工作场所空气中甲醛的酚试剂分光光度测定法的试验条件探讨

张琳 刘福英 苏玥

（四川安全生产检测检验技术研究院 四川成都 610091）

[摘要] 本文通过对GBZ/T160.54-2007.6,工作场所空气中脂肪族醛类化合物甲醛的酚试剂分光光度法的实验室检测条件进行了了探讨，摸索出了笔者认为的最佳试验条件，然后调整了实验室分析条件，并对调整后的方法进行了精密度、准确度等的测定，结果良好。故笔者建议将GBZ/T160.54-2007.6方法中作些调整。 [关键词] 空气;甲醛;酚试剂;分光光度法

甲醛以其活泼的反应性能和低廉的价格,被广泛应用于合成树脂的原料。而这些树脂又被用作各种人造板的粘合剂和涂料的基料,成为建筑、装饰材料、橡胶、农药等的化工产品的重要组成部分。故甲醛已经成为室内环境的主要污染物之一。甲醛于常温下系无色易溶的刺激性气体,人体可通过呼吸道吸收。甲醛对皮肤和粘膜有强烈的刺激作用,低浓度时有异味和不适感,长期接触可引起人体免疫系统、呼吸系统、神经系统及皮肤、肝等器官的损害；高浓度甲醛是一种遗传毒性物质,可疑人类致癌物,能与DNA发生加合作用而导致DNA损伤。[1]

甲醛的检测方法有很多种，工作场所空气中的甲醛检测一般采用酚试剂分光光度法，但在多次的检测过程中，我们发现甲醛非常不稳定，测定起来总是不太顺利，所以为了更好地进行此项目的测定，我们对GBZ/T160.54-2007.6,工作场所空气中脂肪族醛类化合物甲醛的酚试剂分光光度法的检测条件进行了探讨，实验过程如下。

1 材料与方法 1.1 仪器

T6新悦可见分光光度计,恒温水浴箱,10mL具塞比色管。 1.2 试剂

甲醛标准溶液1.0μg/mL（国家标准物质研究所）,酚试剂溶液1g/L,硫酸铁铵溶液(10g/L)。 1.3 原方法

1.3.1 原理:空气中的甲醛与酚试剂反应生成吖嗪,在酸性溶液中，吖嗪被铁离子氧化生成蓝色化合物，在5nm波长测量吸光度，进行定量。

1.3.2 操作步骤:取7只具塞刻度试管，分别加入0.0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00mL标准溶液，加水至2.60mL，配成0.0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00g甲醛标准系列。各管加入2.0mL酚试剂溶液，加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；加入0.40mL硫酸铁铵溶液，摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温。于5nm波长测量吸光度；测定各标准系列，每个浓度重复测定3次。以测得的吸光度均值对甲醛含量(g)绘制标准曲线。

用测定标准系列的操作条件测定样品和空白对照，测得的吸光度值减去空白

[2]

对照的吸光度值后，由标准曲线得甲醛的含量(g)。

2 结果与讨论

2.1 酚试剂法测定甲醛的标准曲线

用GBZ/T160.54-2007.6方法做出的标准曲线，其代表性曲线见图1。

图1 甲醛标准曲线（酚试剂法）

2.0μg甲醛显色液吸光度A为0.7左右，当吸光度值达到此值时，对于本实验室所采用的T6新悦可见分光光度计而言，从仪器测量误差角度,A已处于该分光光度计的读数误差边缘,测定结果会受到影响，故我们将方法中的将标准溶液定容至5mL改为定容至10mL，这样可以使测得的溶液吸光度值降低，也方便于比色。 2.2 吸收波长

取1.0μg甲醛于10mL具塞比色管中,按GBZ/T160.54-2007.6,工作场所空气有毒物质测定脂肪族醛类化合物甲醛的酚试剂分光光度法进行操作。显色液在600～700nm波长范围内测定吸光度A,吸收光谱显示,显色液最大吸收峰为625～630nm,故此后的实验我们都选用630nm波长进行测定。 2.3 酚试剂用量试验

取8支10mL具塞比色管,分别加入2.0mL1．0μg/mL甲醛标准应用液,各管分别加入不同量的酚试剂溶液,加水至9.60mL,加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；每管加入0.40mL硫酸铁铵溶液，摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温后，在630nm下比色。同时做2组平行样，并做空白试验，记录吸光度A,结果见表1和图2（减去空白后）：

表1 酚试剂用量试验 酚试剂用量0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 （mL） 0.292 0.328 0.350 0.352 0.355 0.359 0.362 0.363 吸光度 0.296 0.326 0.350 0.352 0.358 0.360 0.362 0.363 均值 0.294 0.327 0.350 0.352 0.357 0.360 0.362 0.363

0.40.350.30.250.20.150.10.0500.30.60.91.21.51.82.12.4吸光度 图2 酚试剂用量试验

可见酚试剂的用量为0.9mL以上时，测得的吸光度值基本稳定，酚试剂价格昂贵,过量使用既浪费且使空白值提高，故下面的实验都改为加入1.0mL的酚试剂。

2.4 硫酸铁铵用量试验

取7支10mL具塞比色管,分别加入1.0mL1．0μg/mL甲醛标准应用液,分别加水至8.95、8.90、8.85、8.80、8.75、8.70、8.60mL,各管分别加入1.0mL酚试剂溶液,加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；分别加入不同量的硫酸铁铵溶液，摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温后，在630nm下比色。同时做2组平行样，并做空白试验，记录吸光度A,结果见表2（减去空白后）：

表2 硫酸铁铵用量试验 硫酸铁铵用量0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.40 （mL） 0.084 0.096 0.147 0.177 0.179 0.177 0.180 吸光度 0.086 0.094 0.150 0.176 0.175 0.179 0.179 均值 0.085 0.095 0.149 0.176 0.177 0.178 0.179 试验表明,10g/L硫酸铁铵溶液0.20mL,足能氧化1.0μg甲醛与酚试剂反应生成的吖嗪，也就是0.40mL的硫酸铁按溶液足能氧化2.0μg甲醛与酚试剂反应生成的吖嗪。

2.5 生成吖嗪的反应时间试验

取7支10mL具塞比色管,分别加入1.0mL1．0μg/mL甲醛标准应用液,各加水至8.60mL,并按10min的时间间隔分别加入1.0mL酚试剂溶液,1小时后各加入硫酸铁铵溶液0．40mL,混匀,放置30min后,于630nm下比色,同时做2组平行样，并做空白试验，测定吸光度A，测定结果见表3（减去空白后）：

表3 生成吖嗪的反应时间试验 显色时0 10 20 30 40 50 60 间（min） 0.088 0.124 0.150 0.151 0.171 0.178 0.180 吸光度 0.086 0.112 0.151 0.148 0.172 0.176 0.176 均值 0.087 0.118 0.151 0.150 0.172 0.177 0.178 试验表明,在室温20℃下,此步反应50min比较充分。 2.6 硫酸铁铵溶液的酸度选择

取5支10mL具塞比色管,分别加入1.0mL1.0μg/mL甲醛标准应用液, 分别加水至8.60mL,各管分别加入1.0mL酚试剂溶液,加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；分别加入不同酸度的硫酸铁铵溶液0.40mL，摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温后，在630nm下比色。同时做2组平行样，并做空白试验，测定吸光度A，测定结果见表4（减去空白后）：

表4 硫酸铁铵溶液的酸度选择试验 硫酸铁铵溶液0.09 0.18 0.36 0.72 1.44 酸度（moL/L） 0.168 0.172 0.168 0.169 0.138 吸光度 0.173 0.170 0.171 0.169 0.141 均值 0.171 0.171 0.170 0.169 0.140 结果表明，酸度在0.09～0.72 moL/L之间的硫酸铁铵溶液的显色效果比较好。

2.7 温度对显色反应的影响

取24支10mL具塞比色管,每4个为一组，第一组第一管作为空白样，其余三管分别加入1.0mL1.0μg/mL甲醛标准应用液,分别加水至8.60mL,各管分别加入1.0mL酚试剂溶液,加塞，摇匀，于45±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；加入硫酸铁铵溶液0.40mL，摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温后，在630nm下比色。第2组、第3组、第4组、第5组分别将加热温度改为35±1℃、40±1℃、50±1℃、55±1℃外，其余都同第一组操作，测定吸光度A。第6组除加入酚试剂后（不加热）放置1h，加入硫酸铁铵溶液后放置30min比色，其余都同第一组操作，测定吸光度A。测定结果见表5，其中吸光度A值为除去空白后。

表5 温度对显色反应影响 吸 加 热 温 度 （ ℃ ） 光 度 35 40 45 50 55 室温（24） 空白 0.032 0.035 0.034 0.031 0.031 0.034 A1 0.159 0.165 0.159 0.160 0.142 0.175 A2 0.161 0.1 0.163 0.162 0.147 0.174 A3 0.157 0.1 0.161 0.167 0.146 0.176 均值 0.159 0.1 0.161 0.163 0.145 0.175 结果表明，加热温度为35～50℃之间，测定的结果比较一致，温度过高测定结果降低，室温下反应测定的吸光度值最高。

我们再在15min、30min、45min、60min、75min、90min、120min后对第1组和第6组溶液反复测定。结果发现第1组溶液（45±1℃）在一个小时内测定，其吸光度保持稳定，第6组（室温24℃）溶液的测定结果随着时间变化，不稳定。 2.8 实验效果验证

综上实验，我们选择以下条件进行盲样测定。

取7只10mL具塞刻度试管，分别加入0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00mL标准溶液，加水至8.60mL，配成0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00g甲醛标准系列。各管加入1.0mL酚试剂溶液，加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；加入0.40mL硫酸铁铵溶液（酸度为0.18moL/L），摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温。于630nm波长测量

吸光度；测定各标准系列，每个浓度重复测定3次。以测得的吸光度均值对甲醛含量(g)绘制标准曲线。

用测定标准系列的操作条件测定三个平行盲样并用空白对照，测得的吸光度值减去空白对照的吸光度值后，由标准曲线得甲醛的含量(g)，测定结果在范围内且非常理想。

2.9 方法的检出限：

选取我们平时做的一条比较好的标准曲线，其方程式为：y=0.1560x+0,00466,计算吸光度0.02对应的浓度值，得出该法检出限为0.098g/ml。 2.10 方法的精密度

取7只10mL具塞刻度试管，分别加入0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00mL标准溶液，加水至8.60mL，配成0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00g甲醛标准系列。各管加入1.0mL酚试剂溶液，加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；加入0.40mL硫酸铁铵溶液（酸度为0.18moL/L），摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温。于630nm波长测量吸光度；测定各标准系列，每个浓度重复测定3次。以测得的吸光度均值对甲醛含量(g)绘制标准曲线。

取3只10mL具塞刻度试管,分别加入国家环境保护总局标准样品研究所生产的浓度为（0.76875±0.05）的标准样品0.40mL、1.30mL、2.20mL，得到浓度为0.3075±0.20、0.9994±0.065、1.6912±0.11的样品，用测定标准系列的操作条件测定并用空白对照，在一天内分别测定6次，测定结果见表6。

表6 方法的精密度试验 取样量（mL） 0.40 1.30 2.20 0.3356 1.0055 1.7068 0.3272 1.0016 1.6763 0.3174 0.9952 1.6511 浓度 0.3139 0.9832 1.6524 0.3072 0.9949 1.6615 0.3191 1.0020 1.6575 均值 0.3173 0.9971 1.6693 变异系数 1.05% 0.80% 2.13% 三种浓度的变异系数均小于10%，符合要求。 2.11 方法的准确度：加标回收率试验

取7只10mL具塞刻度试管，分别加入0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00mL标准溶液，加水至8.60mL，配成0.0、0.30、0.50、0.80、1.00、1.50、2.00g甲醛标准系列。各管加入1.0mL酚试剂溶液，加塞，摇匀，于43±1℃水浴中放置10min，其间摇动2～3次；加入0.40mL硫酸铁铵溶液（酸度为0.18moL/L），摇匀；再放入水浴中加热10min，取出，用自来水冷却至室温。于630nm波长测量吸光度；测定各标准系列，每个浓度重复测定3次。以测得的吸光度均值对甲醛含量(g)绘制标准曲线。

取9只10mL具塞刻度试管, 每3只为一组，每组第1管作为空白样，每组分别加入不同量的国家环境保护总局标准样品研究所生产的浓度为（0.76875±0.05）的标准样品，再分别加入不同量的甲醛标准溶液，用测定标准系列的操作条件测定并用空白对照，每个样品分别测定6次，测定结果见表7。

表7 加标回收率试验

样品 本底值 加标值 测定值 0.3446 0.3446 1.0074 1.0067 1.6651 1.6588 1 0.2 0.2 2 0.2 0.2 3 0.5 0.6 4 0.5 0.6 5 0.8 1.0 6 0.8 1.0 加标回收率均符合要求。 回收率（%） 92.0 92.0 101.7 101.6 103.3 102.7

3 小结与建议

通过上述相关试验, 笔者建议将GBZ/T160.54-2007.6方法中作些调整: (1) 检测波长选择630 nm。（2) 将标准溶液定容至5mL改为定容至10mL。(3) 酚试剂溶液用量改为1.0 mL。(4)配制10 g/L 硫酸铁铵溶液时,溶剂采用0.18moL/L硫酸。

[参考文献]

[1] 管敏娅.酚试剂法测定不同场所空气中甲醛的方法探讨.中国卫生检验杂志2007年7月第17卷第7期:1239

[2] 中华人民共和国国家职业卫生标准GBZ/T 160.54－2004工作场所空气中脂肪族醛类化合物的测定方法