检测室内空气中甲醛浓度的方法
2023-09-21王秀芬姚鑫祥
王秀芬，姚鑫祥，沈 军
（1.浙江甬信检测技术有限公司，浙江 宁波 315000；2.宁波市生态环保产业集团有限公司，浙江 宁波 315000）
引言
室内空气中的甲醛主要来源于各类装修与建筑材料。现阶段我国硬装工程中的人造板材大多需要利用各种类型的有机粘合剂进行粘连，而这一类有机粘合剂往往会采用以甲醛为主的化工原料，其在保障人造板材黏合性的同时，也会对室内空气造成一定负面影响[1]。人类长期生活在甲醛浓度超标的空间内，极有可能导致神经系统、呼吸系统、免疫系统以及各类器官的受损，甚至导致肿瘤的发生。为提升民用建筑的宜居性，同时也为保障我国居民的生命健康，需要结合有效的甲醛浓度检测技术精准测量室内空气中甲醛浓度后结合必要的措施去除甲醛污染[2]。
1 常见室内空间甲醛浓度检测技术
1.1 甲醛自检盒
甲醛自检盒适用于非专业人员对室内空间的甲醛进行检测，能够对指定环境中的甲醛污染程度进行较为粗浅的判断。该产品具备易于采购、价格便宜、操作简单、可自测除甲醛产品效果等方面的优势，是常见于业主甲醛自检活动的主要产品[3]。但甲醛自测盒并不在国家室内空气检测标准范畴之内，其检测质量会受室内温度、湿度、空气流速甚至检测时间等诸多因素的影响，检测质量不具备专业性与可参考性。
1.2 C5H8O2分光光度法
试验各项指标正常的情况下，乙酞丙酮铵盐会与空气中的甲醛发生反应，并生成一种黄色的化学物质，检测效果较为直观且经济成本较低。并且采用C5H8O2分光光度法的最终检测结果并不会受空气中乙醇的干扰，具有较高的重复性以及可选择性，能够在较长的试验时间中保持稳定状态[4]。
1.3 MBTH分光光度法
应用MBTH分光光度法检测甲醛的过程中，室内空气中的甲醛会与MBTH试剂发生反应形成物质“嗪”，并且在酸性溶液的状态下，嗪会经过氧化还原反应转变为一种蓝绿色化合物[5]。该方法同样具备经济成本适宜、检测效果好等优势。除上述三种方法外，常用的甲醛检测法还有AHMT分光光度法、仪器分析法以及化学传感器法等。综合考虑下，选择平均检测效果更佳、综合效益更高的C5H8O2分光光度法以及MBTH分光光度法进行对比实验，以探寻最适宜室内甲醛检测的技术方案[6]。
2 两种甲醛浓度检测方法对比实验
2.1 实验对象与采样方法
本次实验选择5户装修时间在1～3个月范围内的民用建筑居室，其中有3户属于新建小区的初次装修住宅，并且5户住宅居室的总空间面积与朝向基本一致，但户型布局略有不同。5户住宅居室的墙面均采用涂料粉刷、地面均为木质地板、家具材料大部分为刨花板与密度板[7]。
在保持住宅室内空间门窗紧闭的情况下，结合后续实验需求利用大型气泡吸收管进行空气样本采样，过程中同步记录大气压、温度、湿度等基本参数，气体采集完成后依照相关标准要求做好样品保护工作，并将相关样品带回到实验室内进行进一步研究。实验过程中所采用的各类试剂以及采样器、吸收管、比色管等仪器均依照相关行业标准进行制备[8]。
2.2 采样回收率对比分析
本实验中涉及的样本较多，为方便后续分析，将C5H8O2分光光度法对应样品标记为“a”，则其所对应样品记作xa；反之，将MBTH分光光度法对应样品标记为“b”，对应样品则记作xb。
2.2.1 C5H8O2分光光度法
（1）取5只内装4 mL甲醛标准使用液（浓度为5.0 μg/mL）以及16 mL蒸馏水的大型气泡吸收管，以流量为0.5 L/min的标准分别在5户住宅室内空间采集气体20 min，标记为～；
（2）另外采用内装20 mL蒸馏水的大型气泡吸收管以同样的气体采集标准制备样品，标记为～，样品气体采集完成后立即将吸收管中的液体转移至25 mL的比色管中，而后利用胶头滴管注蒸馏水定容至25 mL刻度线；
（3）另取2只同等规格的比色管，注入1 mL甲醇标准使用液（浓度为0.8 μg/mL）后定容至10 mL刻度线，分别标记为～。
（4）分别向上述9只样本中置入2 mL的C5H8O2溶液，并迅速置于沸水中进行3 min的显色后取出静置冷却。设定413 nm的波长标准，运用10 mm的比色皿在该标准中以水为参照物分别测定上述9只样本的吸光度。最终结果如表1所示。
表1 2种检测方法采集数据对比
2.2.2 MBTH分光光度法
（1）取5只内装1 mL甲醛标准使用液（浓度为1.0 μg/mL）以及4 mL吸收液的大型气泡吸收管，以流量为0.5 L/min的标准分别在5户住宅室内空间采集气体20 min，标记为～；
（2）另外采用内装5 mL吸收液的大型气泡吸收管以同样的气体采集标准制备样品，标记为～，样品气体采集完成后立即将吸收管中的液体转移至10 mL的比色管中，而后利用胶头滴管注水定容至5 mL刻度线；
（3）另取2只同等规格的比色管，注入1 mL甲醇标准使用液后定容至5 mL刻度线，分别标记为～；
（4）静置30 min后分别在9只样本中注入4 mL的NH4Fe（SO4）2，并立即将试样置入35～40 ℃的温水中进行10的显色后取出冷却设定630 nm的波长标准，运用10 mm的比色皿在该标准中以水为参照物分别测定上述9只样本的吸光度。最终结果如表1所示。
2.3 方法检出限与测定范围
2.3.1 方法检出限
表2 校准曲线浓度水平、斜率和线性相关系数
2.3.2 测定下限
C5H8O2分光光度法的灵敏度为46.96 μg/吸光度，由于相关标准中并未对本法的灵敏值做出统一规定，因此参考《水质甲醛的测定》中给出的参考值进行折算对比后，得出该数值与相关标准值较为相近；MBTH分光光度法的灵敏度为2.8 μg/吸光度，该数值与相关参考值相同，因此可知本实验中两种检测技术对室内空气中甲醛浓度的检测灵敏度是比较可靠的[10]。参考《环境监测分析方法标准修订和技术导则》（HJ 601-2011）中有关检出限与测定下限的计算标准进行计算，结果如表3所示：
表3 方法检出限和测定下限
2.3.3 测定上限
依照GB/T 18204.26以及GB/T 15516所推荐检测方法的标准曲线范围0～2.0 μg与0～35 μg验证本实验两种甲醛浓度检测方法的使用价值，得出本实验两种方法在符合质量控制要求（r>0.999）的情况下校准曲线分别为0～2.5 μg以及0～40 μg，由此可知两种方法皆表现出了检出即超标的情况。
2.3.4 方法精准度
依照《室内空气质量标准》所提出的甲醛小时均定浓度限度为标准进行实验分析。即设定实验浓度限为0.1 mg/m3，将该数值和相关标准规定的最大采样空间体积相乘后计算出本次实验中不同样品溶液中含有的甲醛浓度。在此之后，再从前置实验环节中所制备的甲醛质控样品中抽取与本次计算结果体积相匹配的5个样品进行数据分析，其结果如表4所示。
表4 测定值比对
结合表4数据可知，结合C5H8O2分光光度法所获得的样品测定值基本都在质控样品参考值的范围以内，而MBTH分光光度法所得出的测定值则全部超出质控样品参考值的范围。
3 结语
基于上述实验对C5H8O2分光光度法与MBTH分光光度法进行比较，可知其两者在样品采集回收率方面皆表现良好。相较而言，MBTH分光光度法具有更高的灵敏度（2.8 μg/吸光度），且该方法的检出限较低（0.003 mg/m3），因此可将该方法作为测定民用建筑室内空气中甲醛浓度具体值的首选方法。在已知室内甲醛浓度较高或是超标的情况下可利用C5H8O2分光光度法作为浓度具体值检测备选方案。但MBTH分光光度法较为依赖试剂用量、显色条件、实际稳定性等试验因素，因此为保障室内甲醛浓度测试结果的准确性，需要在运用该方法的过程中，对各项参数进行精准控制，避免因人为失误而引发的检测失效问题。
