器的準(zhǔn)確度引入的不確定度。

由儀器說明書給出的技術(shù)指標(biāo)可知，儀器本身準(zhǔn)確度引入的不確定度為讀數(shù)的10%，即uref4=0.10。

（5）摩爾質(zhì)量計(jì)算引入的不確定度。

由最新版的原子量表查得甲醛分子中各元素對甲醛摩爾質(zhì)量的不確定度，發(fā)現(xiàn)甲醛的摩爾質(zhì)量計(jì)算引入的不確定度非常小，在此忽略不計(jì)。

3.4 合成不確定度

從以上計(jì)算可知，不考慮可以忽略不計(jì)項(xiàng)，HTV-m型甲醛檢測儀測定室內(nèi)空氣中甲醛濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定uref=，當(dāng)甲醛濃度測量數(shù)值較小時，不確定度較大，該研究計(jì)算結(jié)果為uref==12%，符合GB50325-2010（2013年版）的要求。

4 儀器法與酚試劑法的對照實(shí)驗(yàn)

4.1 對照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)

選取不同的房間，分別以儀器法與酚試劑法進(jìn)行了三組對照試驗(yàn)，每組均是同一時間段、同時進(jìn)行儀器法與酚試劑法的采集，均進(jìn)行了10次連續(xù)測定，結(jié)果見表2，儀器法和酚試劑法檢測結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

4.2 對照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)χ2檢驗(yàn)

選取50個房間，分別以儀器法與酚試劑法同時依據(jù)GB 50325-2010（2013年版）采樣和計(jì)算，假設(shè)所測建筑均為Ⅰ類建筑工程，甲醛濃度限值為≤0.08 mg/m3，對兩種方法檢測結(jié)果的合格率進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，結(jié)果見表3，儀器法檢測結(jié)果合格率為80.00%，酚試劑法檢測結(jié)果合格率為62.00%，兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

5 結(jié)語

該研究結(jié)果表明，HTV-m型甲醛檢測儀測試法和酚試劑分光光度法檢測空氣中甲醛濃度結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有良好的可比性。HTV-m型甲醛檢測儀體積小巧、攜帶方便、操作簡單、快速，可用于現(xiàn)場檢測，但對于濃度接近標(biāo)準(zhǔn)限值的工程要避免使用，以免出現(xiàn)爭議性結(jié)論。HTV-m型甲醛檢測儀受醇類、醛類、酚醛類和間苯二酚的干擾，使用時要安裝酚醛過濾管并考慮是否存在干擾因素。

參考文獻(xiàn)

[1] GB 50325-2010（2013年版），民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范[S].2013.

[2] GB/T 18204.2-2014，公共場所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法第2部分：化學(xué)污染物[S].2014.