甲醛检测的分光光度法应用研究

赵建波

（新疆浩益科服建筑建材检测有限公司 新疆乌鲁木齐 830000）

0 前言

随着人们物质生活的提高，对健康问题越来越重视。装饰装修更注重绿色环保。甲醛是建材中常见的主要污染物之一，其毒性大，且具有致癌作用。甲醛对人类健康危害的事件屡见不鲜，如何加以控制，减少危害，已成为一个刻不容缓的问题。目前国内测定甲醛的方法主要有色谱法[1]、分光光度法、电化学法[2]、化学滴定法[3]等。其中建筑行业中对室内甲醛的检测主要采用光度法和气相色谱法，其中气相色谱法价格昂贵，利用率不高，不适合大面积普及。而光度法结构简单，便于操作，是大多数建筑行业检测甲醛的首选测试手段。

1 光度法分类

分光光度法由于使用的显色剂不同，又分为乙酰丙酮分光光度法、酚试剂分光光度法、品红亚硫酸法、AHMT（4-氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，3-三氮杂茂）法、变色酸法等。

1.1 乙酰丙酮分光光度法

乙酰丙酮法是测定甲醛最常用方法之一，也是目前在建材检测领域应用最广泛的测试方法之一[4]。具体测试过程为：采用乙酸-乙酸铵缓冲溶液来吸收空气中的甲醛气体，再将该混合溶液置于沸水中，加入乙酰丙酮（2，4-戊二酮），沸水浴加热使显色剂与甲醛充分反应，生成稳定的黄色化合物，通过颜色深浅直接可以判断甲醛的含量，精确定量需要采用分光光度计，在413nm波长处测定吸光度值，根据浓度和吸光度值绘制标准曲线，进行定量分析。该方法的优点是当空气中存在酚和乙醛时，对测定结果基本没有影响，且显色后的溶液可以稳定保存12h以上，测定误差较小。缺点是显色时间较长，并且在反应过程中甲醛易挥发造成损失[5-7]。乙酰丙酮法测定水中甲醛的水样前处理方法研究中提到为防止甲醛的分解，可在采样后于加入浓硫酸酸化，并在24h内测定。

1.2 酚试剂分光光度法

酚试剂分光光度法[8]基本原理是：酚试剂（MBTH）与甲醛直接反应生成无色的嗪，在酸性溶液采用高铁离子氧化无色的嗪，产生蓝色化合物，该化合物具有紫外可见吸收信号，颜色深浅与甲醛含量直接相关，在630nm波长处测定吸光度值，根据浓度和吸光度值绘制标准曲线，进行定量分析。该方法是作为甲醛测定的国标法，具有较高的准确度和较低的检出限，干扰较少，适用于大多情况下室内空气的检测，乙醛和丙醛的存在使测定结果偏高[7]；酚、乙醇不干扰甲醛的测定；二氧化硫的存在会使测定结果偏低[9-11]。

1.3 品红亚硫酸法

1866年由希夫氏提出了品红亚硫酸法测定甲醛。该方法的原理是亚硫酸与副品红生成无色的希夫试剂，遇到甲醛，发生化学反应，生成紫色络合物，向上述体系中加入硫酸，即可生成蓝色化合物，该物质的最大吸收波长为570nm[12]，该方法检测限为50μg/L。该光度法的优点是测试简便，灵敏度高，乙醛、丙醛等醛类物质和酚的存在对测定结果基本没有影响。缺点是显色时间长，且生产的蓝色络合物不稳定，受热易分解，反应过程中使用了有毒的汞试剂[13]。在整个测试过程中，每一步骤均需充分混匀，并在最后比色测试时要快，控制在7-8min以内。为了消除该方法显色慢、灵敏度低和稳定性差的缺点，可以使用流动注射的方式进行测试。

1.4 AHMT法

AHMT法测定甲醛的基本原理是：在碱性条件下，4-氨基-3-联氨-5-巯基-1，2，3-三氮杂茂（AHMT）与甲醛混合，轻微晃匀，发生缩合反应，再加入高碘酸钾剧烈震荡，生成紫红色化合物，分光光度法测定，浓度与颜色正相关。该方法优点是显色温度较低，室温20℃条件即可，无需加热，显色时间较短，十几分钟就可生成稳定的产物。酚、乙醛等多种污染物共存，对结果基本没有影响，在几种方法中，抗干扰能力最强[14]。

1.5 变色酸法

变色酸法又称铬变酸法。变色酸法是测定甲醛较为成熟的分析方法，该方法的原理是：在浓硫酸介质中，空气中甲醛与变色酸（1，8-二羟基-3，6-二磺酸）作用，生成紫色化合物，紫色产物的最大吸收波长为580nm，颜色与浓度呈正比关系，可用标准曲线法进行定量分析。测试过程中，可以选用蒸馏水水或者变色酸-硫酸混合液为吸收剂。当选用蒸馏水为甲醛吸收剂时，必须在显色后立即测试，否则产物的量会随时间改变，最终影响甲醛的定量[15]。当用变色酸-硫酸混合液为吸收剂时，得到的显色产物稳定性好，长时间放置也不会影响测定结果。不同的醛类、酚类化合物、烯类化合物及NO2等对测定结果又不同程度的影响，醇类物质不干扰测定。该法的优点是操作简便、反应速度快，测试灵敏，缺点是反应必须在浓硫酸介质中进行，有一定的危险性。

王明清[6]等人对后三种分光光度法进行了分析比较，结果表明：当空气中含有高浓度的甲醛时，三种方法均能得到较为准确可靠的测试结果；但是，当空气中含有低浓度的甲醛时，由于变色酸分光光度法检测限较高而无法测定出结果。通过对比发现，对于公共场所空气中甲醛的含量测定，测定结果最准确的方法是国标法-AHMT分光光度法，该方法测定空气中较长时间的累积值准确度高，但需要吸附足够长的时间，测量的结果更才更准确。

2 结论

乙酰丙酮法需在85℃～95℃条件下3min或在室温下150min才可以显色完全。酚试剂法较为简便，在室温下15min可以显色，酚试剂法的灵敏度高，检出限和测定下限较乙酰丙酮法低。酚试剂法中的显色剂稳定性差，试剂需现配现用，不利于分散样品的测试，显色后的产物稳定性不如乙酰丙酮。两种方法的工作曲线的线性关系很好、线性范围宽，精密度和准确度均较好。变色酸法可以测定较宽浓度范围的甲醛，只需改变变色酸浓度和采用不同的采样手段，是所有方法中最灵活多变的方法，适应于不同规模环境中甲醛的测定，更具有普适性。但要在浓硫酸介质中进行，具有较大的危险。品红亚硫酸法使用了有毒的汞试剂，这大大限制了该法的应用，但其他的酚和醛类不干扰测定，在一些成分复杂的试样测定中应用较多。

综上所述，乙酰丙酮法是常规检测中最为常用且十分有效的方法。用该方法对室内空气中甲醛进行防治和检测，尽可能的减少该污染物对人体健康造成的潜在影响，为建筑装饰领域提供参考依据。