分光光度法測定空氣中丁醛的含量

魏永芳，葛 爽，時躍亮,2，朱玉芳

(1.山東春旭化工設計有限公司，山東 濟南 250014;2.青島科技大學 山東化工研究院，山東 濟南 250014)

丁醛有窒息性醛臭，對眼睛、呼吸道粘膜具有刺激作用[1]。空氣中丁醛的測定方法目前主要有氣相色譜法和液相色譜法。其中氣相色譜法采用熱解吸型硅膠管采集，熱解吸后進樣，經色譜柱分離后，氫火焰離子化檢測器檢測；液相色譜法采用2,4-二硝基苯肼硅膠管采集，用乙腈超聲洗脫，經高效液相色譜分離后，二極管陣列檢測器檢測。現有技術的缺點如下：氣相色譜法需同時配置熱解吸器，該儀器在實驗室的使用頻率不高；標準氣體需在使用前進行二次稀釋，存在準確度降低的風險；若解吸氣中的丁醛濃度超過測定范圍，需用清潔空氣將其稀釋后再測定，會造成測定結果偏低。液相色譜法中使用的2,4-二硝基苯肼硅膠管制備過程繁瑣，采集效率不高；二極管陣列檢測器檢測在實驗室的使用頻率不高，致使檢測成本升高。因此本文采用一種溶劑型硅膠管采集、混合溶劑解吸、分光光度法測定空氣中丁醛含量的檢測方法，它檢測過程簡單，所使用的儀器設備普及率高，測量結果準確可靠。

1 試驗內容

1.1 試驗儀器及試劑

UV2600分光光度計(上海天美科學儀器有限公司、智能大氣綜合采樣儀(青島博睿光電科技有限公司)、醫用低溫冰箱(中科美菱低溫科技有限公司)、高速離心機(濟南鑫貝西生物技術有限公司)、BS210S萬分之一電子電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)。

乙醇、丙醇、2,4-二硝基苯肼、氫氧化鉀、鹽酸。

2 試驗方法

2.1 試驗原理

空氣中的丁醛經前處理后，在酸性介質中與2,4-二硝基苯肼反應，生成的2,4-二硝基苯腙與氫氧化鉀反應，生成顯紅色的物質，在波長480nm處用分光光度計測定。

2.2 實驗操作條件

2.2.1 標準曲線繪制

2.2.1.1 標準溶液配置

稱取0.0500g丁醛于100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度，搖勻，移取此溶液2.00mL于100mL容量瓶中，用乙醇定容至刻度，搖勻，此溶液中丁醛濃度為10μg /mL。

2.2.1.2 標準曲線繪制

分別移取0.00，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00mL丁醛標準溶液于6支具塞比色管中，加乙醇-丙醇混合溶劑至2.0mL，配成0.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0μg/mL丁醛系列。向各標準系列管中加入1.0mL 2,4-二硝基苯肼-乙醇飽和溶液和一滴鹽酸，蓋塞，于50℃水浴放置30min，冷卻，加5mL 100g/L的氫氧化鉀-乙醇溶液，混勻，放置5min后，于分光光度計上480nm處測定吸光度。以測得的吸光度值對丁醛濃度(μg/mL)繪制標準曲線，線性回歸方程為A=0.0101c+0.0117，相關系數為R=0.9997。

2.2.2 樣品測定

2.2.2.1 在采樣點，打開硅膠管兩端以500mL/min的流量采集30min空氣樣品，將另一硅膠管帶至采樣點，打開硅膠管兩端，不連接采樣器30min。

2.2.2.2 將樣品和空白硅膠管中的硅膠分別放入溶劑解吸瓶中，各加入5.00mL乙醇-丙醇混合溶劑(體積比92∶8)，封閉后，振搖1min，解吸30min，得解析液；將解析液置于-15℃冷凍30min，取出后立即進行離心處理，取上清液2.00mL，用測定標準溶液的條件測定。

2.2.2.3 查標準曲線得到樣品溶液中丁醛濃度，按下列公式計算出采樣點空氣中的丁醛濃度。

式中：C——空氣中丁醛的濃度數值，單位為毫克每立方米(mg/m3)；

c——測定樣品吸收液中丁醛的濃度數值，單位為微克每毫升(μg/mL)；

c0——測定空白樣品吸收液中丁醛的濃度數值，單位為微克每毫升(μg/mL)；

2.5——樣品稀釋倍數；

V——樣品的標準采樣體積。

3 結果與結論

3.1 解析液的選擇

現有的溶劑解吸技術中，進行解吸時均采用單一的醇做溶劑，由于單一的醇無法作為表面活性分子與硅膠的表面產生相互作用，不能達到完全解析，從而影響檢測效果。所以實驗選擇乙醇-丙醇混合溶劑作為解析液，丙醇除了起到溶劑的作用，更為重要的是可以作為表面活性分子覆蓋于媳婦材料表面，最大程度對丁醛進行解吸。向2只空白硅膠管中分別加入15μL的丁醛標準溶液(濃度為500μg/mL)，實驗結果見表1。

表1 不同解析液對丁醛解吸效果的影響

3.2 前處理溫度條件的選擇

空氣中甲醛在實驗條件下也能與2,4-二硝基苯肼反應，造成檢測結果偏高。將解析液預先在低溫下進行冷凍，甲醛在低溫時容易形成沉淀，經離心處理后，能夠減少解析液中甲醛含量，從而提高檢測的準確性。向2只空白硅膠管中分別加入15μL的丁醛標準溶液(濃度為500μg/mL)，實驗結果見表2。

表2 前處理溫度條件對丁醛準確度的影響

3.3 回收率實驗

向空白硅膠管中分別準確加入不同體積丁醛標準溶液(濃度為500μg/mL)，測定其回收率。回收率測定結果見表3。

表3 回收率的測定

3.4 精密度實驗

標準偏差(方法精密度)試驗:取7支空白硅膠管，向其中均加入20μL丁醛標準溶液(濃度為500μg/mL)，按上述方法進行測定，根據測得的吸光度和線性回歸方程，計算丁醛濃度，計算結果見表4。

表4 精密度測定結果(n=7)

4 結論

從表3和表4的測定結果可以看出，實驗選擇的方法加標回收率在94.5%～103.0%，相對標準偏差小于5%，滿足《工作場所空氣中有毒物質檢測方法的研制規范》[2]所建立的方法結果準確、可靠，可以在日常檢測中推廣使用。