便攜式比色計(jì)在室內(nèi)空氣中甲醛快速檢測(cè)的應(yīng)用研究

何金太，高麗麗，白佳威，李巍

（北京建筑材料檢驗(yàn)研究院股份有限公司，北京 100041）

0 引言

甲醛（HCHO）是一種無色、有刺激型氣味的氣體，是制備脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂膠粘劑的主要原料，也可直接用于消毒、防皺、阻燃等。研究表明，人長期暴露在高濃度甲醛環(huán)境中會(huì)誘發(fā)頭痛、失眠、免疫力降低、過敏性皮炎等癥狀。2017年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)公布的致癌物清單中，甲醛被列入一類致癌物。在日常生活中，新裝修的建筑物內(nèi)由于使用人造木板制品、涂料、膠粘劑、地毯等，甲醛含量較高。因此，室內(nèi)空氣中甲醛的檢測(cè)非常重要[1-2]。

1 甲醛檢測(cè)方法

國內(nèi)對(duì)室內(nèi)空氣的控制標(biāo)準(zhǔn)主要有GB 50325-2020《民用建筑室內(nèi)空氣環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T 18883-2022《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[3-4]，兩者的檢測(cè)方法有所不同。GB 50325-2020采用了GB/T 18204.2-2014《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2部分：化學(xué)污染物》中AHMT分光光度法和簡便儀器測(cè)定法（光電光度分析儀器法和電化學(xué)傳感器法），而GB/T 18883-2022采用了GB/T 16129-1995《居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法 分光光度法》（AHMT分光光度法）、GB/T 18204.2-2014中酚試劑分光光度法和GB/T 18883-2022附錄B高效液相色譜法。檢測(cè)方法的對(duì)比見表1所示。

表1 室內(nèi)空氣甲醛檢測(cè)方法對(duì)比Tab.1 Comparison of detection methods for formaldehyde in indoor air

AHMT和酚試劑分光光度法對(duì)所用試劑的有效期和試驗(yàn)的及時(shí)性要求較高，不能滿足異地檢測(cè)需求，而甲醛現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)法可以用于直接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定[5-6]。本文對(duì)美國HACH公司DR900便攜式比色計(jì)在室內(nèi)空氣甲醛快速檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。便攜式比色計(jì)與實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)分光光度計(jì)的參數(shù)對(duì)比見表2所示?？焖贆z測(cè)方法原理為酚試劑分光光度法，通過建立甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線，現(xiàn)場(chǎng)采集空氣樣品，采用便攜式比色計(jì)測(cè)定吸收液的吸光值，從而計(jì)算空氣中的甲醛濃度。

表2 實(shí)驗(yàn)室紫外可見分光光度計(jì)和便攜式比色計(jì)參數(shù)對(duì)比Tab.2 Parameter comparison between laboratory UV visible spectrophotometer and portable colorimeter

2 快速檢測(cè)法與AHMT分光光度計(jì)法對(duì)比

2.1 儀器和試劑

AHMT分光光度法和快速檢測(cè)方法所需儀器和試劑如下：752N紫外可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；DR900便攜式比色計(jì)（美國HACH公司）；AHMT（4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1,2,4-三氮雜茂）；MBTH酚試劑（3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙鹽酸鹽水合物）；甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液（生態(tài)環(huán)境部標(biāo)物中心，濃度100mg/L，批號(hào)104132）。

2.2 結(jié)果與分析

用甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列，通過測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光值，得出快速檢測(cè)法和AHMT分光光度計(jì)法的標(biāo)準(zhǔn)曲線、測(cè)定范圍等。利用不同房間進(jìn)行室內(nèi)空氣甲醛的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和國標(biāo)法檢測(cè)，得到甲醛濃度數(shù)據(jù)。

2.2.1 快速檢測(cè)法驗(yàn)證試驗(yàn)

1）回歸方程

參照GB/T 18204.2-2014中酚試劑分光光度法，現(xiàn)配吸收液（5mg酚試劑+100ml純凈水），采用便攜式比色計(jì)DR900波長610nm測(cè)定溶液的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表3、圖1。

圖1 便攜式比色計(jì)測(cè)得甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Formaldehyde standard curve measured by portable colorimeter

表3 回歸方程Tab.3 Regression equation

2）方法檢出限、測(cè)定下限、測(cè)定范圍

在實(shí)際檢測(cè)過程中，樣品檢出限比方法檢出限更有意義。當(dāng)被測(cè)樣品種類變化或測(cè)定試劑和環(huán)境變化時(shí)，即使使用同一分析方法，樣品檢出限也可能相差很大。在樣品痕量分析時(shí)，測(cè)量結(jié)果的可靠性在很大程度上取決于空白值的大小和波動(dòng)情況。

本試驗(yàn)的試劑空白吸光度見表4。檢出限為0.025（μg.吸光度），測(cè)定下限為0.082（μg.吸光度）。采樣體積為10L，空氣中甲醛濃度的測(cè)定范圍為0.01～0.15mg/m3。

表4 試劑空白吸光度Tab.4 Blank absorbance of reagent

2.2.2 AHMT分光光度計(jì)法驗(yàn)證試驗(yàn)

1）回歸方程

按GB/T 16129-1995繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見表5、圖2。

圖2 AHMT分光光度計(jì)法測(cè)得甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Formaldehyde standard curve measured by AHMT spectrophotometer

表5 回歸方程Tab.5 Regression equation

2）方法檢出限、測(cè)定范圍

根據(jù)GB/T 16129-1995，2ml樣品溶液中含有0.2～3.2μg甲醛污染物，采樣體積為20L，測(cè)定范圍為0.01～0.16mg/m3。本方法檢出限平均值為0.13μg。

2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)比對(duì)

選擇不同裝修材料、完工時(shí)間的自然通風(fēng)建筑物進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比檢測(cè)。檢測(cè)前門窗關(guān)閉1h，同步采用2臺(tái)大氣采樣器，一臺(tái)以0.5L/min流量，采樣20min，采氣10L到酚試劑吸收液，另一臺(tái)以1.0L/min流量，采樣20min，采氣20L到AHMT吸收液。

1）AHMT分光光度計(jì)法

使用內(nèi)裝5ml吸收液的氣泡吸收瓶，采氣20L到吸收液。移取2ml樣品溶液到10ml比色管中，加入5mol/L氫氧化鉀溶液1.0ml，0.5%AHMT溶液1.0ml，顛倒搖勻三次，放置20min；加入1.5%高碘酸鉀溶液0.3ml，并充分振搖，放置5min；以水為參比，使用752N分光光度計(jì)10mm比色皿波長550nm測(cè)定溶液的吸光度。空氣中的甲醛濃度計(jì)算如下：

其中：C為空氣中甲醛質(zhì)量濃度，mg/m3；A為樣品溶液的吸光度；A0為空白溶液的吸光度；Bs為計(jì)算因子，μg/吸光度；V0為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，L。

2）快速檢測(cè)法

現(xiàn)場(chǎng)配制吸收液（5mg酚試劑+100ml純凈水），每個(gè)檢測(cè)管移取5ml，采氣10L到酚試劑吸收液。將樣品溶液全部轉(zhuǎn)移到比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使得總體積為5ml，在比色管中加入0.4ml硫酸鐵銨顯色劑，放置15min；以水為參比，采用便攜式比色計(jì)DR900波長610nm測(cè)定溶液的吸光度。檢測(cè)結(jié)果見表6。空氣中甲醛濃度計(jì)算如下：

表6 現(xiàn)場(chǎng)低、中、高濃度室內(nèi)空氣甲醛對(duì)比數(shù)據(jù)Tab.6 Comparison data of low,medium and high concentration of formaldehyde in indoor air

其中：C為空氣中甲醛質(zhì)量濃度，mg/m3；A為樣品溶液的吸光度；A0為空白溶液的吸光度；Bs為計(jì)算因子，μg/吸光度；V0為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積，L。

由表6可以看出，在同樣的測(cè)試條件下，現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)法與AHMT分光光度計(jì)法的檢測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)偏差較小，具有參考意義。

3 結(jié)語

本研究以酚試劑分光光度法為原理，通過建立甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線，現(xiàn)場(chǎng)采集空氣樣品，采用便攜式比色計(jì)測(cè)定吸收液的吸光值，從而計(jì)算空氣中甲醛濃度。本方法縮短了樣品的分析時(shí)間，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于室內(nèi)甲醛濃度的快速檢測(cè)。