檢測室內(nèi)空氣中甲醛濃度的方法

王秀芬，姚鑫祥，沈 軍

（1.浙江甬信檢測技術(shù)有限公司，浙江 寧波 315000；2.寧波市生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，浙江 寧波 315000）

引言

室內(nèi)空氣中的甲醛主要來源于各類裝修與建筑材料?，F(xiàn)階段我國硬裝工程中的人造板材大多需要利用各種類型的有機(jī)粘合劑進(jìn)行粘連，而這一類有機(jī)粘合劑往往會采用以甲醛為主的化工原料，其在保障人造板材黏合性的同時(shí)，也會對室內(nèi)空氣造成一定負(fù)面影響[1]。人類長期生活在甲醛濃度超標(biāo)的空間內(nèi)，極有可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及各類器官的受損，甚至導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。為提升民用建筑的宜居性，同時(shí)也為保障我國居民的生命健康，需要結(jié)合有效的甲醛濃度檢測技術(shù)精準(zhǔn)測量室內(nèi)空氣中甲醛濃度后結(jié)合必要的措施去除甲醛污染[2]。

1 常見室內(nèi)空間甲醛濃度檢測技術(shù)

1.1 甲醛自檢盒

甲醛自檢盒適用于非專業(yè)人員對室內(nèi)空間的甲醛進(jìn)行檢測，能夠?qū)χ付ōh(huán)境中的甲醛污染程度進(jìn)行較為粗淺的判斷。該產(chǎn)品具備易于采購、價(jià)格便宜、操作簡單、可自測除甲醛產(chǎn)品效果等方面的優(yōu)勢，是常見于業(yè)主甲醛自檢活動的主要產(chǎn)品[3]。但甲醛自測盒并不在國家室內(nèi)空氣檢測標(biāo)準(zhǔn)范疇之內(nèi)，其檢測質(zhì)量會受室內(nèi)溫度、濕度、空氣流速甚至檢測時(shí)間等諸多因素的影響，檢測質(zhì)量不具備專業(yè)性與可參考性。

1.2 C5H8O2分光光度法

試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)正常的情況下，乙酞丙酮銨鹽會與空氣中的甲醛發(fā)生反應(yīng)，并生成一種黃色的化學(xué)物質(zhì)，檢測效果較為直觀且經(jīng)濟(jì)成本較低。并且采用C5H8O2分光光度法的最終檢測結(jié)果并不會受空氣中乙醇的干擾，具有較高的重復(fù)性以及可選擇性，能夠在較長的試驗(yàn)時(shí)間中保持穩(wěn)定狀態(tài)[4]。

1.3 MBTH分光光度法

應(yīng)用MBTH分光光度法檢測甲醛的過程中，室內(nèi)空氣中的甲醛會與MBTH試劑發(fā)生反應(yīng)形成物質(zhì)“嗪”，并且在酸性溶液的狀態(tài)下，嗪會經(jīng)過氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N藍(lán)綠色化合物[5]。該方法同樣具備經(jīng)濟(jì)成本適宜、檢測效果好等優(yōu)勢。除上述三種方法外，常用的甲醛檢測法還有AHMT分光光度法、儀器分析法以及化學(xué)傳感器法等。綜合考慮下，選擇平均檢測效果更佳、綜合效益更高的C5H8O2分光光度法以及MBTH分光光度法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，以探尋最適宜室內(nèi)甲醛檢測的技術(shù)方案[6]。

2 兩種甲醛濃度檢測方法對比實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)對象與采樣方法

本次實(shí)驗(yàn)選擇5戶裝修時(shí)間在1～3個(gè)月范圍內(nèi)的民用建筑居室，其中有3戶屬于新建小區(qū)的初次裝修住宅，并且5戶住宅居室的總空間面積與朝向基本一致，但戶型布局略有不同。5戶住宅居室的墻面均采用涂料粉刷、地面均為木質(zhì)地板、家具材料大部分為刨花板與密度板[7]。

在保持住宅室內(nèi)空間門窗緊閉的情況下，結(jié)合后續(xù)實(shí)驗(yàn)需求利用大型氣泡吸收管進(jìn)行空氣樣本采樣，過程中同步記錄大氣壓、溫度、濕度等基本參數(shù)，氣體采集完成后依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求做好樣品保護(hù)工作，并將相關(guān)樣品帶回到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步研究。實(shí)驗(yàn)過程中所采用的各類試劑以及采樣器、吸收管、比色管等儀器均依照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制備[8]。

2.2 采樣回收率對比分析

本實(shí)驗(yàn)中涉及的樣本較多，為方便后續(xù)分析，將C5H8O2分光光度法對應(yīng)樣品標(biāo)記為“a”，則其所對應(yīng)樣品記作xa；反之，將MBTH分光光度法對應(yīng)樣品標(biāo)記為“b”，對應(yīng)樣品則記作xb。

2.2.1 C5H8O2分光光度法

（1）取5只內(nèi)裝4 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度為5.0 μg/mL）以及16 mL蒸餾水的大型氣泡吸收管，以流量為0.5 L/min的標(biāo)準(zhǔn)分別在5戶住宅室內(nèi)空間采集氣體20 min，標(biāo)記為～；

（2）另外采用內(nèi)裝20 mL蒸餾水的大型氣泡吸收管以同樣的氣體采集標(biāo)準(zhǔn)制備樣品，標(biāo)記為～，樣品氣體采集完成后立即將吸收管中的液體轉(zhuǎn)移至25 mL的比色管中，而后利用膠頭滴管注蒸餾水定容至25 mL刻度線；

（3）另取2只同等規(guī)格的比色管，注入1 mL甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度為0.8 μg/mL）后定容至10 mL刻度線，分別標(biāo)記為～。

（4）分別向上述9只樣本中置入2 mL的C5H8O2溶液，并迅速置于沸水中進(jìn)行3 min的顯色后取出靜置冷卻。設(shè)定413 nm的波長標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用10 mm的比色皿在該標(biāo)準(zhǔn)中以水為參照物分別測定上述9只樣本的吸光度。最終結(jié)果如表1所示。

表1 2種檢測方法采集數(shù)據(jù)對比

2.2.2 MBTH分光光度法

（1）取5只內(nèi)裝1 mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度為1.0 μg/mL）以及4 mL吸收液的大型氣泡吸收管，以流量為0.5 L/min的標(biāo)準(zhǔn)分別在5戶住宅室內(nèi)空間采集氣體20 min，標(biāo)記為～；

（2）另外采用內(nèi)裝5 mL吸收液的大型氣泡吸收管以同樣的氣體采集標(biāo)準(zhǔn)制備樣品，標(biāo)記為～，樣品氣體采集完成后立即將吸收管中的液體轉(zhuǎn)移至10 mL的比色管中，而后利用膠頭滴管注水定容至5 mL刻度線；

（3）另取2只同等規(guī)格的比色管，注入1 mL甲醇標(biāo)準(zhǔn)使用液后定容至5 mL刻度線，分別標(biāo)記為～；

（4）靜置30 min后分別在9只樣本中注入4 mL的NH4Fe（SO4）2，并立即將試樣置入35～40 ℃的溫水中進(jìn)行10的顯色后取出冷卻設(shè)定630 nm的波長標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用10 mm的比色皿在該標(biāo)準(zhǔn)中以水為參照物分別測定上述9只樣本的吸光度。最終結(jié)果如表1所示。

2.3 方法檢出限與測定范圍

2.3.1 方法檢出限

表2 校準(zhǔn)曲線濃度水平、斜率和線性相關(guān)系數(shù)

2.3.2 測定下限

C5H8O2分光光度法的靈敏度為46.96 μg/吸光度，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中并未對本法的靈敏值做出統(tǒng)一規(guī)定，因此參考《水質(zhì)甲醛的測定》中給出的參考值進(jìn)行折算對比后，得出該數(shù)值與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值較為相近；MBTH分光光度法的靈敏度為2.8 μg/吸光度，該數(shù)值與相關(guān)參考值相同，因此可知本實(shí)驗(yàn)中兩種檢測技術(shù)對室內(nèi)空氣中甲醛濃度的檢測靈敏度是比較可靠的[10]。參考《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)修訂和技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 601-2011）中有關(guān)檢出限與測定下限的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表3所示：

表3 方法檢出限和測定下限

2.3.3 測定上限

依照GB/T 18204.26以及GB/T 15516所推薦檢測方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍0～2.0 μg與0～35 μg驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)兩種甲醛濃度檢測方法的使用價(jià)值，得出本實(shí)驗(yàn)兩種方法在符合質(zhì)量控制要求（r>0.999）的情況下校準(zhǔn)曲線分別為0～2.5 μg以及0～40 μg，由此可知兩種方法皆表現(xiàn)出了檢出即超標(biāo)的情況。

2.3.4 方法精準(zhǔn)度

依照《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》所提出的甲醛小時(shí)均定濃度限度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。即設(shè)定實(shí)驗(yàn)濃度限為0.1 mg/m3，將該數(shù)值和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大采樣空間體積相乘后計(jì)算出本次實(shí)驗(yàn)中不同樣品溶液中含有的甲醛濃度。在此之后，再從前置實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中所制備的甲醛質(zhì)控樣品中抽取與本次計(jì)算結(jié)果體積相匹配的5個(gè)樣品進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，其結(jié)果如表4所示。

表4 測定值比對

結(jié)合表4數(shù)據(jù)可知，結(jié)合C5H8O2分光光度法所獲得的樣品測定值基本都在質(zhì)控樣品參考值的范圍以內(nèi)，而MBTH分光光度法所得出的測定值則全部超出質(zhì)控樣品參考值的范圍。

3 結(jié)語

基于上述實(shí)驗(yàn)對C5H8O2分光光度法與MBTH分光光度法進(jìn)行比較，可知其兩者在樣品采集回收率方面皆表現(xiàn)良好。相較而言，MBTH分光光度法具有更高的靈敏度（2.8 μg/吸光度），且該方法的檢出限較低（0.003 mg/m3），因此可將該方法作為測定民用建筑室內(nèi)空氣中甲醛濃度具體值的首選方法。在已知室內(nèi)甲醛濃度較高或是超標(biāo)的情況下可利用C5H8O2分光光度法作為濃度具體值檢測備選方案。但MBTH分光光度法較為依賴試劑用量、顯色條件、實(shí)際穩(wěn)定性等試驗(yàn)因素，因此為保障室內(nèi)甲醛濃度測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要在運(yùn)用該方法的過程中，對各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，避免因人為失誤而引發(fā)的檢測失效問題。