室內空氣中甲醛測定影響因素的研究

廖海安

攀枝花市西區環境監測站，四川 攀枝花 617000

環境污染是當今社會發展帶來的負面問題，也是實現社會可持續發展必須要解決的問題[1]。隨著時代的發展，環境污染問題已不僅僅局限于外界環境，室內環境污染問題也越發凸顯，而其中室內空氣中甲醛含量超標的問題最為引人關注。室內甲醛對人們的健康危害很大，對其含量進行準確的測定是為室內空氣中甲醛污染的防治提供科學依據的重要基礎。目前，常用的甲醛檢測技術有分光光度法、色譜法、熒光法、化學傳感器法等[2]。分光光度法操作相對簡單且應用廣泛，該方法依據被測物質在某一特定波長或波長范圍內對光具有不同的吸收程度，而這種吸收程度的不同與被測物質的含量有關這一原理，可較為準確地測定甲醛的濃度；相對于分光光度法而言，色譜法和熒光法的準確度和靈敏度更高，但實驗前處理較為復雜，且實驗試劑成本高、毒性大，易對實驗人員的健康造成不利影響，同時也極易造成環境的二次污染；化學傳感器法雖然簡單快捷，但是容易受到外界因素的干擾[3]，且準確度不高，常用于定性檢測。故本文根據《空氣質量 甲醛的測定 乙酰丙酮分光光度法》（GB/T 15516—1995），采用乙酰丙酮分光光度法對室內空氣中甲醛含量進行測定，并進行相關分析研究，旨在為該項測定方法提供新的研究基礎。

1 甲醛的測定方法

室內空氣中的甲醛通過吸收采樣后，會形成水溶液，加入乙酸-乙酸銨緩沖溶液之后，在水浴條件下會反應生成黃色化合物，該物質結構穩定，在413nm處具有吸收最大值。接下來，測定其含量[4]。

1.1 試劑和儀器

主要儀器：空氣采樣器，流量范圍為0.2～1.0L/min；50mL棕色多孔玻板吸收管；25mL具塞比色管；分光光度計等；

主要試劑：蒸餾水、乙酸銨、冰乙酸、乙酰丙酮、鹽酸、氫氧化鈉等。

1.2 樣品的采集

在房間密閉12h后，以0.5～1.0L/min的流量采集空氣10min。采集好的樣本置于4℃環境中保存， 2天內使用，否則甲醛易被氧化而變質。

樣品采集注意事項：每次取樣的各點位應保持一致；采樣前應認真檢查吸收管氣密性是否良好，吸收液體積是否準確；采樣前應使用皂膜流量計對采樣器的流量進行校準；采樣時間應嚴格控制，采樣人員不得在采樣現場吸煙和擅自離崗；在樣品的采集、運輸、儲存和使用過程中，都應做好避光處理。

1.3 繪制標準曲線

配置5ug/mL的甲醛標準溶液，按照表1的設置分別加入到比色管中，測定甲醛的標準工作曲線。

表1 標準系列的配制

所有比色管中加入蒸餾水稀釋至10mL，分別加入2mL 0.25%乙酰丙酮溶液，充分混勻后置于熱水浴中反應一定時間，取出冷卻至室溫，然后用1cm的比色池，以蒸餾水為參比在413nm處讀取吸光值。

1.4 樣品的測定

將吸收后的樣品溶液轉入100mL容量瓶中，加入蒸餾水定容，取10mL于比色管中（吸取量視試樣濃度而定，若取樣量小于10mL，需加蒸餾水定容至10mL），按照（1.3）的方法測定吸光值。用未采樣的吸收液作為空白對照[5]。

1.5 測定結果的計算

室內空氣中甲醛濃度C（mg/m3）用式（1）計算。

式中：As—樣品測定吸光度；

Ab—空白試驗吸光度；

V1—定容體積，mL；

V2—測定取樣體積，mL；

Vnd—所采氣樣標準狀態體積（0℃，101.325kPa），L

2 驗證方法及結果分析

2.1 不同采樣流量對測定結果的影響

分別設置0.5L/min、0.6L/min、0.7L/min、0.8L/min、0.9L/min和1.0L/min的流量對室內空氣進行3次采集，每次采集10min，然后對3支吸收液按上文第1.4節的方法進行測定，其測定結果見表2。結果顯示，以0.8L/min的流量采集樣品的測定值均高于以0.5L/min、0.6L/min、0.7L/min的流量采集樣品的測定值。與此同時，以0.9L/min、1.0L/min的流量采集樣品時因流量過大，吸收液對甲醛的吸收不充分，并出現了測定值隨采樣流量升高而逐漸下降的趨勢。說明吸收液以0.8 L/min的流量采集樣品時吸收最為充分。

表2 使用不同流量采集樣品的測定結果

2.2 水浴溫度和水浴時長對測定結果的影響

取5mL含量分別為1.2±0.08ug/mL、0.809±0.045 ug/mL的甲醛標準溶液代替空氣吸收液，按上文第1.4節的步驟進行配制，將配制好的標準溶液分別放入50℃、60℃、70℃、80℃和100℃水浴中進行顯色反應，取出冷卻至25℃，然后對其濃度值進行測定，比較顯色完全所需要的時間和樣品測定的精密度，結果見表3。從表3可以看出，水浴溫度的不同對樣品顯色完全所需的時間及其測定結果影響較為明顯，溫度越低，反應時間越長。當水浴溫度在60℃以下、水浴時長在10min以內時，標準溶液均顯色不完全，測定值均未在其置信范圍內；當水浴溫度在70℃、水浴時長在3min以內時，標準溶液顯色不完全，且測定值未在其置信范圍內。當水浴溫度在70℃、水浴時長在3～10min時，標準溶液顯色完全，且測定值趨于穩定，測定數據偏差較小；當水浴溫度在80℃以上、水浴時長在1～10min時，標準溶液顯色完全，其測定值也均在標準溶液的置信范圍內。但在該實驗條件下，測定的數據偏差較大。因此，為了在盡可能短的時間內測定出準確度、精密度相對較高的結果，應將顯色實驗的水浴條件設置為在70℃水浴中顯色3～10min。

表3 不同水浴溫度和水浴時長條件下樣品的測定結果

2.3 水浴顯色后室內的冷卻溫度對樣品穩定性的影響

將配制好的含量分別為1.2±0.08ug/mL、0.809±0.045 ug/mL的甲醛標準溶液放在70℃的水浴中顯色5min，然后將顯色后的樣品分別在20℃、25℃、30℃、35℃的恒溫室內冷卻至室溫，在冷卻至室溫后的不同時間段內對顯色溶液進行測定，比較不同室溫條件下樣品顯色溶液的穩定性，結果見表4。由表4可以看出，顯色后的標準溶液在不同室內溫度條件下，大部分時段的測定值均在標準溶液的置信范圍內，說明顯色充分后的樣品較為穩定。但當室內溫度在30℃以上，放置時間超過10min后，其測定值不僅出現了較為明顯的下降趨勢，同時低濃度標準溶液的測定值還低出了其置信范圍。因此，為保障實驗結果的精密度和準確度，樣品顯色后的冷卻溫度應設置在30℃以下，并盡可能在10min內完成吸光值的測定。

表4 不同室內溫度條件下各時間段樣品的測定結果

3 結語

本文重點研究了采用乙酰丙酮分光光度法測定空氣中甲醛含量時，不同采樣流量、不同水浴溫度和水浴時長以及水浴顯色后不同的室內冷卻溫度對樣品穩定性的影響。結果顯示，以0.8L/min的流量采集樣品時的吸收效果最佳；樣品在70℃水浴中的顯色時間（3～10min）較短，且測定結果的精密度最高；為保障實驗結果的精密度和準確度，樣品顯色后的室內冷卻溫度應設置在30℃以下，并盡可能在10min內完成吸光值的測定。以上實驗結論是對采用分光光度法測定室內空氣中甲醛含量時的關鍵影響因素的研究成果，對進一步完善該測定方法具有一定的參考意義。此次實驗的設計還不盡完善，室內空氣中甲醛含量的測定方法也還有許多細節值得深入研究和探索。