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(xué)物質(zhì),在我國有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上高居第二位,也被世界衛(wèi)生組織確定為癌癥和致畸形性物質(zhì)。室內(nèi)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(dāng)其在室內(nèi)累積到超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求限值后,對人體身心健康會(huì)產(chǎn)生直接、間接或者潛在危害。空氣中甲醛的測定方法很多,主要采用《空氣和廢氣監(jiān)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(jìn)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(yàn)原理

根據(jù)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(jìn)行對比,見表1。

2 試驗(yàn)步驟

參照國家環(huán)境保護(hù)總局編寫、中國環(huán)境出版社出版的《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版)中的試驗(yàn)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(jì),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(biāo)準(zhǔn)溶液(由環(huán)境保護(hù)部購買),使用時(shí)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(shí)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(yàn)方法

(1) 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jì),1 cm比色皿。

試劑為① 5 mg/L的甲醛使用液:100 mg/L甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液(由環(huán)境保護(hù)部購買),使用時(shí)稀釋20倍;②吸收液:不含有機(jī)物的重蒸餾水;③乙酰丙酮溶液:0.25%(體積分?jǐn)?shù))。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(diào)整pH=6,此溶液于2～5 ℃貯存,可穩(wěn)定1個(gè)月。

2.2.2 試驗(yàn)方法

(1) 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)吸光度,以校準(zhǔn)吸光度為縱坐標(biāo),以甲醛含量為橫坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。試驗(yàn)所用試劑均為符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析試劑和不含有機(jī)物的蒸餾水。

3 結(jié)果討論

3.1 兩種檢測方法精密度對比

選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品(甲醛濃度為(0.915±0.051) mg/L,批號為204527),用兩種方法重復(fù)測定7次,結(jié)果見表2。從表2分析結(jié)果可知,乙酰丙酮分光光度法的相對標(biāo)準(zhǔn)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(yōu)于酚試劑分光光度法,但相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<5%,均滿足技術(shù)指標(biāo)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(zhǔn)確度對比

3.2 兩種檢測方法準(zhǔn)確度對比

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品

選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品(甲醛濃度為(0.915±0.051) mg/L,批號為204527)結(jié)果見表2,分析測定值全部在合格范圍內(nèi),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(biāo)回收

選擇與標(biāo)準(zhǔn)曲線不同批號1 mg/L的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液作為標(biāo)樣進(jìn)行空白加標(biāo)驗(yàn)證,加標(biāo)量分別為0.20和1.00 μg,測定結(jié)果見表3。從表3可知,在加標(biāo)0.20 μg時(shí),酚試劑的回收率更接近100%;而在加標(biāo)量為1.00 μg時(shí),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(biāo)回收驗(yàn)證結(jié)果

3.3 兩種檢測方法檢出限對比

依據(jù)《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》(第四版)規(guī)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(yīng)的甲醛含量計(jì)),當(dāng)采樣體積為10 L時(shí),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(yīng)的甲醛含量計(jì))。當(dāng)甲醛濃度為20 μg/10 mL時(shí),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(jié)論

(1) 酚試劑分光光度法和乙酰丙酮分光光度法試驗(yàn)原理相似,都是利用溶液的顯色反應(yīng),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(yàn)儀器一樣都是分光光度計(jì),但兩個(gè)方法的發(fā)色時(shí)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(zhǔn)確度來看,乙酰丙酮分光光度法更傾于穩(wěn)定。

(4) 從方法的檢出限和空白加標(biāo)回收驗(yàn)證結(jié)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(dāng)實(shí)驗(yàn)室的氣體樣品來源是環(huán)境空氣,甲醛含量普遍較低時(shí),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(yīng)該首選乙酰丙酮分光光度法檢測。