水性涂料中甲醛污染的測(cè)定方法分析

魏中玲

關(guān)鍵詞：水性涂料；甲醛污染；測(cè)定方法

隨著人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境安全和健康問(wèn)題的關(guān)注度日益提升，水性涂料因其環(huán)保、低揮發(fā)性等優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越多的青睞。然而，水性涂料中仍可能存在有害物質(zhì)，如甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物，這些有害物質(zhì)的釋放可能會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量造成影響，對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在的危害。因此，研究水性涂料中甲醛污染的測(cè)定方法具有重要現(xiàn)實(shí)意義[1]。本研究將介紹水性涂料中甲醛污染的測(cè)定方法，為水性涂料的生產(chǎn)和使用提供參考以及技術(shù)支持。

1 常見(jiàn)測(cè)定方法

1.1 高效液相色譜法（HPLC）

高效液相色譜法是一種在液相中分離、檢測(cè)化合物的方法，通常需要經(jīng)過(guò)以下步驟：首先，制備樣品。將水性涂料樣品通過(guò)萃取、溶解等方法制成可檢測(cè)的樣品溶液。其次，選擇柱填料。選擇適當(dāng)?shù)墓滔嘀盍嫌糜诩兹┑姆蛛x和純化。再次，樣品進(jìn)樣。將制備好的樣品溶液通過(guò)進(jìn)樣口放入高效液相色譜儀進(jìn)行分離檢測(cè)。最后，分析檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和檢測(cè)結(jié)果計(jì)算樣品中甲醛的濃度。

高效液相色譜法是一種常用的甲醛測(cè)定方法。該方法通過(guò)將涂料樣品在一定條件下與試劑反應(yīng)，得到可檢測(cè)的產(chǎn)物，然后利用高效液相色譜對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離和檢測(cè)，具有分離效果好、檢測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，但是測(cè)試前處理工作煩瑣，而且有些試劑與其他化合物也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

1.2 氣相色譜法（GC）

氣相色譜法是一種在氣相中分離、檢測(cè)化合物的方法，通常需要經(jīng)過(guò)以下步驟：第一，制備樣品。將水性涂料樣品通過(guò)萃取、溶解等方法制成可檢測(cè)的樣品溶液。第二，進(jìn)樣。將制備好的樣品溶液通過(guò)氣相色譜進(jìn)樣器放入氣相色譜儀。第三，分離。樣品在氣相色譜儀內(nèi)被分離成不同組分并進(jìn)入檢測(cè)器。第四，分析檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和檢測(cè)結(jié)果計(jì)算樣品中甲醛的濃度。

氣相色譜法是一種高精度的甲醛測(cè)定方法。該方法利用氣相色譜技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行分離和檢測(cè)，具有檢測(cè)靈敏度高、準(zhǔn)確性好的優(yōu)點(diǎn)。但是，氣相色譜法需要對(duì)樣品進(jìn)行提取和濃縮，操作過(guò)程復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員操作，且該方法不適用于含有水的樣品[2]。

1.3 紅外光譜法（FTIR）

紅外光譜法是一種通過(guò)樣品吸收紅外輻射的方式來(lái)分析樣品的方法，通常需要經(jīng)過(guò)以下步驟：第一，制備樣品。將水性涂料樣品通過(guò)萃取、溶解等方法制成可檢測(cè)的樣品溶液。第二，進(jìn)樣。將制備好的樣品溶液通過(guò)紅外光譜進(jìn)樣器放入光譜儀。第三，掃描。光譜儀會(huì)掃描一系列波長(zhǎng)，樣品在不同波長(zhǎng)下吸收的紅外輻射信號(hào)會(huì)被記錄下來(lái)。第四，分析檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)吸收峰的強(qiáng)度和位置、標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)、檢測(cè)結(jié)果計(jì)算樣品中甲醛的濃度。

紅外光譜法是一種常用的甲醛檢測(cè)方法，通過(guò)檢測(cè)甲醛的特征吸收峰對(duì)甲醛進(jìn)行定性和定量分析。該方法具有快速、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，適用于大量樣品的快速分析。但是，紅外光譜法對(duì)樣品的要求比較高，對(duì)樣品的形態(tài)、含量等因素都有影響，需要進(jìn)行嚴(yán)格的樣品處理和校準(zhǔn)操作。

1.4 注意要點(diǎn)

以上3種方法在樣品制備、進(jìn)樣、分離和檢測(cè)等方面都有各自的特點(diǎn)和要求，具體操作時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2 現(xiàn)代甲醛檢測(cè)方法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型水性涂料中甲醛檢測(cè)方法不斷得到更新與升級(jí)，從而發(fā)展出新的測(cè)定方法，如基于光學(xué)傳感器、電化學(xué)傳感器等技術(shù)的甲醛檢測(cè)方法以及利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)的自動(dòng)化和智能化甲醛檢測(cè)。這些新技術(shù)的應(yīng)用能極大地促進(jìn)甲醛檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

2.1 熒光光譜法

熒光光譜法具有選擇性高、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。但該方法對(duì)樣品的前處理要求較高，同時(shí)需要一定的儀器設(shè)備支持。在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，首先要制備樣品。取出一定量的待測(cè)水性涂料樣品，加入適量熒光探針（如乙酰丙酮）、緩沖液等制成溶液。其次要對(duì)制得的樣品進(jìn)行光譜測(cè)定。將制備好的樣品溶液置于熒光光譜儀中，根據(jù)探針的特定激發(fā)波長(zhǎng)進(jìn)行激發(fā)，測(cè)定熒光發(fā)射強(qiáng)度，計(jì)算甲醛濃度。

熒光光譜法適用于檢測(cè)有機(jī)物、生物分子等具有熒光性質(zhì)的物質(zhì)。在水性涂料中，由于甲醛不具有熒光性質(zhì)，熒光光譜法不能直接用于甲醛的測(cè)定，但可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將甲醛轉(zhuǎn)化為具有熒光性質(zhì)的物質(zhì)，如2，4-二硝基苯胺，再通過(guò)熒光光譜法對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。

2.2 電化學(xué)法

電化學(xué)法具有操作簡(jiǎn)便、選擇性高等優(yōu)點(diǎn)，但該方法的靈敏度較低。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，首先要制備樣品。取出一定量的待測(cè)水性涂料樣品，加入適量電解質(zhì)緩沖液制成溶液。其次要開(kāi)展電化學(xué)測(cè)定。將制備好的樣品溶液放入電化學(xué)池中，通入電流，使電極上的甲醛發(fā)生氧化還原反應(yīng)，測(cè)定電流變化量，計(jì)算甲醛濃度。電化學(xué)法適用于檢測(cè)具有電化學(xué)活性的物質(zhì)。在水性涂料中，甲醛可以通過(guò)電化學(xué)氧化還原反應(yīng)在電極上產(chǎn)生電流。因此，電化學(xué)法可以用于甲醛的測(cè)定。

2.3 光化學(xué)發(fā)光法

光化學(xué)發(fā)光法具有選擇性高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，該方法對(duì)樣品的前處理要求較高，同時(shí)需要一定的儀器設(shè)備支持。首先，取出一定量的待測(cè)水性涂料樣品，加入適量熒光探針（如二氧化氮）、緩沖液等，制成樣品溶液。其次，進(jìn)行發(fā)光測(cè)定[3]。將制備好的樣品溶液置于光化學(xué)發(fā)光儀中，根據(jù)探針的特定激發(fā)波長(zhǎng)進(jìn)行激發(fā)，測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度，計(jì)算甲醛濃度。光化學(xué)發(fā)光法適用于檢測(cè)具有光化學(xué)活性的物質(zhì)。在水性涂料中，甲醛可以通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。因此，光化學(xué)發(fā)光法可以用于甲醛的測(cè)定。

2.4 小結(jié)

總之，水性涂料中的甲醛污染是一項(xiàng)重要的環(huán)境和健康問(wèn)題，其測(cè)定方法的發(fā)展和完善對(duì)人們的生活和健康具有重要意義。本研究提出的現(xiàn)代化測(cè)定方法雖然還需要進(jìn)一步優(yōu)化和驗(yàn)證，但是具有很好的發(fā)展前景和較大的應(yīng)用價(jià)值。基于此，相信通過(guò)不斷探索和努力，一定會(huì)有更加準(zhǔn)確、快速、可靠的水性涂料甲醛污染測(cè)定方法得到開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，為保障人們的健康和環(huán)境安全貢獻(xiàn)力量。

3 新型測(cè)定方法

水性涂料是一種環(huán)保、健康的涂料類(lèi)型，由于其低揮發(fā)性和低污染性，越來(lái)越多的人選擇使用水性涂料。但在其生產(chǎn)過(guò)程中，仍然可能受到甲醛的污染。甲醛可能存在于許多日常用品和工業(yè)制品中，如膠水、油漆、紙張和家具等。長(zhǎng)期接觸甲醛可能導(dǎo)致多種健康問(wèn)題，包括呼吸道刺激、頭痛、惡心、嘔吐、皮膚過(guò)敏、肺癌等，從而降低工業(yè)制品、日常用品的環(huán)保性和健康性。為了確保水性涂料的質(zhì)量和安全性，需要對(duì)其中的甲醛污染進(jìn)行測(cè)定。高效液相色譜法、氣相色譜法和紅外光譜法是目前常用的水性涂料甲醛污染測(cè)定方法。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法。其中，高效液相色譜法是一種高效、精確的測(cè)定方法，但需要使用昂貴的儀器和試劑；氣相色譜法是一種常用的測(cè)定方法，但需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理，并且對(duì)有機(jī)溶劑的要求較高；紅外光譜法是一種簡(jiǎn)單、快速、無(wú)需前處理的測(cè)定方法，但靈敏度較低。在現(xiàn)代甲醛檢測(cè)方法中，光化學(xué)發(fā)光法、電化學(xué)法等均需要一定的科學(xué)儀器支持，對(duì)人員、設(shè)備的專(zhuān)業(yè)性要求較高，同時(shí)對(duì)樣品前處理提出了更高要求。

為了克服這些方法的局限性，研究人員提出了新的測(cè)定方法。這種方法基于反應(yīng)物對(duì)甲醛的選擇性反應(yīng)，具有簡(jiǎn)單、靈敏、快速、可靠的特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確地測(cè)定水性涂料中甲醛污染的程度，是一種非常有研究?jī)r(jià)值的測(cè)定方法。操作步驟如下：（1）將待測(cè)樣品與反應(yīng)物混合，在一定溫度和時(shí)間條件下反應(yīng)。（2）利用高效液相色譜或氣相色譜等技術(shù)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離和檢測(cè)，得到甲醛的濃度。（3）根據(jù)測(cè)得的甲醛濃度計(jì)算樣品中甲醛的濃度。

該方法操作步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，僅需將待測(cè)樣品與反應(yīng)物混合并進(jìn)行反應(yīng)，然后使用高效液相色譜或氣相色譜等技術(shù)進(jìn)行分離和檢測(cè)，得到甲醛的濃度。相比于其他方法，該方法的實(shí)驗(yàn)操作流程更為簡(jiǎn)單，且不需要進(jìn)行復(fù)雜的前處理，可大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間、減少實(shí)驗(yàn)成本[4]。

該方法主要包括以下3個(gè)特點(diǎn)：（1）操作步驟相對(duì)簡(jiǎn)單。（2）對(duì)水性涂料中甲醛污染的測(cè)定具有較高的靈敏度和快速性，可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成樣品的分析，因此可以大大提高實(shí)驗(yàn)的效率。同時(shí)，該方法可以對(duì)極微量的甲醛進(jìn)行檢測(cè)，在對(duì)甲醛含量有較高要求的實(shí)驗(yàn)中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。（3）該方法基于反應(yīng)物選擇性反應(yīng)，可以通過(guò)調(diào)整反應(yīng)物的種類(lèi)和濃度來(lái)適應(yīng)不同的水性涂料樣品，具有較廣泛的適用范圍。同時(shí)，該方法在分析過(guò)程中可以排除干擾因素的影響，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

綜上所述，基于反應(yīng)物選擇性反應(yīng)的方法具有較高的靈敏度、快速性和可靠性，可以有效地測(cè)定水性涂料中甲醛污染的程度，是一種非常有前途的測(cè)定方法。

4 結(jié)論與展望

就目前的市場(chǎng)形勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，水性涂料已經(jīng)成為建筑、家具等領(lǐng)域的主流涂料類(lèi)型，其環(huán)保、健康、安全等特性倍受關(guān)注。然而，水性涂料中可能存在甲醛等有害揮發(fā)性有機(jī)物，這些物質(zhì)可能會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。因此，對(duì)水性涂料中甲醛污染的測(cè)定成為一項(xiàng)重要的研究課題。

目前，對(duì)水性涂料中甲醛污染的測(cè)定方法主要包括高效液相色譜法、氣相色譜法、紅外光譜法、熒光光譜法、電化學(xué)法、光化學(xué)發(fā)光法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)且適用范圍不同。其中，高效液相色譜法和氣相色譜法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，但是需要昂貴的設(shè)備和較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平；紅外光譜法具有操作簡(jiǎn)便、樣品消耗少等優(yōu)點(diǎn)，但是靈敏度較低，不能準(zhǔn)確測(cè)定低濃度的甲醛污染。熒光光譜法、電化學(xué)法、光化學(xué)發(fā)光法等方法則可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，但是需要特殊的試劑和設(shè)備。

本研究還對(duì)熒光光譜法、電化學(xué)法和光化學(xué)發(fā)光法進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們都存在一定的局限性。熒光光譜法雖然對(duì)甲醛具有較高的靈敏度，但需要復(fù)雜的儀器設(shè)備和專(zhuān)業(yè)的操作技能，且可能受到樣品的干擾。電化學(xué)法可以快速測(cè)定甲醛的濃度，但需要合適的電極材料和反應(yīng)條件，且可能受到其他物質(zhì)的干擾。光化學(xué)發(fā)光法靈敏度高、可靠性好，但需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間和復(fù)雜的樣品預(yù)處理步驟，且樣品的光學(xué)性質(zhì)可能會(huì)影響測(cè)定結(jié)果。

為了克服這些局限性，研究人員提出了新的測(cè)定方法。這種方法基于反應(yīng)物對(duì)甲醛的選擇性反應(yīng)，具有簡(jiǎn)單、靈敏、快速、可靠的特點(diǎn)。該方法可以通過(guò)調(diào)整反應(yīng)物的種類(lèi)和濃度適應(yīng)不同的水性涂料樣品，具有較廣泛的適用范圍。操作步驟包括將待測(cè)樣品與反應(yīng)物混合，在一定溫度和時(shí)間條件下反應(yīng)；利用高效液相色譜或氣相色譜等技術(shù)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離和檢測(cè)，得到甲醛的濃度；根據(jù)測(cè)得的甲醛濃度計(jì)算樣品中甲醛的含量。

值得注意的是，雖然這種新的選擇性反應(yīng)測(cè)定方法具有多種優(yōu)點(diǎn)，但是仍然需要進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化，進(jìn)一步提高測(cè)定精度和穩(wěn)定性。例如需要確定反應(yīng)物的最佳配比和反應(yīng)條件，確保反應(yīng)的選擇性和靈敏度；還需要進(jìn)行更多樣品測(cè)試，驗(yàn)證該方法在不同樣品類(lèi)型和濃度下的適用性。

綜上所述，水性涂料中甲醛污染的測(cè)定是一個(gè)重要環(huán)境問(wèn)題。本研究綜合了現(xiàn)有的測(cè)定方法，并提出了一種新的選擇性反應(yīng)測(cè)定方法。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的方法。未來(lái)，還需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)這些方法，以更好地保護(hù)人們的健康、促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。