高效液相色譜法測定室內環境空氣中的甲醛含量

謝韶芬

摘 要：主要對高效液相色譜法測定室內環境空氣中的甲醛含量展開了探討。通過結合具體實驗，對實驗所用的材料和方法作了介紹，并詳細闡述和深入討論了實驗所得結果，以期能為有關方面提供參考和借鑒。

關鍵詞：高效液相色譜法；室內環境；甲醛含量；色譜條件

中圖分類號：O657.7+2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.076

甲醛，作為一種潛在的致癌物，如果在室內空氣中含量超過最高容許量，將會對人們產生極為嚴重的危害。因此，必須要對室內空氣中甲醛的含量進行測定。而高效液相色譜法在室內空氣甲醛含量的測定中有著廣泛的應用。基于此，本文就高效液相色譜法測定室內環境空氣中的甲醛含量進行探討，相信對有關方面能有一定的幫助。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗儀器

實驗儀器有1100系列高效液相色譜儀（Agilent，USA）、配紫外-可見檢測器、Phenom enexSynergiC18色譜柱（250×4.6，5 μm，Phenom enex，USA）、同類型保護柱（Phenom enex，USA）、臺式離心機、多孔玻璃吸收管、CD-1A大氣采樣器。

1.2 實驗試劑

實驗試劑為甲醛（35%～40%）、乙酰乙酸甲酯（99.9%）、乙酸銨（分析純）、甲醇（色譜純）。實驗用水均為Milli-Q超純水。

甲醛標準儲備液：按文獻方法配制，即用碘量法標定，用水稀釋至1.00 mg/mL，作為甲醛的標準儲備液。

4.0 mol/L乙酸銨緩沖液（pH=6.0）：稱取30.84 g的乙酸銨，用80 mL水溶解，再用超純水定容到100 mL。

2 實驗方法

2.1 HPLC條件

色譜柱：SynergiC18（250×4.6，5 μm，Phenomenex，USA）；

流動相：甲醇∶水=80∶20（v/v），流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，檢測波長373 nm，進樣體積5 μL。

2.2 標準曲線的繪制

將1.00 mg/mL的甲醛標準儲備液配制成100 μg/mL的標準應用液。取7支10 mL的具塞比色管，分別加入2.5 mL的乙酸銨緩沖液和1.25 mL的乙酰乙酸乙酯標準液，再加入一定體積的的標準溶液，甲醇定容到5 mL，得到0.025 μg/mL、0.050 μg/mL、0.10 μg/mL、0.25 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL的甲醛標準系列。旋渦混合，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷卻，12 000 r/min離心5 min，取上清液5 μL進樣測定。

2.3 空氣中甲醛的采集和前處理

將一支裝有5.00 mL吸收液的多孔玻璃吸收管與小流量大氣采樣器連接，以0.50 L/min的流速采氣20 min，記錄采樣現場的氣溫和氣壓。將吸收管中的吸收液全部移入至10 mL的比色管中，于旋渦混合儀上混勻，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷卻，12 000 r/min離心5 min，取上清液5 μL進樣檢測。

3 結果與討論

3.1 色譜條件的選擇

3.1.1 檢測波長的選擇

使用DAD紫外檢測器對衍生劑和衍生產物分別進行掃描，在200～400 nm的范圍內，衍生產物在373 nm處有最大吸收峰，而乙酰乙酸甲酯在該處無吸收，因此選擇373 nm作為檢測波長。

3.1.2 流動相的選擇

以甲醇-水作為流動相，考察不同體積比的甲醇-水對衍生產物分離的影響。結果表明，隨著甲醇含量的增加，保留時間縮短。當甲醇含量高于80%時，峰形良好。綜合考慮，選定甲醇∶水（80∶20，v/v）作為流動相。

3.1.3 流速的選擇

實驗考察了不同流速（0.40 mL/min、0.60 mL/min、0.80 mL/min、1.00 mL/min、1.20 mL/min）對衍生產物分離的影響。隨著流速的增加，保留時間縮短，峰形較好。綜合考慮分析時間、分離效率等因素，確定流速為1.00 mL/min。

3.1.4 柱溫的選擇

在其他色譜條件不變的情況下，實驗考察了不同柱溫（20～30 ℃）對衍生產物分離的影響。結果表明，隨著溫度的升高，甲醛衍生物色譜峰的保留時間縮短，峰面積增加，但出現峰展寬。綜合考慮分析時間、分離效率等因素，確定柱溫為25 ℃。

3.2 衍生條件的優化

3.2.1 衍生劑的選擇

目前，用于甲醛檢測的常用紫外衍生劑主要有2，4-二硝基苯肼（DNPH），近年也有報道使用乙酰乙酸乙酯作為紫外衍生劑的。但DNPH衍生反應的專一性差，幾乎可與所有的醛和酮發生反應，衍生產物復雜，干擾多，且衍生需要強酸性環境。

3.2.2 乙酸銨緩沖液pH值的選擇

乙酸銨的加入，一方面是與甲醛和乙酰乙酸甲酯反應，另一方面是調節反應的pH值。固定甲醛和衍生劑濃度，考察不同pH值（4.5，5.0，5.5，6.0，6.5）對峰形和峰面積的影響。結果表明，峰形始終良好，當pH=6.0時，峰面積最大，因此選定pH=6.0.

3.2.3 衍生溫度的選擇

固定甲醛濃度，考察不同溫度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃）對衍生反應的影響。結果發現，50 ℃和60 ℃下生成的衍生產物，于室溫下放置數小時后，會出現白色沉淀；而70 ℃條件下，反應完全且生成的衍生產物能夠在室溫穩定較長時間，并無白色沉淀出現，因此選擇70 ℃作為反應溫度。

3.2.4 衍生時間的確定

固定反應溫度為70 ℃，分別試驗衍生時間為5 min、10 min、15 min時對衍生產物峰面積的影響。結果發現，在10 min后，反應完全，因此確定衍生時間為10 min。

3.2.5 衍生劑濃度的選擇

固定甲醛濃度100 μg/mL、反應溫度70 ℃、反應時間10 min、衍生劑體積1.25 mL的條件下，分別試驗不同濃度的乙酰乙酸甲酯對峰面積的影響。結果發現，在0.050～0.200 mol/L范圍內，0.075 mol/L可產生最大峰面積，但在0.150～0.200 mol/L內，峰面積趨于恒定，因此，衍生劑濃度選擇0.200 mol/L。

3.2.6 衍生產物穩定性

將衍生產物置于4 ℃冰箱中冷藏，實驗考察不同時間（0 h、24 h、48 h、72 h）后衍生物峰面積的變化。結果表明，隨著時間的增加，峰面積基本沒有變化。說明，衍生產物在4 ℃下至少可以穩定72 h。

3.3 采樣效率

將2支各裝有5.00 mL吸收液的多孔玻板吸收管串聯后，以0.50 L/min的速度采氣20 min，記錄采樣現場的氣溫和氣壓。將吸收管中的吸收液分別移入至不同比色管中，分別按本法進行衍生和測定前后管中的甲醛含量，并計算采樣效率。由表1可見，本法采樣效率為92.1%～93.2%，因此，單管采樣效率滿足室內空氣的采樣要求。

3.4 方法性能指標

3.4.1 線性范圍和檢出限

以保留時間定性，峰面積定量，甲醛在0.05～2.50 μg/mL范圍內線性良好。經線性回歸，得回歸方程為Y=5.107 9X+0.348 6，相關系數為r=0.999 6，方法檢出限（S/N=3）為0.009 μg/mL，定量限（S/N=10）為0.015 mg/m3。

3.4.2 精密度

將同一地點采得的6份樣品同時進行測定，以測定的甲醛濃度的相對標準偏差（RSD）考察方法的精密度。測得方法的RSD為1.07%.

3.4.3 加標回收率

于實際樣品中加入不同濃度的甲醛標準溶液，按本法進行衍生測定，方法回收率結果見表2.由表2可知，本法樣品加標回收率范圍為89.2%～114%.

3.5 方法應用

應用本法對實驗室5個房間共30個空氣樣品中的甲醛進行了測定，結果見表3.

由表3可知，在所檢測的5個房間共30個空氣樣品中，5號房間空氣中的甲醛濃度均超過國家室內空氣甲醛的衛生標準。

4 結論

綜上所述，如果室內空氣環境中甲醛含量超標，必會對人們的身體健康造成極為嚴重的危害，因此，我們需要對室內空氣中甲醛的含量進行測定。本文對高效液相色譜法測定室內環境空氣中的甲醛含量作了詳細的探討，認為高效液相色譜法測定甲醛含量有著極大的優點，值得推廣。

參考文獻

[1]盧翠英，周權，林在生，等.高效液相色譜法測定空氣中甲醛[J].海峽預防醫學雜志，2014（04）.

[2]姜姍姍，姜娟娟，張軍，等.高效液相色譜法測定環境空氣中甲醛含量質量控制[J].山東化工，2014（11）.

〔編輯：劉曉芳〕