室內環(huán)境空氣中甲醛的保準測定方法:國家標準《公共場所空氣中甲醛測定方法》(GB/T18204.26-2000):
**法:酚試劑分光光度法 (仲裁法)
**法:氣相色譜法
**法:酚試劑分光光度法
1 原理
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蘭綠色化合物。根據顏色深淺,比色定量。
本法中所用水均為重蒸餾水或去離子交換水;所用的試劑純度一般為分析純。
2.1吸收液原液:稱量0.10g酚試劑[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl,簡稱NBTH],加水溶解,傾于100ml具塞量筒中,加水到刻度。放冰箱中保存,可穩(wěn)定三天。
2.2吸收液:量取吸收原液5ml,加95ml水,即為吸收液。采樣時,臨用現(xiàn)配。
2.3 1%硫酸鐵銨溶液:稱量1.0g硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·12H2O]用0.1mol/L鹽酸溶解,并稀釋至100ml。
2.4碘溶液[C(1/2I2)=0.1000mol/L]:稱量40g碘化鉀,溶于25ml水中,加入12.7g碘。待碘完全溶解后,用水定容至1000ml。移入棕色瓶中,暗處貯存。
2.5 1mol/L氫氧化鈉溶液:稱量40g氫氧化鈉,溶于水中,并稀釋至1000ml。
2.6 0.5mol/L硫酸溶液:取28ml濃硫酸緩慢加入水中,冷卻后,稀釋至1000ml。
2.7硫代硫酸鈉標準溶液[C(Na2S2O3)=0.1000mol/L]:可用從試劑商店購習的標準試劑,也可按附錄A制備。
2.8 0.5%淀粉溶液:將0.5g可溶性淀粉,用少量水調成糊狀后,再加入100ml沸水,并煎沸2~3min至溶液透明確。冷卻后,加入0.1g水楊酸或0.4g氯化鋅保存。
2.9甲醛標準貯備溶液:取2.8ml含量為36~38%甲醛溶液,放入1L容量瓶中,加水稀釋至刻度。此溶液1ml約相當于1mg甲醛。其準確濃度用下述碘量法標定。
甲醛標準貯備溶液的標定:**量取20.00ml待標定的甲醛標準貯備溶液,置于250ml碘量瓶中。加入20.00ml[C(1/2I2)=0.1000mol/L]碘溶液和15ml 1mol/L氫氧化鈉溶液,放置15min,加入0.5mol/L硫酸溶液,再放置15min,用[C(Na2S2O3)=0.1000mol/L]硫代硫酸鈉溶液滴定,至溶液呈現(xiàn)淡黃色時,加入1ml 5%淀粉溶液繼續(xù)滴定至恰使蘭色褪去為止,記錄所用硫代硫酸鈉溶液體積(V2),ml。同時用水作試劑空白滴定,記錄空白滴定所用硫化硫酸鈉標準溶液的體積(V1),ml。甲醛溶液的濃度用公式(1)計算:
甲醛溶液濃度(mg/ml)=(V1-V2)×N×15/20……………………(1)
式中:V1――試劑空白消耗[C(Na2S2O3)=0.1000mol/L]硫代硫酸鈉溶液的體積,ml;
V2――甲醛標準貯備溶液消耗[C(Na2S2O3)=0.1000mol/L]硫代硫酸鈉溶液的體積,ml;
N――硫代硫酸鈉溶液的準確當量濃度;
15――甲醛的當量;
20――所取甲醛標準貯備溶液的體積,ml。
二次平行滴定,誤差應小于0.05ml,否則重新標定。
2.10甲醛標準溶液:臨用時,將甲醛標準貯備溶液用水稀釋成1.00ml含10μg甲醛、立即再取此溶液10.00ml,加入100ml容量瓶中,加入5ml吸收原液,用水定容至100ml,此液1.00ml含1.00μg甲醛,放置30min后,用于配制標準色列管。此標準溶液可穩(wěn)定24h。
3.1大型氣泡吸收管:出氣口內徑為1mm,出氣口至管底距離等于或小于5mm。
3.2恒流采樣器:流量范圍0~1L/min。流量穩(wěn)定可調,恒流誤差小于2%,采樣前和采樣后應用皂沫流量計校準采樣系列流量,誤差小于5%。
3.3具塞比色管:10ml。
3.4分光光度計:在630nm測定吸光度。
用一個內裝5ml吸收液的大型氣泡吸收管,以0.5L/min流量,采氣10L。并記錄采樣點的溫度和大氣壓力。采樣后樣品在室溫下應在24h內分析。
5.1標準曲線的繪制
取10ml具塞比色管,用甲醛標準溶液按下表制備標準系列。
管號 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
標準溶液( 吸收液( 甲醛含量( ml)ml)μg) | 0 5.0 0 | 0.10 4.9 0.1 | 0.2 4.8 0.2 | 0.4 4.6 0.4 | 0.60 4.4 0.6 | 0.80 4.2 0.8 | 1.00 4.0 1.0 | 1.50 3.5 1.5 | 2.00 3.0 2.0 |
各管中,加入0.4ml,1%硫酸鐵銨溶液,搖勻。放置15min。用1cm比色皿,以在波長630μm下,以水參比,測定各管溶液的吸光度。以甲醛含量為橫座標,吸光度為縱座標,繪制曲線,并計算回歸斜率,以斜率倒數(shù)作為樣品測定的計算因子Bg(微克/吸光度)。
5.2樣品測定
采樣后,將樣品溶液全部轉入比色管中,用少量吸收液洗吸收管,合并使總體積為5ml。按繪制標準曲線的操作步驟(見6.1)測定吸光度(A);在每批樣品測定的同時,用5ml未采親的吸收液作試劑空白,測定試劑空白的吸光度(A0)。
6.1將采樣體積按公式(2)換算成標準狀態(tài)下采樣體積
V0=Vt·T0/(273+t)·P/P0…………………………(2)
式中:V0――標準狀態(tài)下的采樣體積,L;
Vt――采樣體積,L=采樣流量(L/min)×采樣時間(min);
t――采樣點的氣溫,℃;
T0――標準狀態(tài)下的**溫度273K;
P――采樣點的大氣壓力,kPa;
P0――標準狀態(tài)下的大氣壓力,101kPa。
6.2空氣中甲醛濃度按公式(3)計算
C=(A-A0)×Bg/V0…………………………(3)
式中:C――空氣中甲醛mg/m3;
A――樣品溶液的吸光度;
A0――空白溶液的吸光度;
Bg――由6.1項得到的計算因子,微克/吸光度;
V0――換算成標準狀態(tài)下的采樣體積,L。
7.1測量范圍
用5ml樣品溶液,本法測定范圍為0.1~1.5μg;采樣體積為10L時,可測濃度范圍0.01~0.15mg/m3。
7.2靈敏度
本法靈敏度為2.8微克/吸光度
7.3檢出下限
本標檢出0.056μg甲醛。
7.4干擾及排除
10μg酚、2μg醛以及二氯化氮對本法無干擾。二氧化硫共存時,使測定結果偏低。因此對二氧化硫干擾不可忽視,可將氣樣先通過硫酸錳濾紙過濾器(見附錄B),予以排除。
7.5再現(xiàn)性:當甲醛含量為0.1,0.6,1.5μg/5ml時,重復測定的變異系數(shù)為5%、5%、3%。
7.6回收率:當甲醛含量0.4~1.0μg/5ml時,樣品加標準的回收率為93~101%。
硫代硫酸鈉標準溶液制備及標定方法
A.1試劑
A.1.1碘酸鉀標準溶液[C(1/6KIO3)=0.1000mol/L]:準確稱量3.5667g經105℃烘干2小時的碘酸鉀(優(yōu)級純),溶解于水,移入1L容量瓶中,再用水定溶至1000ml。
A.1.2 0.1mol/L鹽酸溶液:量取82ml濃鹽酸加水稀釋至1000ml。
A.1.3硫代硫酸鈉標準溶液[C(Na2S2O3)=0.1000mol/L]:稱量25g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O),溶于1000ml新煮沸并已放冷的水中,此溶液濃度約為0.1mol/L。加入0.2g無水碳酸鈉,貯存于棕色瓶內,放置一周后,再標定其準確濃度。
A.2硫代硫酸鈉溶液的標定方法
**量取25.00ml[C(1/6KIO3)=0.1000mol/L]碘酸鉀標準溶液,于250ml碘量瓶中,加入75ml新煮沸后冷卻的水,加3g碘化鉀及10ml 0.1mol/L鹽酸溶液,搖勻后放入暗處靜置3min。用硫代硫酸鈉標準溶液滴定析出的碘,至淡黃色,加入1ml 0.5%淀粉溶液呈蘭色。再繼續(xù)滴定至蘭色剛剛褪去,即為終點,記錄所用硫代硫酸鈉溶液體積(V),ml,其準確濃度用下式算:
硫代硫酸鈉標準溶液濃度=0.1000×25.00/V
平行滴定兩次,所用硫代硫酸鈉溶液相差不能超過0.05ml,否則應重新做平行測定。
硫酸錳濾紙的制備
取10ml濃度為100mg/ml的硫酸錳水溶液,滴加到250cm2玻璃纖維濾紙上,風干后切成碎片,裝入1.5×150mm的U型玻璃管中。采樣時,將此管接在甲醛吸收管之前。此法制成的硫酸錳濾紙,有吸收二氧化硫的效能,受大氣濕度影響很大,當相對濕度大于88%,采氣速度1L/min,二氧化硫濃度為1ml/m3時,能消除95%以上的二氧代硫,此濾紙可維持50h有效。當相對濕度為15~35%時,吸收二氧化硫的效能逐漸降低。所以相對濕度很低時,應換用新制的硫酸濾紙。
**法:氣相色譜法
空氣中甲醛在酸性條件下吸附在涂有2,4-二硝基苯(2,4-DNPH)6201擔體上,生成穩(wěn)定的甲醛腙。用二硫化碳洗脫后,經OV-色譜柱分離,用氫焰離子化檢測器測定,以保留時間定性,峰高定量。
檢出下限為0.2μg/ml(進樣品洗脫液5μl)。
本法所用試劑純度為分析純;水為二次蒸餾水。
2.1二硫化碳:需重新蒸餾進行純化.
2.2 2,4-DNPH溶液:稱取0.5mg 2,4-DNPH于250ml容量瓶中,用二氯甲烷稀釋到刻度。
2.3 2mol/L鹽酸溶液。
2.4 吸附劑:10g 6201擔體(60-80目),用40ml2,4-DMPH二氯甲烷飽和溶液分二次涂敷,減壓,干燥,備用。
2.5甲醛標準溶液:配制和標定方法見酚試劑分光光度法。
3.1采樣管:內徑5mm,長100mm玻璃管,內裝150mg吸附劑,兩端用玻璃棉堵塞,用膠帽密封,備用。
3.2空氣采樣器:流量范圍為0.2~10L/min,流量穩(wěn)定。采樣前和采樣后用皂膜計校準采樣系統(tǒng)的流量,誤差小于5%。
3.3具塞比色管,5ml。
3.4微量注射器:10μl,體積刻度應校正。
3.5氣相色譜儀:帶氫火焰離子化檢測器。
3.6色譜柱:長2m,內徑3mm的玻璃柱,內裝固定相(OV~1),色譜單體Shimatew(80~100目)。
取一支采樣管,用前取下膠帽,拿掉一端的玻璃棉,加一滴(約50μl)2mol/L鹽酸溶液后,再用玻璃棉堵好。將加入鹽酸溶液的一端垂直朝下,另一端與采樣進氣口相連,以0.5L/min的速度,抽氣50L。采樣后,用膠帽套好,并記錄采樣點的溫度和大氣壓力。
5.1氣相色譜測試條件
分析時,應根據氣相色譜儀的型號和性能,制定能分析甲醛的*佳測試條件。下面所列舉的測試條件是一個實例。
色譜柱:柱長2m,內徑3mm的玻璃管,內裝OV-1+Shimalitew擔體。
柱溫:230℃。
檢測室溫度:260℃。
汽化室溫度:260℃。
載氣(N2)流量:70ml/min;
氫氣流量:40 ml/min;
空氣流量:450 ml/min。
5.2繪制標準曲線和測定校正因子。
在作樣品測定的同時,繪制標準曲線或測定校正因子。
5.2.1標準曲線的繪制:取5支采樣管,各管取下一端玻璃棉,直接向吸附劑表面滴加一滴約(50μl)20mol/L鹽酸溶液。然后,用微量注射器分別準確加入甲醛標準溶液(1.00ml含1mg甲醛),制成在采樣管中的吸附劑上甲醛含量在0~20μg范圍內有五個濃度點標準管,再填上玻璃棉,反應10min,再將各標準管內吸附劑分別移入不敷出5個具塞比色管中,各中入1.0ml二硫化碳,稍加振搖,浸泡30min,即為甲醛洗脫溶 液標準系列管。然后,取5.0μl各個濃度點的標準洗脫液,進色譜柱,得色譜峰和保留時間,。每個濃度點得重復做三次,測量峰高的平均值。以甲醛的濃度(μg/ml)為橫座標,平均峰高(mm)為縱座標,繪制標準曲線,并計算回歸線的斜率。以斜率的數(shù)作為樣品測定的計算因子Bs[μg/(ml·mm)]。
5.2.2測定校正因子:在測定范圍內,可用單點校正法求校正因子。在樣品測定同時,分別取試劑空白溶液與樣品濃度相接近的標準管洗脫溶液,按氣相色譜*佳測試條件進行測定,重復做三次,得峰高的平均值和保留時間。按下式計算校正因子:
f=C0/(h-h0)
式中:f――校正因子,[μg/(ml·mm)];
C0――標準溶液濃度,μg/ml;
h――標準溶液平均峰高;mm;
h0――試劑空白溶液平均峰高,mm;
5.3樣品測定:
采樣后,將采樣管內吸附劑全部移入5ml具塞比色管中,加入1.0ml二硫化碳,稍加振搖,浸泡30min。取5.0μl洗脫液,按繪制標準曲線或測定校正因子的操作步驟進樣測定。每個樣品重復做三次,用保留時間確認甲醛的色譜峰,測量其峰高,得峰高的平均值(mm)。
在每批樣品測定的同時,取未采樣的采樣管,按相同操作步驟作試劑空白的測定。
6.1用標準曲線法按下式計算空氣中甲醛的濃度。
C=(h-h0)·Bs/(V·Es)·V1
式中:C――空氣中甲醛濃度;mg/m3;
h――樣品溶液峰高的平均值,mm;
h0――試劑空白溶液峰高的平均值,mm;
Bs――用標準溶液制備標準曲線得到的計算因子,μg/ml·mm);
V1――樣品洗脫溶液總體積,ml;
Es――由實驗確定的平均洗脫效率;
V0――換算成標準狀況下的采樣體積,L。
6.2用單點校正法按下式計算空氣中甲醛的濃度;
C=(h-h0)·f/(V0·Es)·V1
式中:f――用單點校正法得到的校正因子,μg/(ml·mm);其他符號同上式。
7.1檢出下限濃度和測定范圍:若以0.2L/min流量,采氣20L時,檢出下限濃度為0.01mg/m3;其測定范圍為0.02~1mg/m3。
7.2精密度:甲醛濃度為20μg/ml和40μg/ml的標準溶液,進樣10μl時,其重復測定的相對標準差分別為8%和9%。
7.3準確度:將甲醛溶液為20μg/ml、30μg/ml和40μg/ml的標準溶液,各加10μl于樣品管中,測定其回收率分別為105%、112%和98%。
7.4干擾和排除:使用本法所列舉的氣相色譜條件,空氣中的醛酮類化合物可以分離,二氧化硫及氮氧化物無干擾。