AHMT分光光度法測(cè)定室內(nèi)空氣中甲醛的試驗(yàn)條件優(yōu)化

梁亞麗， 阿麗莉， 馬 琳， 楊 珍， 孫銀生， 吳培源

（河南省核工業(yè)放射性核素檢測(cè)中心，鄭州 450044）

甲醛是室內(nèi)空氣的主要污染物之一，對(duì)人體健康的危害大. 于頤光［1］詳細(xì)闡述了對(duì)甲醛暴露的危害；鄔永利等［2］闡述了住宅室內(nèi)環(huán)境甲醛的危害及來(lái)源；梁雪松等［3］總結(jié)了甲醛致癌、導(dǎo)致白血病、導(dǎo)致過(guò)敏及其他毒性四個(gè)方面的危害；黃大展［4］總結(jié)分析了室內(nèi)空氣當(dāng)中的甲醛危害. 甲醛的毒性和危害受到社會(huì)各界的普遍關(guān)注［5-8］. 室內(nèi)環(huán)境中甲醛的檢測(cè)企業(yè)多，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢測(cè)水平參差不齊，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性直接關(guān)系到廣大人民的身體健康安全. 而多項(xiàng)研究顯示，甲醛檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與試驗(yàn)條件相關(guān)［9-12］，因此檢測(cè)甲醛的試驗(yàn)條件非常關(guān)鍵.

目前，室內(nèi)空氣甲醛檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法有酚試劑分光光度法和AHMT分光光度法［13］. 而《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50325—2020）規(guī)定，民用建筑室內(nèi)空氣甲醛檢測(cè)，當(dāng)結(jié)果發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，應(yīng)以《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法第2部分：化學(xué)污染物》（GB/T 18204.2.2）中AHMT分光光度法的測(cè)定結(jié)果為準(zhǔn)，正式將AHMT分光光度法修改為仲裁法，并規(guī)定測(cè)定采用國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995［14-15］. 該標(biāo)準(zhǔn)方法干擾小，但測(cè)定樣品重復(fù)性差. 基于此，本文對(duì)AHMT分光光度法測(cè)定空氣中甲醛濃度的試驗(yàn)條件進(jìn)行改進(jìn)研究，對(duì)吸收液穩(wěn)定性、顯色劑用量、顯色時(shí)間和顯色溫度等影響因素進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，并經(jīng)檢出限、精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.

1 試驗(yàn)原理

在堿性條件下，甲醛與4-氨基-3-聯(lián)氮-5-巰基-1，2，4-三氮雜茂（AHMT）縮合，經(jīng)高碘酸鉀氧化成紫紅色化合物（6-巰基-5-三氮雜茂），甲醛含量與顏色深淺成正比［14］.

2 試驗(yàn)儀器和試劑

儀器：V-1800PC型可見分光光度計(jì)，四氣路數(shù)顯恒流采樣儀.試劑：試驗(yàn)所用試劑規(guī)格及生產(chǎn)廠家見表1.

表1 試劑匯總表Tab.1 Summarg of reagents

3 試驗(yàn)方法

依據(jù)國(guó)標(biāo)方法GB/T 16129—1995中的分析步驟，對(duì)吸收液穩(wěn)定性、顯色劑用量、顯色時(shí)間和顯色溫度等進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，并通過(guò)檢出限、精密度、準(zhǔn)確度試驗(yàn)對(duì)方法進(jìn)行驗(yàn)證.

4 結(jié)果與討論

4.1 吸收液的穩(wěn)定性對(duì)甲醛測(cè)定的影響

吸收液是穩(wěn)定劑、抗干擾劑和吸附劑的組合，穩(wěn)定保存時(shí)間優(yōu)于酚試劑法的吸收液（冰箱保存3 d）［16-19］.為驗(yàn)證該特性，取相同的吸收液18份，分2組分別于冰箱低溫（4 ℃）和室溫下各保存9份，其他條件嚴(yán)格按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995 執(zhí)行，測(cè)定含1.0 μg 和3.0 μg 的甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作液，考察吸收液穩(wěn)定性，結(jié)果見圖1.吸收液在常溫和低溫條件下均能保存5 d，實(shí)驗(yàn)選擇吸收液現(xiàn)用現(xiàn)配.

4.2 顯色劑用量對(duì)甲醛測(cè)定的影響

1）KOH溶液

現(xiàn)配吸收液，用吸收液配制甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液. 取1.0 μg 和3.0 μg 的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入0.60、0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.40、1.60 mL的5 mol/L KOH溶液，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995執(zhí)行，測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖2. KOH 溶液用量在0.90 mL 時(shí)已反應(yīng)完全，1.20 mL 之后，吸光值有下降趨勢(shì). KOH 用量控制在0.90～1.20 mL為宜，基于經(jīng)濟(jì)環(huán)保原則，采用1.10 mL.

2）AHMT溶液

取1.0 μg和3.0 μg的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入0.60、0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.40、1.60 mL 的0.5%AHMT溶液，加1.10 mL 5 mol/L KOH溶液，吸收液現(xiàn)用現(xiàn)配，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995執(zhí)行，測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖3. AHMT溶液用量在0.8 mL時(shí)已基本反應(yīng)完全，1.10 mL 之后，吸光值有下降趨勢(shì). AHMT 用量控制在0.80～1.10 mL為宜，基于經(jīng)濟(jì)環(huán)保原則，采用0.90 mL.

3）高碘酸鉀溶液

取1.0 μg和3.0 μg的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入0.10、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.50、0.60 mL 的1.5%高碘酸鉀溶液，加1.10 mL 5 mol/L KOH溶液和0.9 mL AHMT溶液，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995 執(zhí)行，測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖4. 高碘酸鉀溶液用量在0.30 mL時(shí)已反應(yīng)完全，0.40 mL之后，吸光度增大. 因此，把高碘酸鉀溶液用量控制在0.30～0.40 mL為宜，基于經(jīng)濟(jì)環(huán)保原則，采用0.35 mL.

圖1 吸收液穩(wěn)定時(shí)間的選擇Fig.1 Selection of absorbent stabilization time

圖2 KOH 溶液用量的選擇Fig.2 Selection of the volume of potassium hydroxide solution

圖3 AHMT 溶液用量的選擇Fig.3 Selection of the volume of AHMT solution

4.3 顯色時(shí)間對(duì)甲醛測(cè)定的影響

配制含1.0 μg和3.0 μg的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，加1.10 mL 5 mol/L KOH 溶液、0.9 mL AHMT 溶液和0.35 mL1.5%高碘酸鉀溶液，分別顯色2、5、10、15、20、30、40、50、60 min，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995 執(zhí)行，測(cè)定溶液的吸光度，結(jié)果見圖5. 顯色5 min 后吸光度基本穩(wěn)定，在20 min之后，吸光度出現(xiàn)較大波動(dòng). 采用顯色5 min之后測(cè)定，20 min之內(nèi)測(cè)完.

圖4 高碘酸鉀溶液用量的選擇Fig.4 Selection of the volume of potassium periodate solution

圖5 顯色時(shí)間的選擇Fig.5 Selection of coloration time

校準(zhǔn)曲線是分光光度法測(cè)定的定量基礎(chǔ)，校準(zhǔn)曲線的斜率對(duì)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性有重要影響［20-21］. 按方法校準(zhǔn)曲線步驟，加1.10 mL 5 mol/L KOH溶液、0.9 mL AHMT溶液和0.35 mL 1.5%高碘酸鉀溶液，分別顯色2、5、10、15、20、30、40、50、60 min，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995 執(zhí)行，測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，考查斜率，結(jié)果見圖6. 隨著顯色時(shí)間增長(zhǎng)，斜率增大，顯色時(shí)間對(duì)校準(zhǔn)曲線斜率有較大影響. 顯色5～20 min對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)曲線的斜率為0.179 6～0.180 9，符合方法靈敏度要求（0.175±0.006）.

圖6 顯色時(shí)間對(duì)校準(zhǔn)曲線斜率的影響Fig.6 Effect of coloration time on the slope of calibration curve

4.4 顯色溫度對(duì)甲醛測(cè)定結(jié)果的影響

配制分別含1.0 μg和3.0 μg的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，加1.10 mL5 mol/L KOH溶液、0.9 mL AHMT溶液和0.35 mL 1.5%高碘酸鉀溶液，分別在15、20、25、30、35 ℃條件下恒溫顯色5 min，20 min 之內(nèi)測(cè)完，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995執(zhí)行，測(cè)定其吸光度，結(jié)果見圖7.20 ℃以下，溫度越低，甲醛顯色越不完全，導(dǎo)致吸光度偏低，斜率偏小；30 ℃以上，由于甲醛的易揮發(fā)性，溫度越高，吸光度下降. 但在20～30 ℃范圍內(nèi)，吸光度值穩(wěn)定. 因此，顯色溫度以20～30 ℃為宜.

按校準(zhǔn)曲線步驟：加1.10 mL 5 mol/L KOH 溶液、0.9 mL AHMT 溶液和0.35 mL 1.5%高碘酸鉀溶液，分別在15、20、25、30、35 ℃的恒溫水浴環(huán)境中顯色5 min，其他條件按國(guó)標(biāo)GB/T 16129—1995執(zhí)行，測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見圖8. 溫度升高，校準(zhǔn)曲線斜率增大，在20～30 ℃之間，斜率在0.177 0～0.181 0之間，符合方法靈敏度要求.

圖7 顯色溫度的選擇Fig.7 Selection of coloration temperature

圖8 顯色溫度對(duì)校準(zhǔn)曲線斜率的影響Fig.8 Effect of coloration temperature on the slope of calibration curve

4.5 檢出限

按照本文實(shí)驗(yàn)方法條件建立校準(zhǔn)曲線，測(cè)定11個(gè)試劑空白樣品，并計(jì)算檢出限和測(cè)定下限，結(jié)果見表2.檢出限為0.050 μg.

表2 方法檢出限Tab.2 Detection limits of the method

4.6 精密度

選取質(zhì)量濃度為0.5、1.0、1.5 μg/mL低、中、高3個(gè)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液，分別準(zhǔn)確移取2 mL于7個(gè)比色管中，按本文確定方法條件，分別進(jìn)行平行測(cè)定，計(jì)算方法的精密度，結(jié)果見表3. RSD小于2%.

4.7 準(zhǔn)確度

選擇低、中、高3個(gè)濃度水平的實(shí)際樣品分別平行三組，進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，結(jié)果見表4. 方法加標(biāo)回收率為97.44%～100.60%.

表3 方法精密度Tab.3 Precision tests of the method

表4 方法準(zhǔn)確度Tab.4 Accuracy tests of the method

5 結(jié)論與建議

室內(nèi)空氣中甲醛測(cè)定的準(zhǔn)確度至關(guān)重要. 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后，測(cè)甲醛的靈敏度較高，吸收液可穩(wěn)定5 d，樣品容易保存；校準(zhǔn)曲線斜率受試劑純度、顯色劑用量、顯色溫度和顯色時(shí)間影響大，試驗(yàn)過(guò)程兩次振搖（第一次輕搖2～3下，第二次充分搖勻）力度和一致性會(huì)影響顯色，進(jìn)而影響校準(zhǔn)曲線的斜率. 由于GB/T 16129—1995標(biāo)準(zhǔn)較老，試驗(yàn)條件及要求比較寬泛，本文在此基礎(chǔ)上同做吸收液穩(wěn)定性試驗(yàn)，顯色劑KOH溶液試驗(yàn)，AHMT溶液和高碘酸鉀溶液的用量試驗(yàn)，顯色時(shí)間及其對(duì)校準(zhǔn)曲線斜率影響試驗(yàn)，顯色溫度及其對(duì)校準(zhǔn)曲線斜率影響試驗(yàn)，優(yōu)化了方法條件，并進(jìn)行方法驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果靈敏度高，檢出限低至0.050 μg，RSD小于2%，加標(biāo)回收率（97.44%～100.60%）合格，優(yōu)于原標(biāo)準(zhǔn)方法，為業(yè)內(nèi)相關(guān)從業(yè)機(jī)構(gòu)和人員提供基礎(chǔ)參考. 建議依據(jù)本文結(jié)論對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行相應(yīng)細(xì)化，利于實(shí)際操作.