分光光度法測甲醛影響因素分析

韓 君

（上海利元環保檢測技術有限公司 上海 201114）

1 引言

甲醛是一種揮發性有機化合物,已被世界衛生組織列為可以致癌和致畸物質。主要危害表現為對皮膚粘膜的刺激作用,甲醛在室內達到一定濃度時，人就有不適感。大于0.08mg/m3的甲醛濃度可引起眼紅、眼癢、咽喉不適或疼痛、聲音嘶啞、噴嚏、胸悶、氣喘、皮炎等。長期、低濃度接觸甲醛會引起頭痛、頭暈、乏力、感覺障礙、免疫力降低，并可出現瞌睡、記憶力減退或神經衰弱、精神抑郁；慢性中毒對呼吸系統的危害也是巨大的，長期接觸甲醛可引發呼吸功能障礙和肝中毒性病變，表現為肝細胞損傷、肝輻射能異常等。有關資料表明：室內空氣污染比室外高5～10倍，室內空氣污染物多達500多種。室內空氣污染已成為多種疾病的誘因，而甲醛則是造成室內空氣污染的一個主要方面[1]。

酚試劑分光光度法測定甲醛的檢測標準通常在酚試劑存放溫度和保存時間、顯色溫度等問題上沒有明確的規定，導致實際的操作過程中存在較大的差異，影響最終數據準確性。

針對以上問題，本文對酚試劑分光光度法測定甲醛的影響因素進行探討，比較了酚試劑的存放溫度和保存時間、顯色溫度等因素對實驗結果的影響，相關實驗內容以及結果可供有關實驗室做室內空氣甲醛檢測時參考，以便更好的開展檢測工作。

2 關鍵因素分析

實驗過程中甲醛與酚試劑反應生成嗪，酚試劑稀釋標準樣品與純水稀釋標準樣品存在較大差異；酚試劑的存放條件、顯色溫度影響反應過程中生成嗪含量的多少，從而影響最終甲醛含量的測定結果。

3 實驗室比對

3.1 實驗儀器和試劑

UV-7504型紫外-可見分光光度計、10ml比色管。

吸收原液（1g/L）：稱量0.10g酚試劑HCl，簡稱MBTH]，加水至100ml。放冰箱中保存，可穩定3天。

吸收液：量取5ml吸收原液，加95ml水，即為吸收液，臨用前配制。

硫酸鐵銨溶液{ρ[NH4Fe(SO4)2·10H2O]=10g/L}：稱量 1.0g 硫酸鐵銨，用0.1mol/L鹽酸溶解，并稀釋至100ml。

實驗中用水均為超純水（電阻率≥18.25MΩ·cm），試劑純度為分析純。

3.2 實驗原理

酚試劑分光光度法測定空氣中甲醛的原理是甲醛與酚試劑反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物，濃度與顏色深淺符合朗伯-比爾定律，比色定量[2]。

4 實驗結果與討論

本文針對酚試劑配制后的存放時間及溫度、標準溶液使用是否使用酚試劑配制，顯色時間、顯色溫度等因素對甲醛測定結果展開討論。

標準曲線繪制：取10ml具塞比色管，按表1制備甲醛標準系列。

表1 甲醛標準系列

由上述標準系列得到工作曲線回歸方程為：y=0.2045x-0.0027。r2=0.9997

甲醛標準使用液[ρ=1ug/ml]：使用市售有證標準物質用甲醛吸收液稀釋而成。標準物質編號為：GSB 07-3141-2014

4.1 是否使用酚試劑稀釋標準樣品對測定結果的影響

預先配制A、B兩組標準樣品[3]（濃度為0.561±0.033mg/l，批號：204529），其中A組使用酚試劑稀釋，B組使用超純水稀釋，取2ml標準溶液測定，測定結果如下表：

由表2可知，使用吸收液配制的標準樣品結果準確，而使用純水配制的標準樣品結果偏小，標準物質證書上標明稀釋液為純水并不適用于本法，標準樣品的配制過程應與工作曲線的標準溶液配制方法保持一致，否則會導致結果偏低，因此在實際實驗過程中應根據選用的標準方法選取適用的溶劑。

表2 酚試劑稀釋標準樣品測定

4.2 酚試劑存放條件對測定結果的影響

配制A、B兩組酚試劑吸收原液，將兩組吸收原液存放于不同環境條件下，其中A組吸收原液于冰箱中保存（4℃），B組吸收原液于室溫下保存（20℃），分別存放12小時、24小時、48小時、72小時、96小時后稀釋相同的標準樣品（標準樣品值為：0.561±0.033mg/l，批號：204529）并測定，測定結果如圖 1：

圖1 酚試劑不同存放條件的測定結果圖

由上圖可知，兩種保存方式隨著時間的推移，測定結果均呈下降趨勢，且室溫保存的酚試劑下降趨勢明顯快于冰箱中保存的酚試劑。在冰箱中保存的酚試劑隨時間推移甲醛的測定結果變小，但是在放置72小時后測定值依然在標準樣品濃度范圍內，96小時后酚試劑失效，標準樣品測定結果不在范圍；而室溫保存的酚試劑僅在放置24小時后測定值在范圍內，48小時后測定甲醛標準樣品結果就偏小了，表明酚試劑已經失效。因此，酚試劑原液必須冷藏保存，并且存放時間越短對測定結果影響越小，如果條件允許，最好現配現用。此外，酚試劑存放時間變長后會從原來的白色懸濁液變為明顯的黃色懸濁液，室溫下保存的酚試劑變色更快，因此在實際實驗過程中實驗員也可根據酚試劑是否變黃這一表觀現象判斷其是否失效。

4.3 顯色溫度對測定結果的影響

取含量分別為0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標準溶液，保證其他條件相同的情況下，分別在 5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的溫度下顯色，顯色結果如圖2：

圖2 不同顯色溫度的測定結果圖

由上圖可知，溫度對顯色結果有較為顯著的影響，且甲醛的濃度越大，顯色溫度對結果的影響越大，當溫度為5℃時，0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標準溶液的吸光度分別為25℃時的37.5%、26.5%和20.3%；低濃度的甲醛標準溶液在溫度高于15℃之后，吸光度就趨于穩定了，而高濃度的甲醛溶液則在溫度達到20℃之后才趨于穩定，由此可見，甲醛溶液的濃度越高，對環境溫度的要求也相對較高，為保證結果的可靠性，在進行本實驗時環境溫度應確保不低于20℃。

4.4 顯色時間對測定結果的影響

取含量為0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標準溶液，保持其他條件相同，將顯色時間分別控制為10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘、60分鐘后讀取吸光度，結果如圖3：

圖3 不同顯色時間的測定結果圖

由圖3可知，本實驗中顯色時間對測定結果基本無影響，低濃度和高濃度的甲醛溶液在顯色時間為10分鐘至1小時內吸光度均無太大變化，因此在實際實驗過程中如果由于樣品量較大，無法在顯色15分鐘后快速完成比色，在顯色后1小時內的結果均可參考使用。

結語

（1）通過酚試劑的存放條件、標準溶液是否使用酚試劑稀釋、顯色時間、顯色溫度等方面對甲醛測定結果的影響展開討論，實驗結果表明，酚試劑和顯色溫度對測定結果有影響，顯色時間對測定結果無影響。其中酚試劑作為甲醛的吸收液直接與甲醛反應生成嗪，再被高鐵離子氧化生成藍綠色化合物，此過程中再無其它試劑參與反應，操作簡便快捷，而酚試劑較不穩定易失效。

（2）通過本實驗，可知酚試劑的保存條件和存放時間對測定結果至關重要，配制好的酚試劑吸收原液僅可以在低溫環境下短時間保存，可根據溶液是否變黃判斷其失效與否，且配制標準物質時應與工作溶液配制方法保持一致，均用吸收液配制，不應采用標準物質證書推薦的純水作為溶劑，否則測定結果將偏小。溫度較低時顯色不完全，甲醛濃度越高溫度對其測定結果影響越大，進行實驗時應確保環境溫度不低于20℃才能保證顯色結果的可靠性。

（3）通過數據的分析，論證了以上關鍵技術因素。于2017年7月份正式在實驗室使用，取得了較好的檢測結果，獲得客戶的好評。

[1]GB50325-2001,民用建筑工程室內環境污染控制規范.

[2]GB/T18204.2-2014公共場所衛生檢驗方法第二部分：化學污染物.

[3]國家環境保護總局，空氣和廢氣監測分析方法編委會編，空氣和廢氣檢測分析方法（第四版增補版），中國環境出版社，北京.