高效液相色譜法測定室內(nèi)環(huán)境空氣中的甲醛含量

謝韶芬

摘 要：主要對高效液相色譜法測定室內(nèi)環(huán)境空氣中的甲醛含量展開了探討。通過結(jié)合具體實驗，對實驗所用的材料和方法作了介紹，并詳細(xì)闡述和深入討論了實驗所得結(jié)果，以期能為有關(guān)方面提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜法；室內(nèi)環(huán)境；甲醛含量；色譜條件

中圖分類號：O657.7+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.076

甲醛，作為一種潛在的致癌物，如果在室內(nèi)空氣中含量超過最高容許量，將會對人們產(chǎn)生極為嚴(yán)重的危害。因此，必須要對室內(nèi)空氣中甲醛的含量進(jìn)行測定。而高效液相色譜法在室內(nèi)空氣甲醛含量的測定中有著廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文就高效液相色譜法測定室內(nèi)環(huán)境空氣中的甲醛含量進(jìn)行探討，相信對有關(guān)方面能有一定的幫助。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗儀器

實驗儀器有1100系列高效液相色譜儀（Agilent，USA）、配紫外-可見檢測器、Phenom enexSynergiC18色譜柱（250×4.6，5 μm，Phenom enex，USA）、同類型保護(hù)柱（Phenom enex，USA）、臺式離心機(jī)、多孔玻璃吸收管、CD-1A大氣采樣器。

1.2 實驗試劑

實驗試劑為甲醛（35%～40%）、乙酰乙酸甲酯（99.9%）、乙酸銨（分析純）、甲醇（色譜純）。實驗用水均為Milli-Q超純水。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液：按文獻(xiàn)方法配制，即用碘量法標(biāo)定，用水稀釋至1.00 mg/mL，作為甲醛的標(biāo)準(zhǔn)儲備液。

4.0 mol/L乙酸銨緩沖液（pH=6.0）：稱取30.84 g的乙酸銨，用80 mL水溶解，再用超純水定容到100 mL。

2 實驗方法

2.1 HPLC條件

色譜柱：SynergiC18（250×4.6，5 μm，Phenomenex，USA）；

流動相：甲醇∶水=80∶20（v/v），流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，檢測波長373 nm，進(jìn)樣體積5 μL。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將1.00 mg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制成100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液。取7支10 mL的具塞比色管，分別加入2.5 mL的乙酸銨緩沖液和1.25 mL的乙酰乙酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)液，再加入一定體積的的標(biāo)準(zhǔn)溶液，甲醇定容到5 mL，得到0.025 μg/mL、0.050 μg/mL、0.10 μg/mL、0.25 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列。旋渦混合，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷卻，12 000 r/min離心5 min，取上清液5 μL進(jìn)樣測定。

2.3 空氣中甲醛的采集和前處理

將一支裝有5.00 mL吸收液的多孔玻璃吸收管與小流量大氣采樣器連接，以0.50 L/min的流速采氣20 min，記錄采樣現(xiàn)場的氣溫和氣壓。將吸收管中的吸收液全部移入至10 mL的比色管中，于旋渦混合儀上混勻，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷卻，12 000 r/min離心5 min，取上清液5 μL進(jìn)樣檢測。

3 結(jié)果與討論

3.1 色譜條件的選擇

3.1.1 檢測波長的選擇

使用DAD紫外檢測器對衍生劑和衍生產(chǎn)物分別進(jìn)行掃描，在200～400 nm的范圍內(nèi)，衍生產(chǎn)物在373 nm處有最大吸收峰，而乙酰乙酸甲酯在該處無吸收，因此選擇373 nm作為檢測波長。

3.1.2 流動相的選擇

以甲醇-水作為流動相，考察不同體積比的甲醇-水對衍生產(chǎn)物分離的影響。結(jié)果表明，隨著甲醇含量的增加，保留時間縮短。當(dāng)甲醇含量高于80%時，峰形良好。綜合考慮，選定甲醇∶水（80∶20，v/v）作為流動相。

3.1.3 流速的選擇

實驗考察了不同流速（0.40 mL/min、0.60 mL/min、0.80 mL/min、1.00 mL/min、1.20 mL/min）對衍生產(chǎn)物分離的影響。隨著流速的增加，保留時間縮短，峰形較好。綜合考慮分析時間、分離效率等因素，確定流速為1.00 mL/min。

3.1.4 柱溫的選擇

在其他色譜條件不變的情況下，實驗考察了不同柱溫（20～30 ℃）對衍生產(chǎn)物分離的影響。結(jié)果表明，隨著溫度的升高，甲醛衍生物色譜峰的保留時間縮短，峰面積增加，但出現(xiàn)峰展寬。綜合考慮分析時間、分離效率等因素，確定柱溫為25 ℃。

3.2 衍生條件的優(yōu)化

3.2.1 衍生劑的選擇

目前，用于甲醛檢測的常用紫外衍生劑主要有2，4-二硝基苯肼（DNPH），近年也有報道使用乙酰乙酸乙酯作為紫外衍生劑的。但DNPH衍生反應(yīng)的專一性差，幾乎可與所有的醛和酮發(fā)生反應(yīng)，衍生產(chǎn)物復(fù)雜，干擾多，且衍生需要強(qiáng)酸性環(huán)境。

3.2.2 乙酸銨緩沖液pH值的選擇

乙酸銨的加入，一方面是與甲醛和乙酰乙酸甲酯反應(yīng)，另一方面是調(diào)節(jié)反應(yīng)的pH值。固定甲醛和衍生劑濃度，考察不同pH值（4.5，5.0，5.5，6.0，6.5）對峰形和峰面積的影響。結(jié)果表明，峰形始終良好，當(dāng)pH=6.0時，峰面積最大，因此選定pH=6.0.

3.2.3 衍生溫度的選擇

固定甲醛濃度，考察不同溫度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃）對衍生反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，50 ℃和60 ℃下生成的衍生產(chǎn)物，于室溫下放置數(shù)小時后，會出現(xiàn)白色沉淀；而70 ℃條件下，反應(yīng)完全且生成的衍生產(chǎn)物能夠在室溫穩(wěn)定較長時間，并無白色沉淀出現(xiàn)，因此選擇70 ℃作為反應(yīng)溫度。

3.2.4 衍生時間的確定

固定反應(yīng)溫度為70 ℃，分別試驗衍生時間為5 min、10 min、15 min時對衍生產(chǎn)物峰面積的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在10 min后，反應(yīng)完全，因此確定衍生時間為10 min。

3.2.5 衍生劑濃度的選擇

固定甲醛濃度100 μg/mL、反應(yīng)溫度70 ℃、反應(yīng)時間10 min、衍生劑體積1.25 mL的條件下，分別試驗不同濃度的乙酰乙酸甲酯對峰面積的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在0.050～0.200 mol/L范圍內(nèi)，0.075 mol/L可產(chǎn)生最大峰面積，但在0.150～0.200 mol/L內(nèi)，峰面積趨于恒定，因此，衍生劑濃度選擇0.200 mol/L。

3.2.6 衍生產(chǎn)物穩(wěn)定性

將衍生產(chǎn)物置于4 ℃冰箱中冷藏，實驗考察不同時間（0 h、24 h、48 h、72 h）后衍生物峰面積的變化。結(jié)果表明，隨著時間的增加，峰面積基本沒有變化。說明，衍生產(chǎn)物在4 ℃下至少可以穩(wěn)定72 h。

3.3 采樣效率

將2支各裝有5.00 mL吸收液的多孔玻板吸收管串聯(lián)后，以0.50 L/min的速度采氣20 min，記錄采樣現(xiàn)場的氣溫和氣壓。將吸收管中的吸收液分別移入至不同比色管中，分別按本法進(jìn)行衍生和測定前后管中的甲醛含量，并計算采樣效率。由表1可見，本法采樣效率為92.1%～93.2%，因此，單管采樣效率滿足室內(nèi)空氣的采樣要求。

3.4 方法性能指標(biāo)

3.4.1 線性范圍和檢出限

以保留時間定性，峰面積定量，甲醛在0.05～2.50 μg/mL范圍內(nèi)線性良好。經(jīng)線性回歸，得回歸方程為Y=5.107 9X+0.348 6，相關(guān)系數(shù)為r=0.999 6，方法檢出限（S/N=3）為0.009 μg/mL，定量限（S/N=10）為0.015 mg/m3。

3.4.2 精密度

將同一地點采得的6份樣品同時進(jìn)行測定，以測定的甲醛濃度的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）考察方法的精密度。測得方法的RSD為1.07%.

3.4.3 加標(biāo)回收率

于實際樣品中加入不同濃度的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本法進(jìn)行衍生測定，方法回收率結(jié)果見表2.由表2可知，本法樣品加標(biāo)回收率范圍為89.2%～114%.

3.5 方法應(yīng)用

應(yīng)用本法對實驗室5個房間共30個空氣樣品中的甲醛進(jìn)行了測定，結(jié)果見表3.

由表3可知，在所檢測的5個房間共30個空氣樣品中，5號房間空氣中的甲醛濃度均超過國家室內(nèi)空氣甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

綜上所述，如果室內(nèi)空氣環(huán)境中甲醛含量超標(biāo)，必會對人們的身體健康造成極為嚴(yán)重的危害，因此，我們需要對室內(nèi)空氣中甲醛的含量進(jìn)行測定。本文對高效液相色譜法測定室內(nèi)環(huán)境空氣中的甲醛含量作了詳細(xì)的探討，認(rèn)為高效液相色譜法測定甲醛含量有著極大的優(yōu)點，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]盧翠英，周權(quán)，林在生，等.高效液相色譜法測定空氣中甲醛[J].海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2014（04）.

[2]姜姍姍，姜娟娟，張軍，等.高效液相色譜法測定環(huán)境空氣中甲醛含量質(zhì)量控制[J].山東化工，2014（11）.

〔編輯：劉曉芳〕