便携式比色计在室内空气中甲醛快速检测的应用研究

何金太，高丽丽，白佳威，李巍

（北京建筑材料检验研究院股份有限公司，北京 100041）

0 引言

甲醛（HCHO）是一种无色、有刺激型气味的气体，是制备脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂胶粘剂的主要原料，也可直接用于消毒、防皱、阻燃等。研究表明，人长期暴露在高浓度甲醛环境中会诱发头痛、失眠、免疫力降低、过敏性皮炎等症状。2017年世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，甲醛被列入一类致癌物。在日常生活中，新装修的建筑物内由于使用人造木板制品、涂料、胶粘剂、地毯等，甲醛含量较高。因此，室内空气中甲醛的检测非常重要[1-2]。

1 甲醛检测方法

国内对室内空气的控制标准主要有GB 50325-2020《民用建筑室内空气环境污染控制标准》和GB/T 18883-2022《室内空气质量标准》[3-4]，两者的检测方法有所不同。GB 50325-2020采用了GB/T 18204.2-2014《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》中AHMT分光光度法和简便仪器测定法（光电光度分析仪器法和电化学传感器法），而GB/T 18883-2022采用了GB/T 16129-1995《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法 分光光度法》（AHMT分光光度法）、GB/T 18204.2-2014中酚试剂分光光度法和GB/T 18883-2022附录B高效液相色谱法。检测方法的对比见表1所示。

表1 室内空气甲醛检测方法对比Tab.1 Comparison of detection methods for formaldehyde in indoor air

AHMT和酚试剂分光光度法对所用试剂的有效期和试验的及时性要求较高，不能满足异地检测需求，而甲醛现场快速检测法可以用于直接现场测定[5-6]。本文对美国HACH公司DR900便携式比色计在室内空气甲醛快速检测中的应用进行探讨。便携式比色计与实验室传统分光光度计的参数对比见表2所示。快速检测方法原理为酚试剂分光光度法，通过建立甲醛标准曲线，现场采集空气样品，采用便携式比色计测定吸收液的吸光值，从而计算空气中的甲醛浓度。

表2 实验室紫外可见分光光度计和便携式比色计参数对比Tab.2 Parameter comparison between laboratory UV visible spectrophotometer and portable colorimeter

2 快速检测法与AHMT分光光度计法对比

2.1 仪器和试剂

AHMT分光光度法和快速检测方法所需仪器和试剂如下：752N紫外可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；DR900便携式比色计（美国HACH公司）；AHMT（4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂）；MBTH酚试剂（3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物）；甲醛标准溶液（生态环境部标物中心，浓度100mg/L，批号104132）。

2.2 结果与分析

用甲醛标准溶液配制甲醛标准系列，通过测定标准系列溶液的吸光值，得出快速检测法和AHMT分光光度计法的标准曲线、测定范围等。利用不同房间进行室内空气甲醛的现场快速检测和国标法检测，得到甲醛浓度数据。

2.2.1 快速检测法验证试验

1）回归方程

参照GB/T 18204.2-2014中酚试剂分光光度法，现配吸收液（5mg酚试剂+100ml纯净水），采用便携式比色计DR900波长610nm测定溶液的吸光度，绘制标准曲线，见表3、图1。

图1 便携式比色计测得甲醛标准曲线Fig.1 Formaldehyde standard curve measured by portable colorimeter

表3 回归方程Tab.3 Regression equation

2）方法检出限、测定下限、测定范围

在实际检测过程中，样品检出限比方法检出限更有意义。当被测样品种类变化或测定试剂和环境变化时，即使使用同一分析方法，样品检出限也可能相差很大。在样品痕量分析时，测量结果的可靠性在很大程度上取决于空白值的大小和波动情况。

本试验的试剂空白吸光度见表4。检出限为0.025（μg.吸光度），测定下限为0.082（μg.吸光度）。采样体积为10L，空气中甲醛浓度的测定范围为0.01～0.15mg/m3。

表4 试剂空白吸光度Tab.4 Blank absorbance of reagent

2.2.2 AHMT分光光度计法验证试验

1）回归方程

按GB/T 16129-1995绘制标准曲线，见表5、图2。

图2 AHMT分光光度计法测得甲醛标准曲线Fig.2 Formaldehyde standard curve measured by AHMT spectrophotometer

表5 回归方程Tab.5 Regression equation

2）方法检出限、测定范围

根据GB/T 16129-1995，2ml样品溶液中含有0.2～3.2μg甲醛污染物，采样体积为20L，测定范围为0.01～0.16mg/m3。本方法检出限平均值为0.13μg。

2.2.3 现场实验比对

选择不同装修材料、完工时间的自然通风建筑物进行现场对比检测。检测前门窗关闭1h，同步采用2台大气采样器，一台以0.5L/min流量，采样20min，采气10L到酚试剂吸收液，另一台以1.0L/min流量，采样20min，采气20L到AHMT吸收液。

1）AHMT分光光度计法

使用内装5ml吸收液的气泡吸收瓶，采气20L到吸收液。移取2ml样品溶液到10ml比色管中，加入5mol/L氢氧化钾溶液1.0ml，0.5%AHMT溶液1.0ml，颠倒摇匀三次，放置20min；加入1.5%高碘酸钾溶液0.3ml，并充分振摇，放置5min；以水为参比，使用752N分光光度计10mm比色皿波长550nm测定溶液的吸光度。空气中的甲醛浓度计算如下：

其中：C为空气中甲醛质量浓度，mg/m3；A为样品溶液的吸光度；A0为空白溶液的吸光度；Bs为计算因子，μg/吸光度；V0为标准状态下的采样体积，L。

2）快速检测法

现场配制吸收液（5mg酚试剂+100ml纯净水），每个检测管移取5ml，采气10L到酚试剂吸收液。将样品溶液全部转移到比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使得总体积为5ml，在比色管中加入0.4ml硫酸铁铵显色剂，放置15min；以水为参比，采用便携式比色计DR900波长610nm测定溶液的吸光度。检测结果见表6。空气中甲醛浓度计算如下：

表6 现场低、中、高浓度室内空气甲醛对比数据Tab.6 Comparison data of low,medium and high concentration of formaldehyde in indoor air

其中：C为空气中甲醛质量浓度，mg/m3；A为样品溶液的吸光度；A0为空白溶液的吸光度；Bs为计算因子，μg/吸光度；V0为标准状态下的采样体积，L。

由表6可以看出，在同样的测试条件下，现场快速检测法与AHMT分光光度计法的检测数据相对偏差较小，具有参考意义。

3 结语

本研究以酚试剂分光光度法为原理，通过建立甲醛标准曲线，现场采集空气样品，采用便携式比色计测定吸收液的吸光值，从而计算空气中甲醛浓度。本方法缩短了样品的分析时间，结果准确可靠，适用于室内甲醛浓度的快速检测。