分光光度法測甲醛影響因素分析

韓 君

（上海利元環(huán)保檢測技術(shù)有限公司 上海 201114）

1 引言

甲醛是一種揮發(fā)性有機化合物,已被世界衛(wèi)生組織列為可以致癌和致畸物質(zhì)。主要危害表現(xiàn)為對皮膚粘膜的刺激作用,甲醛在室內(nèi)達到一定濃度時，人就有不適感。大于0.08mg/m3的甲醛濃度可引起眼紅、眼癢、咽喉不適或疼痛、聲音嘶啞、噴嚏、胸悶、氣喘、皮炎等。長期、低濃度接觸甲醛會引起頭痛、頭暈、乏力、感覺障礙、免疫力降低，并可出現(xiàn)瞌睡、記憶力減退或神經(jīng)衰弱、精神抑郁；慢性中毒對呼吸系統(tǒng)的危害也是巨大的，長期接觸甲醛可引發(fā)呼吸功能障礙和肝中毒性病變，表現(xiàn)為肝細胞損傷、肝輻射能異常等。有關(guān)資料表明：室內(nèi)空氣污染比室外高5～10倍，室內(nèi)空氣污染物多達500多種。室內(nèi)空氣污染已成為多種疾病的誘因，而甲醛則是造成室內(nèi)空氣污染的一個主要方面[1]。

酚試劑分光光度法測定甲醛的檢測標(biāo)準(zhǔn)通常在酚試劑存放溫度和保存時間、顯色溫度等問題上沒有明確的規(guī)定，導(dǎo)致實際的操作過程中存在較大的差異，影響最終數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

針對以上問題，本文對酚試劑分光光度法測定甲醛的影響因素進行探討，比較了酚試劑的存放溫度和保存時間、顯色溫度等因素對實驗結(jié)果的影響，相關(guān)實驗內(nèi)容以及結(jié)果可供有關(guān)實驗室做室內(nèi)空氣甲醛檢測時參考，以便更好的開展檢測工作。

2 關(guān)鍵因素分析

實驗過程中甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，酚試劑稀釋標(biāo)準(zhǔn)樣品與純水稀釋標(biāo)準(zhǔn)樣品存在較大差異；酚試劑的存放條件、顯色溫度影響反應(yīng)過程中生成嗪含量的多少，從而影響最終甲醛含量的測定結(jié)果。

3 實驗室比對

3.1 實驗儀器和試劑

UV-7504型紫外-可見分光光度計、10ml比色管。

吸收原液（1g/L）：稱量0.10g酚試劑HCl，簡稱MBTH]，加水至100ml。放冰箱中保存，可穩(wěn)定3天。

吸收液：量取5ml吸收原液，加95ml水，即為吸收液，臨用前配制。

硫酸鐵銨溶液{ρ[NH4Fe(SO4)2·10H2O]=10g/L}：稱量 1.0g 硫酸鐵銨，用0.1mol/L鹽酸溶解，并稀釋至100ml。

實驗中用水均為超純水（電阻率≥18.25MΩ·cm），試劑純度為分析純。

3.2 實驗原理

酚試劑分光光度法測定空氣中甲醛的原理是甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物，濃度與顏色深淺符合朗伯-比爾定律，比色定量[2]。

4 實驗結(jié)果與討論

本文針對酚試劑配制后的存放時間及溫度、標(biāo)準(zhǔn)溶液使用是否使用酚試劑配制，顯色時間、顯色溫度等因素對甲醛測定結(jié)果展開討論。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制：取10ml具塞比色管，按表1制備甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列。

表1 甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列

由上述標(biāo)準(zhǔn)系列得到工作曲線回歸方程為：y=0.2045x-0.0027。r2=0.9997

甲醛標(biāo)準(zhǔn)使用液[ρ=1ug/ml]：使用市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用甲醛吸收液稀釋而成。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為：GSB 07-3141-2014

4.1 是否使用酚試劑稀釋標(biāo)準(zhǔn)樣品對測定結(jié)果的影響

預(yù)先配制A、B兩組標(biāo)準(zhǔn)樣品[3]（濃度為0.561±0.033mg/l，批號：204529），其中A組使用酚試劑稀釋，B組使用超純水稀釋，取2ml標(biāo)準(zhǔn)溶液測定，測定結(jié)果如下表：

由表2可知，使用吸收液配制的標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果準(zhǔn)確，而使用純水配制的標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果偏小，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書上標(biāo)明稀釋液為純水并不適用于本法，標(biāo)準(zhǔn)樣品的配制過程應(yīng)與工作曲線的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法保持一致，否則會導(dǎo)致結(jié)果偏低，因此在實際實驗過程中應(yīng)根據(jù)選用的標(biāo)準(zhǔn)方法選取適用的溶劑。

表2 酚試劑稀釋標(biāo)準(zhǔn)樣品測定

4.2 酚試劑存放條件對測定結(jié)果的影響

配制A、B兩組酚試劑吸收原液，將兩組吸收原液存放于不同環(huán)境條件下，其中A組吸收原液于冰箱中保存（4℃），B組吸收原液于室溫下保存（20℃），分別存放12小時、24小時、48小時、72小時、96小時后稀釋相同的標(biāo)準(zhǔn)樣品（標(biāo)準(zhǔn)樣品值為：0.561±0.033mg/l，批號：204529）并測定，測定結(jié)果如圖 1：

圖1 酚試劑不同存放條件的測定結(jié)果圖

由上圖可知，兩種保存方式隨著時間的推移，測定結(jié)果均呈下降趨勢，且室溫保存的酚試劑下降趨勢明顯快于冰箱中保存的酚試劑。在冰箱中保存的酚試劑隨時間推移甲醛的測定結(jié)果變小，但是在放置72小時后測定值依然在標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度范圍內(nèi)，96小時后酚試劑失效，標(biāo)準(zhǔn)樣品測定結(jié)果不在范圍；而室溫保存的酚試劑僅在放置24小時后測定值在范圍內(nèi)，48小時后測定甲醛標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果就偏小了，表明酚試劑已經(jīng)失效。因此，酚試劑原液必須冷藏保存，并且存放時間越短對測定結(jié)果影響越小，如果條件允許，最好現(xiàn)配現(xiàn)用。此外，酚試劑存放時間變長后會從原來的白色懸濁液變?yōu)槊黠@的黃色懸濁液，室溫下保存的酚試劑變色更快，因此在實際實驗過程中實驗員也可根據(jù)酚試劑是否變黃這一表觀現(xiàn)象判斷其是否失效。

4.3 顯色溫度對測定結(jié)果的影響

取含量分別為0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，保證其他條件相同的情況下，分別在 5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的溫度下顯色，顯色結(jié)果如圖2：

圖2 不同顯色溫度的測定結(jié)果圖

由上圖可知，溫度對顯色結(jié)果有較為顯著的影響，且甲醛的濃度越大，顯色溫度對結(jié)果的影響越大，當(dāng)溫度為5℃時，0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度分別為25℃時的37.5%、26.5%和20.3%；低濃度的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液在溫度高于15℃之后，吸光度就趨于穩(wěn)定了，而高濃度的甲醛溶液則在溫度達到20℃之后才趨于穩(wěn)定，由此可見，甲醛溶液的濃度越高，對環(huán)境溫度的要求也相對較高，為保證結(jié)果的可靠性，在進行本實驗時環(huán)境溫度應(yīng)確保不低于20℃。

4.4 顯色時間對測定結(jié)果的影響

取含量為0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，保持其他條件相同，將顯色時間分別控制為10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘、60分鐘后讀取吸光度，結(jié)果如圖3：

圖3 不同顯色時間的測定結(jié)果圖

由圖3可知，本實驗中顯色時間對測定結(jié)果基本無影響，低濃度和高濃度的甲醛溶液在顯色時間為10分鐘至1小時內(nèi)吸光度均無太大變化，因此在實際實驗過程中如果由于樣品量較大，無法在顯色15分鐘后快速完成比色，在顯色后1小時內(nèi)的結(jié)果均可參考使用。

結(jié)語

（1）通過酚試劑的存放條件、標(biāo)準(zhǔn)溶液是否使用酚試劑稀釋、顯色時間、顯色溫度等方面對甲醛測定結(jié)果的影響展開討論，實驗結(jié)果表明，酚試劑和顯色溫度對測定結(jié)果有影響，顯色時間對測定結(jié)果無影響。其中酚試劑作為甲醛的吸收液直接與甲醛反應(yīng)生成嗪，再被高鐵離子氧化生成藍綠色化合物，此過程中再無其它試劑參與反應(yīng)，操作簡便快捷，而酚試劑較不穩(wěn)定易失效。

（2）通過本實驗，可知酚試劑的保存條件和存放時間對測定結(jié)果至關(guān)重要，配制好的酚試劑吸收原液僅可以在低溫環(huán)境下短時間保存，可根據(jù)溶液是否變黃判斷其失效與否，且配制標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時應(yīng)與工作溶液配制方法保持一致，均用吸收液配制，不應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書推薦的純水作為溶劑，否則測定結(jié)果將偏小。溫度較低時顯色不完全，甲醛濃度越高溫度對其測定結(jié)果影響越大，進行實驗時應(yīng)確保環(huán)境溫度不低于20℃才能保證顯色結(jié)果的可靠性。

（3）通過數(shù)據(jù)的分析，論證了以上關(guān)鍵技術(shù)因素。于2017年7月份正式在實驗室使用，取得了較好的檢測結(jié)果，獲得客戶的好評。

[1]GB50325-2001,民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范.

[2]GB/T18204.2-2014公共場所衛(wèi)生檢驗方法第二部分：化學(xué)污染物.

[3]國家環(huán)境保護總局，空氣和廢氣監(jiān)測分析方法編委會編，空氣和廢氣檢測分析方法（第四版增補版），中國環(huán)境出版社，北京.