室内空气检测机构常用的甲醛检测方法有哪些?分别有哪些优缺点?
1、酚试剂分光光度法
酚试剂分光光度法是国家标准《室内空气质量标准》中检测室内空气甲醛的方法之一。曾为GB 50325-2010《土木建筑工程室内环境污染控制规范》规定的仲裁方法。主要原理是空气中的甲醛与酚类试剂反应生成恶嗪,恶嗪在酸性条件下被铁离子氧化生成蓝绿色化合物,然后进行比色定量。
该方法灵敏度高,检测下限质量为0.056μg,当样气体积为10L时,测量范围为0.01-0.15mg/m3,远低于《室内法》规定的最大允许浓度值。空气质量标准”,因此被广泛用于室内空气中甲醛的检测。但该方法反应易受温度影响。室温低于15℃时,显色不完全,乙醛和丙醛的存在会干扰检测结果;空气中二氧化硫的存在会导致结果偏低,可将气样用硫酸锰滤纸过滤排除。
如改进酚试剂吸收液,以乙醇为溶剂,优化空气中甲醛的检测条件。结果表明,优化检测条件下的检测结果与原检测条件下的检测结果的相对平均偏差不超过3%,加标回收率为96.3%~99.0%,证明了改进的酚试剂分光光度法也适用于室内空气中甲醛含量的检测。
采用苯酚试剂分光光度法测定空气中的甲醛,研究了显色时间、显色剂添加量和显色温度对吸光度的影响,确定了最佳实验条件。结果表明,显色时间、显色剂的添加量和显色温度均对吸光度有影响。确定最佳条件:显色时间为30min,显色剂加入量为0.3-0.45mL,显色温度为20-35℃。
2、乙酰丙酮的分光光度法
乙酰丙酮分光光度法最初用于检测工业废气和环境空气中的甲醛含量。随着时间的推移,它逐渐被用于检测室内空气中的甲醛,成为检测空气中甲醛的典型方法。
主要原理是空气中的甲醛气体被水吸收后,在pH值为6的醋酸-醋酸铵缓冲介质溶液中,在沸水浴中与乙酰丙酮反应生成稳定的黄色化合物,可在413nm波长处检测。比色定量。甲醛质量浓度为2.0?g/mL时,30000倍质量浓度铵离子、500倍质量浓度乙醛、400倍质量浓度苯酚共存不干扰测定结果;与等质量SO2、2.5倍质量NOх共存时,甲醛回收率不低于95%。
对乙酰丙酮分光光度法检测空气中甲醛的实验条件进行优化,优化后该方法检出限为0.024μg/mL,线性范围为0.05~2.0μg/mL,线性相关系数为0.9996,检测空气中甲醛的最低含量为 0.008mg/m3。如果对乙酰丙酮光度法的检测条件,如显色温度、时间、比色皿长度等进行了较为全面的研究并对该方法精密度、准确度进行验证。实验结果表明:优化后该方法检出限降至0.008mg/m3,精密度及准确度均满足要求。
该方法的主要优点是乙酰丙酮显色剂稳定,重复性和选择性好,不受乙醛干扰;缺点是灵敏度低。取样量为0.5-10.0mL时,检出限为0.5mg/m3,高于《室内空气质量标准》规定的最大允许浓度,因此仅适用于室内空气甲醛含量的检测高于 0.5mg/m3。此外,由于空气中二氧化硫的干扰,产生稳定显色物质所需的反应时间较长,因此很难快速检测空气中的甲醛。
3、AHMT分光光度法
AHMT分光光度法最初用于检测住宅区和公共场所空气中的甲醛浓度。2003年3月1日国家有关部门(国家质检总局、卫生部、国家环保总局)联合颁布实施的国家标准《室内空气质量标准》,本法是检测室内空气中甲醛的方法之一。
AHM分光光度法原理:空气中的甲醛在碱性条件下与一定浓度的AHMT溶液发生冷凝,被高碘酸钾氧化成紫红色化合物。空气中的甲醛含量是根据紫红色化合物的颜色来判断的。该方法的优点是灵敏度高,选择性好。大气中的大部分醛类和二氧化氮、二氧化硫不干扰检测结果。另外,本方法所用的0.5% AHMT溶液置于棕色瓶中。中温保存,保质期可达半年。该方法的缺点是标准溶液和样品溶液的显色反应时间必须一致,
4、气相色谱法
气相色谱法具有样品消耗少、灵敏度高、效率高等特点,也可用于室内空气中甲醛的检测。主要原理是空气中的甲醛在酸性条件下吸附在涂有2,4-二硝基苯腈的载体上,甲醛与2,4-二硝基苯腈反应生成化学性质稳定的甲醛腙。二硫化碳洗脱,OV-色谱柱分离后,氢火焰离子检测器检测,以色谱峰高定量。这种方法的优点是可以分离空气中的醛和酮,二氧化硫和氮氧化物的存在不会干扰检测结果。而当采样体积为20L时,最低检测质量浓度为0.01mg/m3,检测范围为0.02~1.0mg/m3。但该方法所用设备价格昂贵,难以普及,大多用于科研实验室。
采用气相色谱法测定空气中的甲醛,研究了最大进样量、程序温度、蒸发传递时间和温度、载气流速和填料类型等参数对检测结果的影响。优化后绝对检出限和方法检出限均有所提高。
用蒸馏水吸收空气中的甲醛,室温吹扫捕集,气相色谱法测定。同时对甲醇用量、吹扫气流量和吹扫时间进行了优化研究。结果表明:在优化的实验条件下,该方法测定室内甲醛含量时甲醛的检测质量浓度达到0.04mg/m3。
5、简易取样仪器检测法
简易取样仪器的检测方法根据工作原理的不同主要分为光电光度法和电化学传感器法。简易取样仪器检测法实际上是使用便携式甲醛分析仪在现场取样、分析并直接读取检测结果的一种直读式检测方法。
由于具有携带方便、操作简单、检测迅速等特点,在日常室内空气质量监测中很受欢迎。我国现行国家标准GB50325-2020《土木建筑工程室内环境污染控制标准》中提到了用简易采样仪器检测方法检测室内空气中的甲醛。简易取样仪器检测方法应定期校准。当量程不大于0.50μmol/mol时,示值的最大允许误差为±0.05μmol/mol。但如有争议,以国家标准GB18204-2014《公共场所卫生检验方法第2部分:化学污染物》中AHMT分光光度计法测定结果为准。
5.1 电化学传感器法
电化学传感器法检测甲醛的原理:甲醛气体通过传感器,甲醛浓度信号在电解液和外加电压的作用下转化为电流信号,再通过放大和数字处理显示出甲醛浓度电路。空气中的一些气体如H2S、SO2、乙醇、氨气、甲醇气体和环境的相对湿度会干扰测试结果。
在相对湿度55.4%~68.7%条件下,采用美国Interscan公司生产的4160甲醛分析仪检测空气中的甲醛浓度,并与酚试剂分光光度法检测结果进行比较,配对t检验结果表明:在低浓度(<0.12 mg/m3)、中浓度(0.12~0.30mg/m3)和高浓度(>0.30mg/m3)下,两种方法的测试结果无显着差异,且两种方法的测试数据相关系数为0.9950。
采用基于化学传感器原理的便携式甲醛分析仪和AHMT比色法同时检测室内空气中的甲醛浓度,研究便携式甲醛分析仪检测数据的准确性。结果表明,电化学原理便携式甲醛分析仪的读数受湿度、共存干扰物质和室内甲醛浓度水平的影响很大。,甲醛浓度测定值与AHMT比色法基本一致。
5.2 光度法
光度法是一种基于光电化学和化学识别的分析方法。光电光度法检测室内空气中甲醛浓度的原理:当甲醛气体通过浸泡有显色剂的纸张检测单元时,纸张发生化学反应,颜色由白变黄。甲醛浓度是根据变色程度引起的反射光强度变化与甲醛浓度的对应关系得到的。
采用光电光度法甲醛气体检测仪检测多组分甲醛标准气体,分析了检测仪的显示误差、重复性、线性范围和相关系数,研究了温度和湿度对显示结果的影响。结果表明,气体检测仪在5-40℃的温度和20%-80%的相对湿度下显示出稳定的数值。仪器的总测量不确定度为 16.5%。
采用日本理研计器株式会社生产的FP-30甲醛分析仪和酚试剂法对空气中甲醛浓度进行测定和比较。实验结果验证了两种方法的平均值分别为(0.2205±0.2129)mg/m3和(0.2193±0.2122)mg/m3,t检验结果表明在统计学上无显着差异两种方法的结果表明,光电光度法与国标法具有可比性。
6、优缺点比较
综上所述,室内空气中甲醛的检测方法有很多种,不同的检测方法都有各自的要求和适用范围。针对不同的场合,可以采用相应的检测方法。作为传统的实验室方法,AHMT分光光度法、乙酰丙酮分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法等方法在空气甲醛的检测中发挥了很大的作用。
作为传统的实验室方法,无论是分光光度法还是气相色谱法,现场采样都需要携带大量的甲醛气泡采样管、甲醛吸收液和甲醛采样管,采集的样品需要带回实验室进行分析。长,难以满足大规模检测的需要。此外,样品采集、储存和运输也不方便。
简易采样仪器检测法是一种有别于传统实验室方法的空气中甲醛的现场检测方法。携带方便,操作简单,检测速度快。它在日常室内空气质量检测中非常受欢迎。然而,检测空气中甲醛的简单采样仪器检测方法受环境影响较大。无论是基于光学传感器还是基于电化学原理的传感器,都不同程度地存在寿命短、稳定性差异大等缺点,影响了其发展。
从目前的发展来看,传统的实验室方法已经成熟,比色体系也比较稳定,是值得信赖的方法。其中,AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法或其改进优化的分光光度法在室内空气甲醛检测方法中仍占据主导地位。但是,这并不意味着没有发展简单取样仪器检测方法的机会。总之,随着光学和电化学分析技术的发展,研制灵敏度高、选择性好、不受温度、湿度影响和共存气体干扰的简易采样仪器是未来现场研究的热点之一。