采用气相色谱法分析室内空气中的甲醛含量 |
采用气相色谱法分析室内空气中的甲醛(Formaldehyde)含量
室内空气中的甲醛（HCHO）主要来自室内家具、涂料、办公用品等挥发污染物中。常州甲醛检测长期接触低浓度甲醛蒸汽，可有头痛、软弱无力等症状。国外报告14%~16%的工人接触甲醛后出现消化障碍、兴奋、震颤、视力障碍。在甲醛浓度达到0.2-0.7mg/m3的车间内，长时间工作工人有食欲丧失、体重减轻、乏力、头痛、心悸和失眠等现象。据报告，甲醛还可引起触觉、痛觉和温觉障碍(感觉过敏最常见，常局限于身体的一侧或某些局部)，身体一侧(常为右侧)排汗过多，身体两侧皮肤温度不等。由于甲醛性质活泼而又价廉，广泛(extensive)用于合成树脂的原料，这些树脂又被进一步用于粘合剂、涂料的基料，当其成为建筑装饰装修材料进入室内后，甲醛缓慢释放出来并长期存在于室内环境中，成为危害(wēihài)健康的“隐形杀手”[1]。甲醛刺激人体粘膜，引发过敏、哮喘等疾病，危害人体免疫系统和引发各种病变，已被世界卫生组织确定为致癌与致畸的物质，所以必须控制室内空气中的甲醛含量。GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定室内空气中的甲醛限值为0.10mg/m3（1h均值）。
室内空气中的甲醛含量测定方法有多种，HJ/T167-2004《室内环境空气质量监测技术规范》推荐的检验方法有AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法、乙酰丙酮分光光度法和电化学传感器法，其中气相色谱法（GC）因其具有操作简单、测定线性宽、选择性好、灵敏度高、检测快速等特点而获得一定范围的应用，因此本文探讨气相色谱法检测室内空气甲醛含量的原理、方法及注意事项等内容。
1.检测原理
空气中的甲醛，由于分子量较低，直接采用氢火焰离子化检测器（FID）检测响应值较低，而利用甲醛在酸性介质中与涂在6201担体上的2，4-二硝基苯肼（2，4-DNPH）发生脱水反应，生成比较稳定的衍生物甲醛腙，可以提高检测的响应值。用二硫化碳作萃取溶剂洗脱后，经0V-1色谱柱分离，再用FID检测，以保留时间定性，以峰高（峰面积）定量。进样品洗脱液5μL时，检出下限为0.2μg/mL；若以流量0.5L/min采气50L，检出下限浓度为0.01mg/m3，测定范围是0.021mg/m3。
2.检测方法
2.1试剂和材料。所有试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。二硫化碳，经纯化处理。2，4-DNPH二氯甲烷(CH4)溶液，浓度2mg/L。盐酸溶液，浓度2mol/L。甲醛标准储备溶液，取2.8mL甲醛溶液（含甲醛36% 38%），移入1L容量瓶，加水稀释至刻度，并用碘量法进行标定。甲醛标准溶液，临用前以甲醛标准储备溶液稀释至1μg/mL。吸附剂，称取10g6080目6201担体，以40mL 2，4-DNPH二氯甲烷溶液处理、干燥，备用。
2.2仪器与设备。常州空气检测广义的空气检测是指对空气的组成成分的检测。狭义的空气检测，主要是从应用的角度，重点研究的是室内空气检测。它是指室内指装饰材料、家具等含有的对人体有害的物质，释放到家居、办公环境中造成的装修污染，来检测空气质量。气相色谱仪。氢火焰离子化检测器。具塞比色管（5mL）。微量注射器（10μL，经体积校正）。色谱柱，柱长2m，内径3mm，固定相（0V-1），担体Shimalitew（80100目）。采样管，长100mm，内径5mm，装150mg吸附剂，两端用玻璃棉封堵，胶帽密封。空气采样器、温度计、气压表等。
2.3样品采集。根据房间大小布设采样点，面积<50m3，13个点；50100m3，35个点；>100m3，点数≥5点。采样点要避开已知或潜在污染源、通风口，距门窗>1m，离墙壁>0.5m。采样高度一般0.51.5m。采样时将滴有盐酸溶液(róng yè)的采样管与抽气装置相连，以0.5L/min速率采气50L，用胶帽封闭(fēng bì)，记录气压和温度。
2.4色谱操作条件的选择。色谱柱条件，见2.2节。以下条件取决于色谱仪型号和性能：⑴柱温（Tc），由于衍生物沸点为166±1℃，一般Tc≥200℃（但应低于分解温度），提高Tc，分离度下降；反之，分离度提高，但分析时间延长；当分离较困难时，采用程序升温。⑵气化室温度（Ti），Ti≥Tc+2030℃。⑶检测室温度（Td），Td≥Ti。⑷氢气流量（QH2），一般QH2=4060mL/min。⑸氮气流量（QN2），QN2=（11.5）×QH2。⑹空气流量（Q空气）， Q空气>300mL/min。
2.5绘制标准曲线或测定校正因子。进行定量计算时常采用外标法或单点校正法，前者需要绘制标准曲线，后者需要测定校正因子。绘制标准曲线时，取5支采样管，向吸附剂表面滴加1滴盐酸溶液(róng yè)后，用微量注射器吸取甲醛标准溶液，然后按照甲醛含量在020范围(fàn wéi)内5个浓度点（例如4μ
G、8μ
G、12μ
G、16μg和20μg），向采样管内准确注入甲醛标准溶液，塞上玻璃棉后反应10min。再将采样管内的吸附剂分别移入5个具塞比色管内，各加入1.0mL二硫化碳，稍微摇动，浸泡30min，制得甲醛洗脱溶液标准管。然后取5.0μL不同浓度点的标准洗脱液，注入色谱柱，得到色谱峰和保留时间。每个浓度点重复（repeat)3次，测量峰高（峰面积）平均值，以甲醛浓度为横坐标，平均峰高（峰面积）为纵坐标，绘制标准曲线（如图1所示），计算回归线斜率，斜率倒数为计算因子Bs。
测定校正因子的方法(method)与前述方法类似，分别取空白溶液及与试样浓度接近的标准洗脱液，进色谱柱。常州环境检测中心环境保护日益被重视起来，随之环境监测市场不断扩大， 传统的环境监测站已经不能完全满足社会的环境监测需求，国家逐步开放了环境监测领域渠道，对于专业从事环境监测，具备CMA 环境检测资质的社会化环境检测机构，作为第三方检测的有生力量，已成为社会委托性质的环境监测的首选。分别重复3次，按计算因子。分别为标液、空白溶液的平均峰高（峰面积），标液浓度。
2.6样品测定。将样品采样管内的吸附剂全部移入具塞比色管中，如前述绘制标准曲线方法一样，按加入二硫化碳、浸泡、入色谱柱的次序操作(operate)和测定，每个样品重复3次，以保留时间定性甲醛(Formaldehyde)，测量峰高（峰面积），得其平均值。按照同样步骤做空白试验。
外标定量法的甲醛浓度按下式计算：
（1）
上式中：c——空气中的甲醛浓度， ；
H、h0——分别为样品溶液、空白溶液的峰高（峰面积）平均值；
Bs——由标准曲线得到的计算因子；
V1——样品洗脱溶液总体积，mL；
V0——换算为标况下的采样体积，L；
Es——洗脱效率(efficiency)，由实验确定。
单点校正法可按下式计算甲醛浓度：
（2）
式中：f——校正（词义:校对改正)因子；
C、
H、h0、V1、V0、Es符号意义与式（1）相同。
3.关于气相色谱法测定室内空气中甲醛含量的一些讨论
采用前述气相色谱法测定室内空气甲醛含量线性好、灵敏度(Sensitivity)高、回收率较高，而且甲醛标准溶液衍生后在室温下放置72h，甲醛测定含量变化率小于4%[1]。但衍生物(Derivatives)同分异构体的分离问题比较难解决，而且分析操作要求比较高，进样量要求非常准确，操作条件也需要严格控制（control)[2]。另外，洗脱剂二硫化碳有毒，对实验室分析人员的健康有害，这也是需要注意(attention)的。由于需要使用专用色谱柱，仪器利用率较低，同时，因为苯、甲苯、二甲苯等唯一常规分析方法(method)就是气相色谱法，故此当这些物质(material)也需要大量测定时仪器方面会比较紧张。
分析室内空气中的甲醛含量有多种方法可供选择，目前实验室使用比较多的还是分光光度法，虽然操作简便、性能稳定、成本低、易控制，但由于显色需要一定温度和时间，故测试时间较长，且存在一定干扰，而气相色谱法速度较快、灵敏、干扰少，有条件的实验室仍可以采用。
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