分光光度法测甲醛影响因素分析

韩 君

（上海利元环保检测技术有限公司 上海 201114）

1 引言

甲醛是一种挥发性有机化合物,已被世界卫生组织列为可以致癌和致畸物质。主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用,甲醛在室内达到一定浓度时，人就有不适感。大于0.08mg/m3的甲醛浓度可引起眼红、眼痒、咽喉不适或疼痛、声音嘶哑、喷嚏、胸闷、气喘、皮炎等。长期、低浓度接触甲醛会引起头痛、头晕、乏力、感觉障碍、免疫力降低，并可出现瞌睡、记忆力减退或神经衰弱、精神抑郁；慢性中毒对呼吸系统的危害也是巨大的，长期接触甲醛可引发呼吸功能障碍和肝中毒性病变，表现为肝细胞损伤、肝辐射能异常等。有关资料表明：室内空气污染比室外高5～10倍，室内空气污染物多达500多种。室内空气污染已成为多种疾病的诱因，而甲醛则是造成室内空气污染的一个主要方面[1]。

酚试剂分光光度法测定甲醛的检测标准通常在酚试剂存放温度和保存时间、显色温度等问题上没有明确的规定，导致实际的操作过程中存在较大的差异，影响最终数据准确性。

针对以上问题，本文对酚试剂分光光度法测定甲醛的影响因素进行探讨，比较了酚试剂的存放温度和保存时间、显色温度等因素对实验结果的影响，相关实验内容以及结果可供有关实验室做室内空气甲醛检测时参考，以便更好的开展检测工作。

2 关键因素分析

实验过程中甲醛与酚试剂反应生成嗪，酚试剂稀释标准样品与纯水稀释标准样品存在较大差异；酚试剂的存放条件、显色温度影响反应过程中生成嗪含量的多少，从而影响最终甲醛含量的测定结果。

3 实验室比对

3.1 实验仪器和试剂

UV-7504型紫外-可见分光光度计、10ml比色管。

吸收原液（1g/L）：称量0.10g酚试剂HCl，简称MBTH]，加水至100ml。放冰箱中保存，可稳定3天。

吸收液：量取5ml吸收原液，加95ml水，即为吸收液，临用前配制。

硫酸铁铵溶液{ρ[NH4Fe(SO4)2·10H2O]=10g/L}：称量 1.0g 硫酸铁铵，用0.1mol/L盐酸溶解，并稀释至100ml。

实验中用水均为超纯水（电阻率≥18.25MΩ·cm），试剂纯度为分析纯。

3.2 实验原理

酚试剂分光光度法测定空气中甲醛的原理是甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，浓度与颜色深浅符合朗伯-比尔定律，比色定量[2]。

4 实验结果与讨论

本文针对酚试剂配制后的存放时间及温度、标准溶液使用是否使用酚试剂配制，显色时间、显色温度等因素对甲醛测定结果展开讨论。

标准曲线绘制：取10ml具塞比色管，按表1制备甲醛标准系列。

表1 甲醛标准系列

由上述标准系列得到工作曲线回归方程为：y=0.2045x-0.0027。r2=0.9997

甲醛标准使用液[ρ=1ug/ml]：使用市售有证标准物质用甲醛吸收液稀释而成。标准物质编号为：GSB 07-3141-2014

4.1 是否使用酚试剂稀释标准样品对测定结果的影响

预先配制A、B两组标准样品[3]（浓度为0.561±0.033mg/l，批号：204529），其中A组使用酚试剂稀释，B组使用超纯水稀释，取2ml标准溶液测定，测定结果如下表：

由表2可知，使用吸收液配制的标准样品结果准确，而使用纯水配制的标准样品结果偏小，标准物质证书上标明稀释液为纯水并不适用于本法，标准样品的配制过程应与工作曲线的标准溶液配制方法保持一致，否则会导致结果偏低，因此在实际实验过程中应根据选用的标准方法选取适用的溶剂。

表2 酚试剂稀释标准样品测定

4.2 酚试剂存放条件对测定结果的影响

配制A、B两组酚试剂吸收原液，将两组吸收原液存放于不同环境条件下，其中A组吸收原液于冰箱中保存（4℃），B组吸收原液于室温下保存（20℃），分别存放12小时、24小时、48小时、72小时、96小时后稀释相同的标准样品（标准样品值为：0.561±0.033mg/l，批号：204529）并测定，测定结果如图 1：

图1 酚试剂不同存放条件的测定结果图

由上图可知，两种保存方式随着时间的推移，测定结果均呈下降趋势，且室温保存的酚试剂下降趋势明显快于冰箱中保存的酚试剂。在冰箱中保存的酚试剂随时间推移甲醛的测定结果变小，但是在放置72小时后测定值依然在标准样品浓度范围内，96小时后酚试剂失效，标准样品测定结果不在范围；而室温保存的酚试剂仅在放置24小时后测定值在范围内，48小时后测定甲醛标准样品结果就偏小了，表明酚试剂已经失效。因此，酚试剂原液必须冷藏保存，并且存放时间越短对测定结果影响越小，如果条件允许，最好现配现用。此外，酚试剂存放时间变长后会从原来的白色悬浊液变为明显的黄色悬浊液，室温下保存的酚试剂变色更快，因此在实际实验过程中实验员也可根据酚试剂是否变黄这一表观现象判断其是否失效。

4.3 显色温度对测定结果的影响

取含量分别为0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛标准溶液，保证其他条件相同的情况下，分别在 5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的温度下显色，显色结果如图2：

图2 不同显色温度的测定结果图

由上图可知，温度对显色结果有较为显著的影响，且甲醛的浓度越大，显色温度对结果的影响越大，当温度为5℃时，0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛标准溶液的吸光度分别为25℃时的37.5%、26.5%和20.3%；低浓度的甲醛标准溶液在温度高于15℃之后，吸光度就趋于稳定了，而高浓度的甲醛溶液则在温度达到20℃之后才趋于稳定，由此可见，甲醛溶液的浓度越高，对环境温度的要求也相对较高，为保证结果的可靠性，在进行本实验时环境温度应确保不低于20℃。

4.4 显色时间对测定结果的影响

取含量为0.1ug、0.5ug、1.5ug的甲醛标准溶液，保持其他条件相同，将显色时间分别控制为10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟、60分钟后读取吸光度，结果如图3：

图3 不同显色时间的测定结果图

由图3可知，本实验中显色时间对测定结果基本无影响，低浓度和高浓度的甲醛溶液在显色时间为10分钟至1小时内吸光度均无太大变化，因此在实际实验过程中如果由于样品量较大，无法在显色15分钟后快速完成比色，在显色后1小时内的结果均可参考使用。

结语

（1）通过酚试剂的存放条件、标准溶液是否使用酚试剂稀释、显色时间、显色温度等方面对甲醛测定结果的影响展开讨论，实验结果表明，酚试剂和显色温度对测定结果有影响，显色时间对测定结果无影响。其中酚试剂作为甲醛的吸收液直接与甲醛反应生成嗪，再被高铁离子氧化生成蓝绿色化合物，此过程中再无其它试剂参与反应，操作简便快捷，而酚试剂较不稳定易失效。

（2）通过本实验，可知酚试剂的保存条件和存放时间对测定结果至关重要，配制好的酚试剂吸收原液仅可以在低温环境下短时间保存，可根据溶液是否变黄判断其失效与否，且配制标准物质时应与工作溶液配制方法保持一致，均用吸收液配制，不应采用标准物质证书推荐的纯水作为溶剂，否则测定结果将偏小。温度较低时显色不完全，甲醛浓度越高温度对其测定结果影响越大，进行实验时应确保环境温度不低于20℃才能保证显色结果的可靠性。

（3）通过数据的分析，论证了以上关键技术因素。于2017年7月份正式在实验室使用，取得了较好的检测结果，获得客户的好评。

[1]GB50325-2001,民用建筑工程室内环境污染控制规范.

[2]GB/T18204.2-2014公共场所卫生检验方法第二部分：化学污染物.

[3]国家环境保护总局，空气和废气监测分析方法编委会编，空气和废气检测分析方法（第四版增补版），中国环境出版社，北京.