變色酸比色法測定環境空氣中甲醇的試驗研究

關鍵詞：變色酸比色法；環境空氣；甲醇；相關系數；質量控制中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）05-0035-03DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.007

Abstract：Theexperimentuses thechromogenicacidcolorimetricmethod todeterminethemethanolcontentintheambient air，before themethodisimproved，thecorrlationcoeffcientofthecalibrationcureislessthan.999.Teexperment makes necessaryadjustments to the sulfuric acid concentration，operation sequence，standard series solution concentration， and coling method，aftermethod improvement，thecorrlation coeffcient ofthecalibration curve is 0.999 4.Whenusing theimproved method to determine theself prepared standardsample，therelative erorof theaverage measurement value is （204號 -3.2% ，the relative standard deviation is 3.13% ， and the recovery rate of spiked samples is 92.8%～ 97.2% ， which meets the quality control requirements.

KeyWords： chromogenic acid colorimetric method; ambient air; methanol; correlation coefficient; quality control

根據《空氣和廢氣監測分析方法》，環境空氣中甲醇的測定采用變色酸比色法[1]。其間以裝入吸收瓶中的水為吸收液，抽氣通過吸收瓶，將空氣中的甲醇溶解在水中；在酸性條件下，用高錳酸鉀將甲醇氧化為甲醛；甲醛與變色酸反應，生成紫色化合物，在570nm 波長下比色，測定吸光度[2]。

1試驗部分

1.1 試劑與儀器

主要試劑有變色酸溶液（濃度 0.5% ）、亞硫酸鈉溶液（濃度 5% ）、高錳酸鉀溶液（濃度 1% ）、硫酸溶液（硫酸與水的體積比 λ₁：λ₃ ）、濃硫酸和甲醇標準使用液（濃度 20μg/mL ）[3]。主要儀器為可見分光光度計，型號為 722s 。配制不同濃度梯度的甲醇標準系列溶液，詳情如表1所示。

1.2 試驗流程

試驗主要分為5個步驟。一是向各比色管先加入2.5mL 硫酸溶液，再加入 1.0mL 高錳酸鉀溶液，搖勻;二是靜置反應 5min 后，向各比色管滴加亞硫酸鈉溶液至紫色剛好褪去，再多加1滴；三是沿管壁向各比色管加入 5mL 濃硫酸，冷卻，搖勻；四是向各比色管加人 1.0mL 變色酸溶液，搖勻；五是將各比色管放入水浴鍋（沸水）中加熱 15min 后取出，冷卻至室溫，在 570nm 波長下用直徑 20mm 的比色皿測定吸光度[4-5]

表1甲醇標準系列溶液的配制參數

嚴格按照試驗方法規定的條件和步驟，測定標準系列溶液，結果如表2所示。根據試驗結果，以標準系列溶液的甲醇含量 （x） 為橫坐標，以校正后吸光度（y）為縱坐標，可得校準曲線 y=0.006926x+0.034 相關系數為0.970，小于0.999，截距為0.034，大于0.010。該校準曲線不能用于實際環境監測分析。

表2方法改進前甲醇標準系列溶液測定結果（自然冷卻：

注：校正前吸光度是指光譜分析時直接測量得到的吸光度，校正后吸光度為校正前吸光度與空白樣吸光度的差值。

2方法改進

2.1 方法改進一

在規定方法的基礎上，將 2.5mL 硫酸溶液改為1.0mL 濃硫酸，其他條件不變。測定甲醇標準系列溶液，結果如表3所示。根據方法改進一試驗結果，校準曲線為 y=0.007 591x+0.062 ，相關系數為0.950，小于0.999，截距為0.062，大于0.010。該校準曲線不能用于實際環境監測分析。

2.2 方法改進二

在方法改進一的基礎上，改變試驗步驟3和步驟4的順序，并稍加改進，即先加入 1.0mL 變色酸溶液，搖勻，再沿管壁加入 5mL 濃硫酸，片刻后搖勻，其他步驟順序不變。測定甲醇標準系列溶液，結果如表4所示。根據方法改進二試驗結果，校準曲線為y=0.023 12x+0.065 ，相關系數為0.991，小于0.999，截距為0.065，大于0.010。甲醇含量分別為 40、 50μg 時，校正前吸光度均大于1。該校準曲線不能用于實際環境監測分析。

表3方法改進一的甲醇標準系列溶液測定結果（自然冷卻）

表4方法改進二的甲醇標準系列溶液測定結果（自然冷卻）

2.3 方法改進三

在方法改進二的基礎上，將標準系列溶液的甲醇含量降低 50% （分別為 0，5，10，15，20，25μg） ，其他步驟不變。測定甲醇標準系列溶液，結果如表5所示。根據方法改進三試驗結果，校準曲線為y=0.02934x+0.002 ，相關系數為0.9995，大于0.999，截距為0.002，小于 0.010 。甲醇含量為 25μg 時，校正前吸光度和校正后吸光度均小于0.8。該校準曲線可以用于實際環境監測分析。

表5方法改進三的甲醇標準系列溶液測定結果（自然冷卻）

2.4 方法改進四

在方法改進三的基礎上，將顯色后冷卻方式由自然冷卻改為冰水浴冷卻，其他步驟不變。測定甲醇標準系列溶液，結果如表6所示。根據方法改進四試驗結果，校準曲線為 y=0.02845x+0.004 ，相關系數為0.9994，大于0.999，截距為0.004，小于0.010，斜率為0.02845，達到自然冷卻方式曲線斜率（0.02934）的 97.0% ，二者沒有明顯差異。該校準曲線可以用于實際環境監測分析。

表6方法改進四的甲醇標準系列溶液測定結果（冰水浴冷卻）

2.5自配標準樣品測定結果

分別另行自配濃度為 5.00mg/L 的甲醇標準樣品，用小節2.4確定的試驗方法和步驟測定，同時開展加標回收試驗（標準樣品加標量為 5.00μg ），結果如表7所示。根據自配標準樣品測定結果，經格魯布斯檢驗，6組平行樣測定數據均為正常值，沒有異常值。平行樣相對誤差為 -7.8%～ 1.2% ，平均值相對誤差為 -3.2% ，相對標準偏差為 3.13% ，加標回收率為 92.8%～ 97.2% ，滿足質量控制要求。

表7甲醇標準樣品平行測定結果

3結論

方法改進前，試驗嚴格按變色酸比色法測定環境空氣中的甲醇含量，所得校準曲線斜率小于0.999，不能用于實際環境監測分析。方法改進后，所得校準曲線相關系數為0.9994，滿足相關要求，可以用于實際環境監測分析。根據改進方法開展試驗，標準系列溶液甲醇含量分別為0、5、10、15、20、 25μg 向各比色管先加入 1.0mL 濃硫酸，再加入 1.0mL 高錳酸鉀溶液，搖勻；靜置反應 5min 后，向各比色管滴加亞硫酸鈉溶液至紫色剛好褪去，再多加1滴；向各比色管加入 1.0mL 變色酸溶液，搖勻；沿管壁向各比色管加入 5mL 濃硫酸，片刻后搖勻；將各比色管放入水浴鍋（沸水）中加熱 15min 后取出，冷卻至室溫，在 570nm 波長下用直徑 20mm 的比色皿測定吸光度；冰水浴冷卻與自然冷卻相比，試驗結果沒有明顯差異。采用改進后的方法測定實驗室自配甲醇標準溶液，平均值相對誤差為 -3.2% ，相對標準偏差為 3.13% ，加標回收率為 92.8%～ 97.2% ，滿足質控要求。試驗對變色酸比色法測定環境空氣中甲醇使用的硫酸濃度、操作順序、標準系列溶液濃度和冷卻方式進行必要調整，能進一步節約試驗時間。采用優化方案測定自配標準樣品，結果滿足質控要求，研究成果可用于實際環境監測。

參考文獻

1國家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法》編委會.空氣和廢氣監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2007.

2 賈曉紅.關于“變色酸分光光度法測定氣體中甲醇”方法改進的研究[J].環境保護，2008（14）：53-56.

3周麗莉.甲醇測定中影響因素的研究[J].低碳世界，2017（15）：18-19.

4吳平.人參花多糖測定方法研究[J].人參研究，2016（6）：20-22.

5 施滿容，龔林光，陸志平，等.不同地區野生金線蓮有效成分含量的比較[J].安徽農學通報，2016（24）：107-110.