采用氣相色譜法分析室內空氣中的甲醛含量

【摘要】甲醛是室內空氣中最嚴重的污染物之一，被世界衛(wèi)生組織確定為致癌與致畸物質，所以測定室內甲醛含量已成為評價室內環(huán)境空氣質量的標識之一。測定室內甲醛含量的方法有多種，其中氣相色譜法由于操作簡單、靈敏度高、重復性好等優(yōu)點而獲得應用。本文分析了氣相色譜法測定室內空氣甲醛的原理、方法要點及注意事項。

【關鍵詞】甲醛；室內空氣；氣相色譜法

室內空氣中的甲醛（HCHO）主要來自室內家具、涂料、辦公用品等揮發(fā)污染物中。由于甲醛性質活潑而又價廉，廣泛用于合成樹脂的原料，這些樹脂又被進一步用于粘合劑、涂料的基料，當其成為建筑裝飾裝修材料進入室內后，甲醛緩慢釋放出來并長期存在于室內環(huán)境中，成為危害健康的“隱形殺手”[1]。甲醛刺激人體粘膜，引發(fā)過敏、哮喘等疾病，危害人體免疫系統(tǒng)和引發(fā)各種病變，已被世界衛(wèi)生組織確定為致癌與致畸的物質，所以必須控制室內空氣中的甲醛含量。GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》規(guī)定室內空氣中的甲醛限值為0.10mg/m3（1h均值）。

室內空氣中的甲醛含量測定方法有多種，HJ/T167-2004《室內環(huán)境空氣質量監(jiān)測技術規(guī)范》推薦的檢驗方法有AHMT分光光度法、酚試劑分光光度法、氣相色譜法、乙酰丙酮分光光度法和電化學傳感器法，其中氣相色譜法（GC）因其具有操作簡單、測定線性寬、選擇性好、靈敏度高、檢測快速等特點而獲得一定范圍的應用，因此本文探討氣相色譜法檢測室內空氣甲醛含量的原理、方法及注意事項等內容。

1.檢測原理

空氣中的甲醛，由于分子量較低，直接采用氫火焰離子化檢測器（FID）檢測響應值較低，而利用甲醛在酸性介質中與涂在6201擔體上的2，4-二硝基苯肼（2，4-DNPH）發(fā)生脫水反應，生成比較穩(wěn)定的衍生物甲醛腙，可以提高檢測的響應值。用二硫化碳作萃取溶劑洗脫后，經(jīng)0V-1色譜柱分離，再用FID檢測，以保留時間定性，以峰高（峰面積）定量。進樣品洗脫液5μL時，檢出下限為0.2μg/mL；若以流量0.5L/min采氣50L，檢出下限濃度為0.01mg/m3，測定范圍是0.021mg/m3。

2.檢測方法

2.1試劑和材料。所有試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。二硫化碳，經(jīng)純化處理。2，4-DNPH二氯甲烷溶液，濃度2mg/L。鹽酸溶液，濃度2mol/L。甲醛標準儲備溶液，取2.8mL甲醛溶液（含甲醛36% 38%），移入1L容量瓶，加水稀釋至刻度，并用碘量法進行標定。甲醛標準溶液，臨用前以甲醛標準儲備溶液稀釋至1μg/mL。吸附劑，稱取10g6080目6201擔體，以40mL 2，4-DNPH二氯甲烷溶液處理、干燥，備用。

2.2儀器與設備。氣相色譜儀。氫火焰離子化檢測器。具塞比色管（5mL）。微量注射器（10μL，經(jīng)體積校正）。色譜柱，柱長2m，內徑3mm，固定相（0V-1），擔體Shimalitew（80100目）。采樣管，長100mm，內徑5mm，裝150mg吸附劑，兩端用玻璃棉封堵，膠帽密封?？諝獠蓸悠鳌囟扔?、氣壓表等。

2.3樣品采集。根據(jù)房間大小布設采樣點，面積<50m3，13個點；50100m3，35個點；>100m3，點數(shù)≥5點。采樣點要避開已知或潛在污染源、通風口，距門窗>1m，離墻壁>0.5m。采樣高度一般0.51.5m。采樣時將滴有鹽酸溶液的采樣管與抽氣裝置相連，以0.5L/min速率采氣50L，用膠帽封閉，記錄氣壓和溫度。

2.4色譜操作條件的選擇。色譜柱條件，見2.2節(jié)。以下條件取決于色譜儀型號和性能：⑴柱溫（Tc），由于衍生物沸點為166±1℃，一般Tc≥200℃（但應低于分解溫度），提高Tc，分離度下降；反之，分離度提高，但分析時間延長；當分離較困難時，采用程序升溫。⑵氣化室溫度（Ti），Ti≥Tc+2030℃。⑶檢測室溫度（Td），Td≥Ti。⑷氫氣流量（QH2），一般QH2=4060mL/min。⑸氮氣流量（QN2），QN2=（11.5）×QH2。⑹空氣流量（Q空氣）， Q空氣>300mL/min。

2.5繪制標準曲線或測定校正因子。進行定量計算時常采用外標法或單點校正法，前者需要繪制標準曲線，后者需要測定校正因子。繪制標準曲線時，取5支采樣管，向吸附劑表面滴加1滴鹽酸溶液后，用微量注射器吸取甲醛標準溶液，然后按照甲醛含量在020范圍內5個濃度點（例如4μg、8μg、12μg、16μg和20μg），向采樣管內準確注入甲醛標準溶液，塞上玻璃棉后反應10min。再將采樣管內的吸附劑分別移入5個具塞比色管內，各加入1.0mL二硫化碳，稍微搖動，浸泡30min，制得甲醛洗脫溶液標準管。然后取5.0μL不同濃度點的標準洗脫液，注入色譜柱，得到色譜峰和保留時間。每個濃度點重復3次，測量峰高（峰面積）平均值，以甲醛濃度為橫坐標，平均峰高（峰面積）為縱坐標，繪制標準曲線（如圖1所示），計算回歸線斜率，斜率倒數(shù)為計算因子Bs。

測定校正因子的方法與前述方法類似，分別取空白溶液及與試樣濃度接近的標準洗脫液，進色譜柱。分別重復3次，按計算因子。、分別為標液、空白溶液的平均峰高（峰面積），標液濃度。

2.6樣品測定。將樣品采樣管內的吸附劑全部移入具塞比色管中，如前述繪制標準曲線方法一樣，按加入二硫化碳、浸泡、入色譜柱的次序操作和測定，每個樣品重復3次，以保留時間定性甲醛，測量峰高（峰面積），得其平均值。按照同樣步驟做空白試驗。

外標定量法的甲醛濃度按下式計算：

（1）

上式中：c——空氣中的甲醛濃度， ；

h、h0——分別為樣品溶液、空白溶液的峰高（峰面積）平均值；

Bs——由標準曲線得到的計算因子；

V1——樣品洗脫溶液總體積，mL；

V0——換算為標況下的采樣體積，L；

Es——洗脫效率，由實驗確定。

單點校正法可按下式計算甲醛濃度：

（2）

式中：f——校正因子；

c、h、h0、V1、V0、Es符號意義與式（1）相同。

3.關于氣相色譜法測定室內空氣中甲醛含量的一些討論

采用前述氣相色譜法測定室內空氣甲醛含量線性好、靈敏度高、回收率較高，而且甲醛標準溶液衍生后在室溫下放置72h，甲醛測定含量變化率小于4%[1]。但衍生物同分異構體的分離問題比較難解決，而且分析操作要求比較高，進樣量要求非常準確，操作條件也需要嚴格控制[2]。另外，洗脫劑二硫化碳有毒，對實驗室分析人員的健康有害，這也是需要注意的。由于需要使用專用色譜柱，儀器利用率較低，同時，因為苯、甲苯、二甲苯等唯一常規(guī)分析方法就是氣相色譜法，故此當這些物質也需要大量測定時儀器方面會比較緊張。

分析室內空氣中的甲醛含量有多種方法可供選擇，目前實驗室使用比較多的還是分光光度法，雖然操作簡便、性能穩(wěn)定、成本低、易控制，但由于顯色需要一定溫度和時間，故測試時間較長，且存在一定干擾，而氣相色譜法速度較快、靈敏、干擾少，有條件的實驗室仍可以采用。

參考文獻

[1]何軼倫，任鳳蓮.氣相色譜法檢測室內空氣中的甲醛[J].云南化工，2004，31（6）：36-38.

[2]王慧芳，周激，劉永利.室內空氣中甲醛含量測定方法的研究新進展[J].天津化工，2012，26（2）：7-11.