便攜式比色計在室內空氣中甲醛快速檢測的應用研究

何金太，高麗麗，白佳威，李巍

（北京建筑材料檢驗研究院股份有限公司，北京 100041）

0 引言

甲醛（HCHO）是一種無色、有刺激型氣味的氣體，是制備脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑的主要原料，也可直接用于消毒、防皺、阻燃等。研究表明，人長期暴露在高濃度甲醛環境中會誘發頭痛、失眠、免疫力降低、過敏性皮炎等癥狀。2017年世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單中，甲醛被列入一類致癌物。在日常生活中，新裝修的建筑物內由于使用人造木板制品、涂料、膠粘劑、地毯等，甲醛含量較高。因此，室內空氣中甲醛的檢測非常重要[1-2]。

1 甲醛檢測方法

國內對室內空氣的控制標準主要有GB 50325-2020《民用建筑室內空氣環境污染控制標準》和GB/T 18883-2022《室內空氣質量標準》[3-4]，兩者的檢測方法有所不同。GB 50325-2020采用了GB/T 18204.2-2014《公共場所衛生檢驗方法 第2部分：化學污染物》中AHMT分光光度法和簡便儀器測定法（光電光度分析儀器法和電化學傳感器法），而GB/T 18883-2022采用了GB/T 16129-1995《居住區大氣中甲醛衛生檢驗標準方法 分光光度法》（AHMT分光光度法）、GB/T 18204.2-2014中酚試劑分光光度法和GB/T 18883-2022附錄B高效液相色譜法。檢測方法的對比見表1所示。

表1 室內空氣甲醛檢測方法對比Tab.1 Comparison of detection methods for formaldehyde in indoor air

AHMT和酚試劑分光光度法對所用試劑的有效期和試驗的及時性要求較高，不能滿足異地檢測需求，而甲醛現場快速檢測法可以用于直接現場測定[5-6]。本文對美國HACH公司DR900便攜式比色計在室內空氣甲醛快速檢測中的應用進行探討。便攜式比色計與實驗室傳統分光光度計的參數對比見表2所示。快速檢測方法原理為酚試劑分光光度法，通過建立甲醛標準曲線，現場采集空氣樣品，采用便攜式比色計測定吸收液的吸光值，從而計算空氣中的甲醛濃度。

表2 實驗室紫外可見分光光度計和便攜式比色計參數對比Tab.2 Parameter comparison between laboratory UV visible spectrophotometer and portable colorimeter

2 快速檢測法與AHMT分光光度計法對比

2.1 儀器和試劑

AHMT分光光度法和快速檢測方法所需儀器和試劑如下：752N紫外可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）；DR900便攜式比色計（美國HACH公司）；AHMT（4-氨基-3-聯氨-5-巰基-1,2,4-三氮雜茂）；MBTH酚試劑（3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙鹽酸鹽水合物）；甲醛標準溶液（生態環境部標物中心，濃度100mg/L，批號104132）。

2.2 結果與分析

用甲醛標準溶液配制甲醛標準系列，通過測定標準系列溶液的吸光值，得出快速檢測法和AHMT分光光度計法的標準曲線、測定范圍等。利用不同房間進行室內空氣甲醛的現場快速檢測和國標法檢測，得到甲醛濃度數據。

2.2.1 快速檢測法驗證試驗

1）回歸方程

參照GB/T 18204.2-2014中酚試劑分光光度法，現配吸收液（5mg酚試劑+100ml純凈水），采用便攜式比色計DR900波長610nm測定溶液的吸光度，繪制標準曲線，見表3、圖1。

圖1 便攜式比色計測得甲醛標準曲線Fig.1 Formaldehyde standard curve measured by portable colorimeter

表3 回歸方程Tab.3 Regression equation

2）方法檢出限、測定下限、測定范圍

在實際檢測過程中，樣品檢出限比方法檢出限更有意義。當被測樣品種類變化或測定試劑和環境變化時，即使使用同一分析方法，樣品檢出限也可能相差很大。在樣品痕量分析時，測量結果的可靠性在很大程度上取決于空白值的大小和波動情況。

本試驗的試劑空白吸光度見表4。檢出限為0.025（μg.吸光度），測定下限為0.082（μg.吸光度）。采樣體積為10L，空氣中甲醛濃度的測定范圍為0.01～0.15mg/m3。

表4 試劑空白吸光度Tab.4 Blank absorbance of reagent

2.2.2 AHMT分光光度計法驗證試驗

1）回歸方程

按GB/T 16129-1995繪制標準曲線，見表5、圖2。

圖2 AHMT分光光度計法測得甲醛標準曲線Fig.2 Formaldehyde standard curve measured by AHMT spectrophotometer

表5 回歸方程Tab.5 Regression equation

2）方法檢出限、測定范圍

根據GB/T 16129-1995，2ml樣品溶液中含有0.2～3.2μg甲醛污染物，采樣體積為20L，測定范圍為0.01～0.16mg/m3。本方法檢出限平均值為0.13μg。

2.2.3 現場實驗比對

選擇不同裝修材料、完工時間的自然通風建筑物進行現場對比檢測。檢測前門窗關閉1h，同步采用2臺大氣采樣器，一臺以0.5L/min流量，采樣20min，采氣10L到酚試劑吸收液，另一臺以1.0L/min流量，采樣20min，采氣20L到AHMT吸收液。

1）AHMT分光光度計法

使用內裝5ml吸收液的氣泡吸收瓶，采氣20L到吸收液。移取2ml樣品溶液到10ml比色管中，加入5mol/L氫氧化鉀溶液1.0ml，0.5%AHMT溶液1.0ml，顛倒搖勻三次，放置20min；加入1.5%高碘酸鉀溶液0.3ml，并充分振搖，放置5min；以水為參比，使用752N分光光度計10mm比色皿波長550nm測定溶液的吸光度。空氣中的甲醛濃度計算如下：

其中：C為空氣中甲醛質量濃度，mg/m3；A為樣品溶液的吸光度；A0為空白溶液的吸光度；Bs為計算因子，μg/吸光度；V0為標準狀態下的采樣體積，L。

2）快速檢測法

現場配制吸收液（5mg酚試劑+100ml純凈水），每個檢測管移取5ml，采氣10L到酚試劑吸收液。將樣品溶液全部轉移到比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使得總體積為5ml，在比色管中加入0.4ml硫酸鐵銨顯色劑，放置15min；以水為參比，采用便攜式比色計DR900波長610nm測定溶液的吸光度。檢測結果見表6。空氣中甲醛濃度計算如下：

表6 現場低、中、高濃度室內空氣甲醛對比數據Tab.6 Comparison data of low,medium and high concentration of formaldehyde in indoor air

其中：C為空氣中甲醛質量濃度，mg/m3；A為樣品溶液的吸光度；A0為空白溶液的吸光度；Bs為計算因子，μg/吸光度；V0為標準狀態下的采樣體積，L。

由表6可以看出，在同樣的測試條件下，現場快速檢測法與AHMT分光光度計法的檢測數據相對偏差較小，具有參考意義。

3 結語

本研究以酚試劑分光光度法為原理，通過建立甲醛標準曲線，現場采集空氣樣品，采用便攜式比色計測定吸收液的吸光值，從而計算空氣中甲醛濃度。本方法縮短了樣品的分析時間，結果準確可靠，適用于室內甲醛濃度的快速檢測。