酚試劑分光光度法

目前民用建筑工程室內環境污染物檢測甲醛的方法為《公共場所空氣中甲醛測定方法》GB/T18204.26，稱為酚試劑分光光度法。今天，小編就對酚試劑分光光度法測定室內甲醛的方法進行介紹。

1、酚試劑分光光度法的主要原理和方法分析

酚試劑，又被稱作MBTH。在采集樣品之前先配制好酚試劑吸收液。用大氣采樣器對目標建筑物室內檢測點進行樣品采集。室內空氣中的甲醛與酚試劑反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物，根據顏色深淺，比色定量。

 酚試劑分光光度法其優勢在于檢測過程中，操作簡便，檢測的靈敏度較高。但其缺點是對酚試劑的選擇要求較高，市面上很多酚試劑的穩定性不好，在儲存期間或者試驗時容易分解，對試驗結果造成很大影響。而且酚試劑還容易受到濕度和溫度等因數影響。

2、酚試劑分光光度法檢測的主要流程

2.1 選擇合理的試劑和儀器

在檢測過程中，需要選擇合理的試劑和儀器，以保證檢測工作能夠順利進行。在選擇儀器時，通常選擇的是可見分光光度計。此外，選擇合適酚試劑尤為重要，實驗室條件允許盡量采用進口酚試劑如美國、德國產的。實驗室用水要求通過實驗室內部的電導率、pH等測試合格的蒸餾水。

在配制溶液過程中，需要嚴格按照規范進行，從而保證選取的試劑具有科學性和合理性。

①對于吸收溶液，在配制吸收溶液時，先稱取0.10g的酚試劑，然后將稱取的酚試劑加入到水中，當酚試劑溶解后，將溶液倒入100mL具塞量筒中，此溶液為吸收原液，在冰箱中可保存3d。

②在配置吸溶液時，檢測人員需要量取吸收原液，所量取的劑量是5mL，再將95mL的水加入到其中，此為吸收液。

③配制1%的硫酸鐵胺溶液。在配制該溶液過程中，檢測人員要稱取1.0g的硫酸鐵銨溶液，然后量取0.1摩爾每升的鹽酸溶液，使得硫酸鐵胺溶液能夠被溶解，將其稀釋成為100mL。

④甲醛標準貯備溶液的配制。在配制溶液時，要量取2.8mL濃度為36～38%的甲醛溶液，將溶液倒入1L的容量瓶內，然后加入水，使其達到相應的刻度。對于1mL的甲醛標準貯備溶液，其相當于1mg的甲醛，溶液的正確濃度應當采用碘量法來標定。

⑤甲醛標準溶液的配制。通常情況下，在臨用甲醛標準溶液時，需要用水將甲醛標準貯備溶液稀釋成每1.00mL溶液含有1.00mg的甲醛溶液，立刻量取10mL的該溶液，將其放入到100mL的容量瓶中，再放入5mL的吸收原液，通過采取用水定容的方法，確保溶液為100mL。對于該溶液而言，1.00mL的該溶液含有1mg甲醛，當將溶液放置30min以后，用來配置標準色列管，甲醛標準溶液穩定時間能夠達到24h。

2.2 采集樣品

甲醛吸收液現配現用。用大氣采樣器進行樣品采集，選取合適容量的大氣泡吸收管，裝5mL的酚試劑吸收液。采樣速度為0.5L/min采集20min，檢測人員要記錄檢測時的大氣壓力和溫度，樣品采集后24h內完成分析。

2.3 繪制標準的曲線

在運用酚試劑分光光度法檢測室內甲醛過程中，需要準備9支容量為10mL的具塞比色管，檢測人員應當嚴格按照表1中的制備標準系列進行配制。在9支試管中都加入1%的硫酸鐵胺溶液，將溶液予以搖至均勻，將其放置15min，15min以后測量溶液的吸光度。在繪制標準的曲線期間，橫坐標代表的是甲醛含量，縱坐標代表的是吸光度，然后結合圖像計算回歸線的斜率。

 在運用酚試劑分光光度法檢測室內空氣中甲醛濃度時，由于在配置藥劑時存在誤差，要采用標準甲醛溶液與藥劑配合使用，進而繪制規范的甲醛標準曲線，能夠實現校準所配制的藥劑。在檢測時，將分光光度計波長設定為630nm，保證檢測時溫度在20.0℃±2，濕度不超過75%的條件下進行試驗。實驗室沒有溫濕度控制設備，如氣溫較低時可以適當延長顯色時間，使其顯色反應進行完全。

3、酚試劑分光光度法在室內甲醛檢測中的分析

3.1 加標回收率的實驗

準備兩份已知濃度為0.50μg/ml和1.00μg/ml的甲醛樣品。分別將0.30μg和0.5μg以及1.00μg的甲醛溶液加入其中，對含量進行測定，并計算回收率。通過實驗和計算，可以計算出兩組加標水平的甲醛回收率如表2所示，由此可以看出，回收率在95～105%范圍內，在加標水平下，甲醛的回收率在96～99%之間。

3.2 標準曲線對高濃度樣品試驗的偏差實驗

由于吸光光度法工作原理是基于不同物質對不同波長的光波具有選擇性吸收的能力而建立起來的分析方法。根據研究實驗發現，物質溶液在吸收分光光度計中發射出的特征波長后，經過檢測器對光信號處理后得到的吸光度與其物質溶液的濃度存在一定的關系：

　　A=Kbc

　　式中：

　　A：吸光度

　　b：比色皿長度

　　c：溶液濃度

　　K：常數

　　當入射光波長、吸光溶液的性質和溫度一定時，A與b、c成正比。

所以，我們利用特定波長的單色光（通常用最大吸收波長的入射光）照射不同濃度的某一溶液時，所得的吸光度大小應與溶液濃度呈線性關系，故可利用該線性關系通過計算或查標準曲線來求得未知溶液的濃度。

根據朗伯-比爾定律和和色譜檢測原理，隨著濃度的增加響應值也會隨之增加，是一種正向相關，而且無論濃度增加為多大，所產生的響應值都不會低于濃度比其低產生的響應值。所以，響應曲線應該是單調的、與濃度呈正相關的、無拐點的一條曲線。由此可以得出相關曲線的兩種基本形態。

在我們日常的實驗分析中，由于檢測器的限制，實際上得到的相應曲線，只能是“凸型”的，下面只討論這種形態的相應曲線。這種凸型曲線，用數學表述的特點是，一階導數大于0，二階導數小于0。對于這點的感性理解就是，凸型曲線的代表的函數是增函數，斜率在初始點最大之后依次遞減，直到斜率無限接近0。

根據規范甲醛標準曲線制備系列要求，采用甲醛標準溶液（濃度為100㎎/L）配制三條甲醛標準曲線，由得出的標準曲線可以看出，在甲醛樣品濃度為0.00㎎/L～2.00㎎/L這個范圍里，濃度值和吸光度呈現一一對應的線性關系。在這個區間內，任意一個濃度值，都可以得出一個與之對應的吸光度。正因為濃度與吸光度呈線性關系，我們可以從分光光度計測出樣品的吸光度來換算樣品的濃度。（甲醛標準曲線配制系列見表1）

經盲樣（甲醛標準樣品編號：204518；標定值：1.72㎎/L；不確定度為：0.13及甲醛標準樣品編號：204522；標定值：0.715㎎/L；不確定度為：0.041）測試后，三條甲醛標準曲線均滿足甲醛濃度檢測試驗分析要求。其曲線分別為：

　　甲醛1#曲線:y=0.3756x+0.1323；R2=0.9997

　　甲醛2#曲線:y=0.3923x+0.0144；R2=0.9998

　　甲醛3#曲線:y=0.3667x+0.0151；R2=0.9996

　　準備三個已知濃度為3.00㎎/L、5㎎/L、10㎎/L的樣品。用分光光度計進行吸光度的檢測，代入上述甲醛標準曲線得出對應的濃度值，結果見表3

式中：

　　C  空氣中的甲醛濃度㎎/m?

　　m  樣品中得甲醛質量μg

　　標準狀態下的采樣體積 L

　　由公式分析可知室內環境空氣中的甲醛含量的不確定度主要來自于采樣過程中甲醛含量的分析。其中標準采樣體積不確定度包括：采樣體積的準確性和重復性。采樣試驗過程時的溫度、壓力。樣品中甲醛含量的分析不確定度來源于標準樣品、標準曲線的制作、儀器示值、樣品稀釋等引入的不確定度。

　　當我們對酚試劑分光光度法測定室內環境甲醛濃度試驗進行不確定度評定時，準確性和重復性、溫度、壓力、樣品稀釋可以根據不確定度A類評定中的貝塞爾法，在重復性條件下對被測量X作n（n≥10）次獨立重復試驗，得到單次測量的不確定度。將得到的單次實驗標準差s（xk）計算其n次獨立測量結果的平均值實驗標準差作為其測量結果的最佳估計值。但當測量次數較少時，對于計算標準偏差，使用極差法會比貝塞爾法更合適。

　　而實驗儀器最大偏差、標準樣品、標準曲線的制作、儀器示值、樣品稀釋等引入的不確定度可以根據不確定度B類評定。信息來源于檢定證書或校準證書，其他資料或手冊。根據證書或者資料上得到的擴展不確定度Up及對應的置信概率p計算相對應的標準不確定度。根據國家計量技術規范JJF1059-1999指出，若證書未指出被測量分布，一般被測量X的分布為正態分布。但正態分布置信概率p對應的包含因子kp值最大，因此得到的標準不確定度最小。所以，當遇到未知被測量分布時，選擇包含因子kp值較小的分布，如矩形分布或三角分布比較合適。

　　最后通過疊加各個分量不確定度來合成不確定度，計算出自由度及該實驗室此酚試劑分光光度法測定室內環境甲醛濃度試驗的擴展不確定度。如要再考慮如電壓、試驗環境等因數引入的不確定度，可通過建立包含黑箱模型的數學模型來進行不確定度評定。

4、結束語-總結

綜上所述，為了酚試劑分光光度法測定室內甲醛濃度試驗結果更穩定可靠，首先要控制好實驗室的溫濕度。溫度過低或者濕度過大會對分光光度計里面的光路檢測系統有所影響。在溫度偏低時樣品顯色時間相對延長，讓顯色反應進行完全。對于高濃度樣品宜進行稀釋處理，不然的出數據將會偏低。做好試驗過程記錄，如溫濕度、氣壓記錄；試劑、藥品配制記錄等。當試驗結果出現異常時可以逐一排查，也可以為試驗的不確定度評定提供數據依據。

實踐表明，酚試劑分光光度法測定室內環境空氣甲醛含量具有穩定性好，結果可靠，操作簡便等優點，能滿足室內空氣監測試驗操作的要求。因此，酚試劑分光光度法應在檢測行業中得到廣泛的推廣與應用，進而為實現人類美好的生存環境做出應有的貢獻。