基于GB 50325—2020室內(nèi)空氣甲醛檢測方法辨析

張 嵩,趙雪君,謝英美

(昆明冶金高等?？茖W(xué)校建筑工程學(xué)院，云南 昆明 650033)

0 引 言

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325—2001)自2002年1月實施,2010年修訂《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB 50325—2010)[1]并實施。2020年8月1日，新版《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50325—2020)[2]正式實施，由原來的“規(guī)范”調(diào)整為“標(biāo)準(zhǔn)”。在過去的20年間，為提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)公眾身心健康、促進(jìn)綠色環(huán)保建材產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面都起到了積極的促進(jìn)和指導(dǎo)作用。

新標(biāo)準(zhǔn)中甲醛濃度測定方法均由此前的酚試劑分光光度法改為GB/T18204.2—2014中的第一法(仲裁法)AHMT分光光度法(GB/T16129—1995)，本文針對這一調(diào)整進(jìn)行了分析與探討，力求找到2種方法在檢測過程、結(jié)果表示以及濃度影響方面的差異，并嘗試分析了AHMT分光光度法的優(yōu)勢。

1 檢測標(biāo)準(zhǔn)

甲醛作為室內(nèi)環(huán)境的頭號污染物，危害大，釋放周期長(3～15 a)，2017年10月已被世衛(wèi)組織列為一類致癌物?！?019中國室內(nèi)空氣污染狀況白皮書》關(guān)于室內(nèi)污染源的調(diào)查表明：在6 482個檢測樣本中，甲醛超標(biāo)占38.2%，位列第一[3]。

室內(nèi)空氣中甲醛濃度的檢測工作根據(jù)不同的服務(wù)對象和要求分別執(zhí)行國家市場監(jiān)督管理總局和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的 《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50325—2020)及國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、衛(wèi)生部和國家環(huán)境保護(hù)總局共同頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883—2002)。GB 50325—2020和GB/T 18883—2002作為檢測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)在性質(zhì)、檢測范圍與限量值有著一定的區(qū)別，具體限值見表1。GB 50325是建設(shè)部發(fā)布的強制性標(biāo)準(zhǔn)，從工程驗收的角度出發(fā)，在項目竣工1個月以后監(jiān)測，屬工程標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 18883是國家環(huán)保總局和衛(wèi)生部發(fā)布的推薦性標(biāo)準(zhǔn)，從保護(hù)人體健康的最低要求出發(fā)，是一種指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)，屬室內(nèi)環(huán)境健康標(biāo)準(zhǔn)[4]。

表1 甲醛限值比較Tab.1 Comparison of formaldehyde limits

Ⅱ類-辦公樓、商店、旅館、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、公共交通等候室、餐廳、理發(fā)店等

GB/T 18883不對檢測對象進(jìn)行等級劃分，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

新版標(biāo)準(zhǔn)對室內(nèi)甲醛限制較舊版規(guī)范與GB/T 18883更為嚴(yán)格，其中，室內(nèi)超標(biāo)污染物中甲醛占50%以上，同時室內(nèi)活動家具對甲醛污染的“貢獻(xiàn)”率統(tǒng)計值約為30%，為了更好地保障室內(nèi)環(huán)境的健康，新版標(biāo)準(zhǔn)將室內(nèi)空氣甲醛濃度的限量值分別確定為 0.07 mg/m3與 0.08 mg/m3，更加嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，也更符合社會、經(jīng)濟的發(fā)展。

2 2種甲醛檢測方法對比

甲醛化學(xué)性質(zhì)活潑，可以發(fā)生加成反應(yīng)、縮合反應(yīng)、氧化和還原反應(yīng)，對其進(jìn)行檢測的方法有很多[5]，本文主要就舊規(guī)范執(zhí)行的酚試劑分光光度法(以下簡稱“酚試劑法”)與新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的AHMT分光光度法(以下簡稱“AHMT法”)分別從實驗原理、檢出限、分析操作性及優(yōu)缺點方面進(jìn)行對比分析。

2.1 實驗原理對比

實驗原理的對比見表2。

表2 2種方法的實驗原理Tab.2 Experimental principle of two methods

通過酚試劑法與AHMT法的檢測原理對比可以看出，首先是兩者的反應(yīng)環(huán)境不同，酚試劑法是酸性條件，而AHMT是堿性環(huán)境；再者，酚試劑法和AHMT法所用試劑類型不同，酚試劑法吸收液為反應(yīng)物酚試劑一種，如MBTH，而AHMT法的吸收液為穩(wěn)定劑(三乙醇胺)、抗干擾劑(EDTA)和吸附劑的組合。因此，從實驗原理上看，AHMT法試劑類型雖然較酚試劑法復(fù)雜，但酚試劑法由于沒有穩(wěn)定劑與抗干擾劑的參與，反應(yīng)過程容易受到干擾而造成檢測結(jié)果的偏差，而AHMT法則能在一定程度上避免干擾因素對測定結(jié)果的影響，測定的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性更高，這一點通過對2種方法的加標(biāo)回收率進(jìn)行對比，AHMT法加標(biāo)量在0.5～3.0 μg 范圍時，其回收率范圍為93%～99%[6]；酚試劑法加標(biāo)量在0.4～1.0 μg 范圍時，其回收率范圍為93%～101%[7]，可以看出AHMT法更為穩(wěn)定，測定結(jié)果不易受其他醛類物質(zhì)的干擾，根據(jù)邢書才等[8]的對比分析與方法評價試驗也可以看到，AHMT 法具有當(dāng)被測對象中存在乙醛、丙醛、丁醛、苯乙醛等多種醛類物質(zhì)的情況下其甲醛測定結(jié)果不受干擾的特點。

2.2 甲醛檢出限對比

甲醛采樣及檢出限的對比見表3。

表3 2種方法甲醛采樣及檢出限的對比Tab.3 Comparison of fomaldehyde sampling and detectim limit between two methods mg·m-3

酚試劑法與AHMT法在測定范圍與最低檢出濃度上基本一致，GB 50325新標(biāo)準(zhǔn)對I 類建筑室內(nèi)甲醛濃度要求不超過 0.07 mg/m3，通過對裝修后 18 個月內(nèi)的居室甲醛濃度測定，其質(zhì)量濃度范圍為 0.011～0.367 mg/m3[9]這一實際情況，酚試劑法與AHMT法均可以滿足室內(nèi)空氣中甲醛的檢測。

實際檢測操作中，根據(jù)桑穎慧[10]在相同條件下采用酚試劑法與AHMT法進(jìn)行甲醛檢測出限、最低檢出限對比試驗可以看到，酚試劑法的檢出限為 0.044 μg，最低檢出限為 0.176 μg；AHMT法的檢出限為 0.037 μg，最低檢出限為 0.148 μg。AHMT法的檢出限較酚試劑法相對低20%左右，這說明AHMT法在室內(nèi)空氣甲醛含量檢測的靈敏度方面優(yōu)于酚試劑法。

2.3 分析操作性對比

在對分析樣品進(jìn)行測定時酚試劑法與AHMT法在具體操作的差異通過操作流程圖進(jìn)行對比，具體見圖1。

圖1 2種方法樣品分析操作流程對比Fig.1 Comparison of sample analysis operation two methods

將待測樣品的分析測定流程按分析樣品準(zhǔn)備、顯色反應(yīng)過程、樣品吸光度測定、樣品甲醛的質(zhì)量濃度計算4個部分進(jìn)行對比。

通過對比，從操作性角度可以看出，AHMT法與酚試劑法在分析樣品準(zhǔn)備階段、吸光度測定階段和甲醛測定濃度計算階段。2種方法在操作復(fù)雜性、操作難度上并沒有明顯區(qū)別。

2種方法分析測定操作中最大的差異在顯色反應(yīng)階段，酚試劑法只需要在比色管中加入 0.4 mL 的硫酸鐵銨溶液進(jìn)行搖勻，然后放置 15 min 即可進(jìn)入下一步的操作，操作過程簡單，影響因素主要是溫度，室溫如果低于 15 ℃，顯色反應(yīng)不完全。AHMT法此階段操作要求相對復(fù)雜且細(xì)節(jié)較多，操作不當(dāng)會造成下一步吸光度測定的偏差，首先加入 1.0 mL 5 mol/L 的氫氧化鉀溶液，再加入 1.0 mL 0.5%AHMT溶液，蓋上管塞后輕輕顛倒混勻3次(不是上下振搖或左右振搖，這是容易被忽視的操作細(xì)節(jié)，因為三乙醇胺、EDTA較為粘稠，溶于水后會增加水的稠度，稠度增加后在振搖過程中會產(chǎn)生很難消除的氣泡，從而影響吸光度的測定，造成吸光度測定值偏大)，混勻后放置 20 min(縮合反應(yīng)時間)，再加入 0.3 mL 1.5%高碘酸鉀溶液，左右振搖(避免上下振搖產(chǎn)生氣泡)，嚴(yán)格控制靜置 5 min 時間，因為AHMT法的顯色會因時間的延長而加深，造成吸光度值偏大。

對比2種方法在室內(nèi)空氣甲醛樣品的分析操作流程可以看出，AHMT法總體分析操作較酚試劑法要復(fù)雜，主要集中在顯色反應(yīng)階段，這對試驗操作人員的操作標(biāo)準(zhǔn)性與操作細(xì)節(jié)提出了更高的要求。

2.4 2種方法優(yōu)缺點對比

根據(jù)酚試劑法與AHMT法在室內(nèi)空氣甲醛檢測的反應(yīng)原理、檢出限與分析操作等方面的對比，2種方法在室內(nèi)空氣甲醛檢測方面的優(yōu)、缺點詳見表4。

表4 2種方法的優(yōu)缺點比較Tab.4 Comaprison of advantages and disadvantages of two methods

由表4可以看出，酚試劑法與AHMT法各有優(yōu)勢與缺點，其中酚試劑法抗干擾能力不足與試劑不穩(wěn)定的缺點無法通過標(biāo)準(zhǔn)化操作提高，而AHMT法操作復(fù)雜性可以通過熟練標(biāo)準(zhǔn)化操作和注意操作細(xì)節(jié)進(jìn)行提高，顯色深度隨時間延長而加深影響吸光度值測定的缺點可以通過將標(biāo)準(zhǔn)溶液的顯色反應(yīng)和樣品溶液的顯色反應(yīng)時間嚴(yán)格統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)要求的時間進(jìn)行控制。

3 結(jié) 論

GB 50325—2020版新標(biāo)準(zhǔn)擴大了需要檢測污染物的指標(biāo)范圍，在原氡、甲醛、苯、氨、TVOC 5種指標(biāo)的基礎(chǔ)上增加了甲苯和二甲苯，對重點關(guān)注的建筑檢測和污染物的限量值提出更嚴(yán)格的要求。這是為公眾健康負(fù)責(zé)任的做法，也是在后疫情時代，保護(hù)公眾身體健康具有重要意義的工作。

通過對舊規(guī)范甲醛檢測執(zhí)行的酚試劑法與新標(biāo)準(zhǔn)甲醛檢測執(zhí)行的AHMT法分別從檢測原理、檢出限、操作流程、優(yōu)缺點進(jìn)行對比分析得出結(jié)論：AHMT法較酚試劑法甲醛測定穩(wěn)定性更優(yōu)，AHMT法抗干擾性突出，更適合在成分混雜的室內(nèi)空氣中進(jìn)行甲醛濃度的精確測定，新標(biāo)準(zhǔn)中用AHMT法取代酚試劑法作為室內(nèi)空氣中甲醛濃度測定的標(biāo)準(zhǔn)法與仲裁法更具科學(xué)性，專業(yè)化程度要求更高，保障了室內(nèi)空氣中甲醛濃度測定的準(zhǔn)確性。