室内空气中甲醛的浓度水平

实验三 室内空气中甲醛的污染现状调查 甲醛是无色、具有强烈气味的刺激性气体，能与蛋白质结合。吸入高浓度甲 醛后，会出现呼吸道的严重刺激和水肿、眼刺痛、头痛，也可发生支气管哮喘。 经常吸入少量甲醛空气， 能引起慢性中毒， 出现粘膜充血、 皮肤刺激症以及头痛、 胃纳差、心悸、失眠等症状，严重的还可导致癌症和遗传疾病。 甲醛是室内空气中常见的污染物。建筑和装修时使用的粘合剂、化纤地毯、 油漆涂料以及化妆品、清洁剂、杀虫剂、食物和烹饪、烟草烟等均能挥发产生甲 醛。 目前我国的甲醛污染主要来源于室内装修，近些年因室内装修及家具中的甲 醛挥发物引起的恶性伤害案件近年频频发生。与室外环境相比， 室内空气污染更 严重， 人们约有 80%的时间是在室内度过， 室内空气污染对人体健康造成的危害 更大，因此，掌握室内空气中甲醛浓度水平的分析方法、评价其污染状况具有重 要意义。 一、实验目的 1.了解分光光度法测定空气中甲醛的基本原理，掌握其操作步骤。 2.掌握室内空气中甲醛浓水平度的检测以及评价的基本方法。 二、实验原理 空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪， 嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝 绿色化合物。用分光光度法测定其吸光度，可用于甲醛的定量分析。反应方程式 如下： N + A+B Fe3+ Fe3+ A （嗪） B （蓝绿色） 12 用 5 mL 样品溶液，本法测定范围为 0.1～1.5 μg；采样体积为 10 L 时，可测 浓度范围 0.01～0.15 mg/m3。 灵敏度为 2.8 μg/吸光度 。 甲醛检出下限为 0.056 μg。 当甲醛含量 0.4～1.0 μg/5 mL 时，样品加标回收率为 93～101%。 二氧化硫共存时，使测定结果偏低。因此对二氧化硫干扰不可忽视，可将气 样先通过硫酸锰滤纸过滤器（见附录 A），予以排除。 三、仪器和试剂 1. 仪器 (1) 大型气泡吸收管：出气口内径为 1 mm，出气口至管底距离等于或小于 5mm。 (2) 恒流采样器：流量范围 0~1 L/min。流量稳定可调，恒流误差小于 2%， 采样前和采样后应用皂沫流量计校准采样系列流量，误差小于 5%。 (3) 具塞比色管：10 mL。 (4) 分光光度计：在 630 nm 测定吸光度。 2. 试剂 本法中所用水均为重蒸馏水或去离子交换水，所用试剂纯度一般为分析纯。 (1) 吸收液原液： 称量0.10 g酚试剂[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl， 简称NBTH]， 加水溶解，倾于 100 mL 具塞量筒中，加水到刻度，为吸收原液。放 4℃冰箱中 保存，可稳定 3 天。实验时量取吸收原液 5 mL，加 95 mL 水，即为吸收液。需 新鲜配置。 (2) 甲醛标准贮备溶液：取 2.8 mL 含量为 36～38%甲醛溶液， 放入 1 L 容量 瓶中，加水稀释至刻度。此溶液 1 mL 约相当于 1 mg 甲醛。其准确浓度需用碘 量法标定。标定方法如附录 B 所示。 (3) 甲醛标准溶液：临用时，将甲醛标准贮备溶液用水稀释成1.00 mL 含 10 μg 甲醛，立即再取此溶液 10.00 mL，加入 100 mL 容量瓶中，加入 5 mL 吸收原 液，用水定容至 100 mL，此液 1.00 mL 含 1.00 μg 甲醛，放置 30 min 后，用于 配制标准色列管。此标准溶液可稳定 24 h。 四、实验步骤 1. 采样点选择 根据所选择的室内环境的实际情况，采样前需要进行规划布点。采样点选择 13 应遵循一下原则。 (1) 采样点的数量：采样点的数量根据监测室内面积大小和现场情况而确 定。原则上小于 50 m2的房间应设 1~3 个点；50~100 m2设 3~5 个点；100 m2以 上至少设 5 个点。在对角线上或梅花式均匀分布。 (2) 采样点应避开通风口，离墙壁距离应大于 0.5 m。 (3) 采样点的高度：原则上与人的呼吸高度相一致，相对高度 0.5~1.5 m。 2. 样品采集 用一个内装 5 mL 吸收液的大型气泡吸收管，以 0.5 L/min 流量，采气 10 L。 并记录采样点的温度和大气压力。采样后样品在室温下应在 24 h 内分析。 3. 绘制标准曲线 取 10 mL 具塞比色管，用甲醛标准溶液按下 3-1 表制备标准系列。 表 3-1甲醛标准系列 管号 标准工作液/ mL 吸收液/ mL 甲醛含量/ μg 0 0 5.0 0 1 0.10 4.9 0.1 2 0.20 4.8 0.2 3 0.40 4.6 0.4 4 0.60 4.4 0.6 5 0.80 4.2 0.8 6 1.00 4.0 1.0 7 1.50 3.5 1.5 8 2.00 3.0 2.0 各管中， 加入 1%硫酸铁铵溶液 0.4 mL， 摇匀。 放置 20 min。 用 1cm 比色皿， 以在波长 630 nm 下，以水参比，测定各管溶液的吸光度。以甲醛含量为横座标， 吸光度为纵座标，绘制曲线，并计算回归斜率，以斜率倒数作为样品测定的计算 因子 Bg（μg/吸光度）。 4. 样品测定 采样后，将样品溶液全部转入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使总 体积为 5 mL。按绘制标准曲线的操作步骤测定吸光度(A)；在每批样品测定的同 时，用 5 mL 未采样的吸收液作试剂空白，测定试剂空白的吸光度（A0）。 五、结果计算 （1）将采样体积按公式（1）换算成标准状态下采样体积 V 0 V t T 0 /273 t P / P 0 （1） 式中：V0―标准状态下的采样体积，L； Vt―采样体积，为采样流量（L/min）×采样时间（min）； 14 t―采样点的气温，℃； T0―标准状态下的绝对温度 273K； P―采样点的大气压力，kPa； P0―标准状态下的大气压力，101 kPa。 （2）空气中甲醛浓度按公式（2）计算 c=[(A-A0）×Bg]/V0（2） 式中：c―空气中甲醛，mg/m3； A―样品溶液的吸光度； A0―空白溶液的吸光度； Bg―由实验计算得到的计算因子，μg//吸光度； V0―换算成标准状态下的采样体积，L。 六、思考题 1. 查找相应标准，评价所监测的空气中甲醛的污染状况。 2. 试分析室内空气中甲醛的主要来源。 3. 了解甲醛的其他监测分析方法，与酚试剂分光光度法相比，有何优缺点? 附录 A 硫酸锰滤纸的制备 取 10 mL 浓度为 100 mg/mL 的硫酸锰水溶液， 滴加到 250 cm2玻璃纤维滤纸 上，风干后切成碎片，装入1.5 ×150 mm 的 U 型玻璃管中。采样时，将此管接在 甲醛吸收管之前。此法制成的硫酸锰滤纸，有吸收二氧化硫的效能，受大气湿度 影响很大，当相对湿度大于 88%，采气速度 1 L/min，二氧化硫浓度为 1 mL/m3 时，能消除 95%以上的二氧代硫，此滤纸可维持 50h 有效。当相对湿度为 15～ 35%时，吸收二氧化硫的效能逐渐降低。所以相对湿度很低时，应换用新制的硫 酸滤纸。 附录 B 甲醛标准储备液的标定 1. 试剂 (1) 1%硫酸铁铵溶液： 称量 1.0 g 硫酸铁铵[NH4Fe （SO4） 12H2O]用 0.1 mol/L 2