刘   健 ¹   毕林彬 ¹   廖   佳 ¹   卓   灏 ¹

摘 要 研究不同保存温度和形式下甲醛溶液吸光度的变化情况。结果表明，在吸光度相对偏差不超过plusmn;10%时，避光条件下，采样前酚试剂吸收液，常温（25℃）下可保存8天，低温（4℃）下可稳定11天以上。采样后甲醛溶液，常温可稳定4天，低温（4℃）至少可稳定6天。在实际应用中，采样前后可将溶液低温保存不超过5天，既能满足测试要求，又能兼顾时效。

关键词 保存条件；稳定性；酚试剂；甲醛；分光光度法

 Research of Preservation Condition and Stability for MBTH Absorbent in Determination of Formaldehyde by Spectrophotometric

 LIU Jian ¹   BI Lin-Bin ¹   LIAO Jia ¹   ZHUO Hao ¹

Abstract To research the changes of absorbance for formaldehyde solution which preserved under different temperatures and ways. The result shows that, in case of the relative deviation of absorbance was not more than plusmn;10%, under dark conditions, the MBTH absorbent before sampling can stable in 8 days under normal temperature (25℃) while 11 days at least under low temperature(4℃). After sampling, the formaldehyde solution can stable in 4 days under normal temperature (25℃) while 6 days under low temperature(4℃). In practical situation, before or after sampling, the solution could be preserved not more than 5 days under low temperature, which both well suited for testing application and prescription.

Keywords preservation condition; stability; MBTH absorbent; formaldehyde; spectrophotometric

引言 

甲醛是一种无色有刺激性气味的气体，又称蚁醛，易溶于水和有机溶剂，除对人体眼、鼻、口腔等粘膜具有刺激性外，还具有毒性和致癌作用。长期接触较高浓度的甲醛，可造成眼部、呼吸系统及免疫系统的损害，引发白血病等多种疾病^[1]，故甲醛被世界卫生组织国际癌症研究机构列为一类致癌物。室内居住环境条件下的甲醛主要来源于油漆涂料、木制品板材、胶黏剂等装饰装修材料，是室内空气的主要污染物之一，近年来已引起公众的关注。我国国家标准对室内空气中甲醛含量有严格的限量要求。GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》^[2]要求甲醛含量不超过0.10 mg/m³。新修订的GB 50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》^[3]将II类建筑甲醛限量从0.1 mg/m³调整为0.08 mg/m³，I类建筑甲醛限量从0.08 mg/m³调整为0.07 mg/m³，室内空气中甲醛限值日趋严格。目前室内空气中甲醛含量的测定方法主要有AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法、光电光度法^[4]。其中酚试剂分光光度法因其操作便捷、结果可靠，是室内空气甲醛检测的首选方法。

酚试剂分光光度法测定甲醛的原理是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，用分光光度计在630 nm处测定溶液吸光度，依据朗伯比尔定律定量。GB/T 18204.2-2014标准方法中注明酚试剂母液的保存条件为“放冰箱中保存，可稳定3 d”，采样后溶液“室温下应在24 h内分析”^[4]。该标准方法对甲醛检测的时效要求过高，且没有明确低温冷藏条件下采样后甲醛样品溶液的存放时间，给实际检测工作带来困难，因此，有必要研究采样前后吸收液和甲醛溶液的稳定性，确定合理的保存温度、形式和时间。

本文通过测定不同保存温度及形式下甲醛溶液吸光度的变化情况，模拟采样前后酚试剂吸收液和甲醛样品溶液的保存极限，确定符合实际情况的有效存储时间，为实际检测工作中吸收液和甲醛溶液的保存提供指导。

1  仪器与试剂

1.1 仪器

紫外可见分光光度计，Evolution 201PC，Thermo Fisher公司；超纯水机，Syergy UV，Millipore公司；电子天平，BSA224S-CW，Sartorius公司；超声波清洗仪，KQ-300DE，昆山市超声仪器有限公司。

1.2 试剂

甲醛标准溶液100 mg/L，GSB 07-3141-2014，环境保护部标准样品研究所。酚试剂[C₆H₄SN(CH₃)C:NNH₂middot;HCl]，色谱纯，Sigma公司；硫酸铁铵，分析纯，广州化学试剂厂；盐酸（37%），优级纯，广州化学试剂厂；去离子水。

2  实验方法 

2.1 溶液的配制

甲醛标准储备液（20 mg/L）：移取20.0 mL甲醛标准溶液于100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，冰箱冷藏保存。

甲醛标准工作液（2.0 mg/L）：移取10.0 mL甲醛标准储备液于100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，冰箱冷藏保存。

酚试剂母液（1.0 g/L）：称取0.10 g酚试剂于100 mL容量瓶中，用去离子水超声溶解并定容至刻度。

盐酸溶液（0.1 mol/L）：量取9.0 mL浓盐酸（37%），缓缓加入1000 mL水中。

显色剂（10 g/L）：称取1.0 g硫酸铁铵，用0.1mol/L盐酸溶液超声溶解并稀释至100 mL。

2.2 样品溶液的制备

酚试剂吸收液：移取酚试剂母液50.0 mL于1000 mL容量瓶中，用去离子定容至刻度，均分两份，分别于常温（25℃，空调控温）和低温（4℃冷藏，冰箱控温）条件下避光保存，分别标记为A、B。

低浓度甲醛加标样品溶液C（0.2mu;g/5mL）：移取酚试剂母液25.0 mL、甲醛标准储备液1.0 mL于500 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，均分2份，分别于常温和低温条件下避光保存，溶液标记分别为C1、C2。

高浓度甲醛加标样品溶液D（1.0mu;g/5mL）：移取酚试剂母液25.0 mL、甲醛标准储备液5.0 mL于500 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，均分2份，分别于常温和低温条件下避光保存，溶液标记分别为D1、D2。

2.3 紫外可见分光光度计参数

吸光度测定参数：测定波长 630 nm；比色皿宽度 10 mm；参比溶液 水；狭缝宽度 1.0 nm。扫描参数：波长范围 800 nm～400 nm；扫描速度 100 nm/min；数据间隔 0.5 nm；积分时间0.3 s；数据格式 吸光度。

2.4 测定步骤

酚试剂吸收液低浓度加标：取4根10 mL比色管，分别移取4.5 mL常温和低温件下保条的酚试剂吸收液A和B各于2根比色管中，加入甲醛标准工作液（2.0 mg/L）0.1 mL和0.4 mL去离子水，配制成甲醛含量为0.2 mu;g/5mL的待测液，标记为A1、A2。

酚试剂吸收液高浓度加标：取4根10 mL比色管，分别移取4.5 mL常温和低温件下保条的酚试剂吸收液A和B各于2根比色管中，加入甲醛标准工作液（2.0 mg/L）0.5 mL，配制成甲醛含量为1.0mu;g/5mL的待测液，标记为B1、B2。

将溶液摇匀，静置30 min，使甲醛与酚试剂充分反应^[5]，溶液温度平衡至室温（25℃）。 

另取8根10 mL比色管，分成两组，分别移取5.0 mL常温和低温保条件下的甲醛加标液C1、C2和D1、D2于两组比色管中，静置使溶液温度平衡至室温。

在以上16根比色管各管中加入0.4 mL硫酸铁铵，在常温（25℃）显色20 min^[6]，用紫外可见分光光度计于630 nm处测定各溶液吸光度，以1天为时间间隔，各平行测定2次。以第一天初始吸光度测量值为基准，考察吸光度随保存时间的变化情况。同时定期扫描显色后溶液在400 nm～800 nm范围内的光谱吸收情况。

3  结果与讨论

3.1 相对偏差的影响

GB/T 18204.2-2014标准中酚试剂分光光度法重复测定的变异系数最大为5%，样品加标回收率为93%~101%。参考文献[7]考察了酚试剂分光光度法测定空气中甲醛含量的不确定，其测量结果及扩展不确定度（k=2）为0.120plusmn;0.016 mg/m³，按百分比换算其扩展不确定度为plusmn;13%。由于本次测量为日间间隔测定，非同一时段重复测定，故取不超过plusmn;10%的相对偏差作为吸光度是否明显变化的依据，暂不考虑检测结果间极差影响。

3.2 保存形式对溶液吸光度的影响

3.2.1 以酚试剂吸收液形式保存

此保存条件用以考察酚试剂吸收液采样前的稳定性。经11天连续测定（含溶液配制当天），常温条件下，酚试剂吸收液经低浓度加标检测结果11天内相对偏差为-1.4%~9.9%，高浓度加标检测结果前8天内相对偏差为-8.4%~4.3%。低温条件下，低浓度加标检测结果11天内相对偏差为-8.3%~8.3%，高浓度加标检测结果11天内结果相对偏差在-7.1%~9.0%。故将采样前吸收液避光，常温储存至少可稳定8天（含配制溶液当天），低温储存至少可稳定11天。吸光度及相对偏差见表1及表2。

3.2.2 以甲醛加标液形式保存

此保存条件用以考察用采样后甲醛样品溶液的稳定性。常温条件下，低浓度甲醛样品溶液检测结果前4天内相对偏差为0%~5.6%，高浓度甲醛样品溶液检测结果前8天内相对偏差为-7.3%~6.7%。低温条件下，低浓度甲醛样品溶液检测结果前6天内相对偏差为-9.7%~6.9%，高浓度甲醛样品溶液检测结果前11天内相对偏差为-10.0%~5.0%。故将采样后样品溶液避光，常温下储存至少可稳定4天，低温储存至少可稳定6天，吸光度及相对偏差见表1及表2。

3.3 保存温度的影响

     采样前酚试剂吸收液，在常温条件下进行甲醛加标测试，低浓度的测定结果在整个测试期内均满足测试要求，高浓度的测定结果负偏差逐渐增大。可能原因为酚试剂在温度较高时稳定性差，部分变质，虽能完全吸附较低浓度的甲醛，但无法完全与吸收液中的较高浓度下的过量甲醛反应，造成最终吸光度测定结果降低。低温保存条件下进行的甲醛加标测试，吸光度测定结果在整个测试期内均满足测试要求，可见低温储存能提高酚试剂稳定性。

采样后样品溶液，两种温度保存条件下，溶液吸光度均随保存时间的增加而变大，仅低温情况下的稳定时间稍长于常温，但时长均明显短于以吸收液形式保存后采样测定的方式。吸光度变化趋势与参考文献[8]在常温条件下采样后实验样品存放时间对结果的影响的测定结果一致，可能是甲醛与酚试剂反应生成的嗪类化合物稳定性较差，两种保存温度下均不能长时间稳定，详见图1、图2及图3。

图1 低浓度甲醛溶液吸光度的变化趋势

Fig.1 Trends of absorbance for low concentration formaldehyde solutions 

图2 高浓度甲醛溶液吸光度的变化

Fig.2 Trends of absorbance for high concentration formaldehyde solutions

3.4 最大吸收波长的影响

酚试剂溶液显色后的蓝绿色溶液在610 nm～680 nm处均有较强吸收，峰形呈平台状，虽标准要求630 nm处为测定波长，但该处特征吸收并不明显。第1天和第11天光谱扫描结果显示，溶液吸光度偏差明显增大时，溶液最大吸收波长虽由630 nm漂移至626 nm，但两处吸收强度没有明显差别，且吸收峰形状及轮廓仍较为一致，故甲醛溶液吸光度改变并非由最大波长改变引起。

3.5 溶液温度变化的影响

为使低温储存溶液维持较为恒定的低温状态，免受温度回升造成的影响，低温储存溶液从冰箱取出后立即取样。由于该溶液温度与室温差异较大，待温度回升至室温后溶液体积会有变化，造成与常温储存条件下同等浓度的溶液吸光度有一定偏差，但方法数据按保存时间纵向比对，未进行数据间横向比对，不影响结果评定。

3.6 显色温度及显色时间的影响

GB/T 18204.2-2014标准中要求的显色时间是室温下15 min，但未对室温作出具体规定，根据参考文献[9]等研究温度和保存方式对酚试剂法测甲醛的影响，得出结论，随着显色温度的提高，溶液达到稳定且完全显色所需时间逐渐减少，在25℃时最佳显色时间为20 min,

3.7 甲醛标准曲线

以甲醛含量c(mu;g)为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。曲线方程为A=0.341c+0.009，相关系数为r=1.000。所有溶液吸光度均在曲线条件下进行测量，由于甲醛吸光度与浓度具有线性关系，故进行相对偏差计算时，仅采用吸光度进行计算，见图5。

3.8 加标溶液反应时间的影响

在酚试剂吸收液中加入甲醛溶液时，需让溶液中甲醛与酚试剂反应30 min^[5]，使甲醛全部转化为嗪，否则会造成测定结果偏低，同时，硫酸铁铵显色液需在反应完全后再加入，提前加入会造成无法显色。甲醛加标溶液立即显色所测吸光度比反应30 min后再显色低-18.3%~-45.3%，甲醛高浓度加标情况下负偏差增大。先加显色剂再进行甲醛加标后溶液吸光度很低，接近试剂空白溶液吸光度,见表3。

3.9 结论

在采样过程中，由于甲醛浓度高低无法确定，应严格控制溶液的保存时限，酚试剂吸收液避光保存，常温条件（25℃）下最多可稳定8天，低温（4℃）条件下最多可稳定11天。采样后的甲醛溶液在避光条件下，常温（25℃）至少可稳定4天，低温（4℃）至少可稳定6天。在实际应用时，采样前后可将溶液低温保存，从酚试剂吸收液配制到甲醛含量测定在5天内完成，多天采样后，甲醛样品可低温避光存放一同分析，既能满足测试要求，又能兼顾时效，提高检测效率。

【该文经CNKI学术不端文献检测系统检测，总文字复制比为0.9%。】

基金项目：珠海进出口公共技术服务平台产学研协同创新计划项目 《涂蜡纸中有害物质向食品的迁移研究及安全评估》（项目编号：IETP201901012）

第一作者：刘健（1986-），男，汉族，重庆人，助理工程师，本科，研究方向为化工品、消费品及环境样品理化分析，E-mail：ljian2690@163.com

1.拱北海关技术中心  珠海  519015  1. Technical Center of Gongbei Customs District, Zhuhai  519015

表1 不同保存条件下甲醛溶液的吸光度(单位：Abs)

Table 1 Absorbance of formaldehyde solutions under different preservation conditions (Unit: Abs)

表2 不同保存条件下甲醛溶液吸光度测试结果的相对偏差（单位：%）

Table 2 Relative deviation of absorbance for formaldehyde solutions under different preservation conditions (Unit:%)

 图3 相对偏差变化趋势

Fig.3 Trends of relative deviation

图4 甲醛溶液在400 nm～800 nm处的吸光度扫描

Fig.4 Scan of absorbance for formaldehyde solutions between 400 nm～800 nm

图5 甲醛溶液标准曲线

Fig.5 Standard curve of formaldehyde solutions

表3 不同反应时间和试剂加样顺序甲醛溶液的吸光度（单位：Abs）

Table 3 Absorbance of formaldehyde solutions under different reaction time

and agent adding sequence (Unit:Abs)

参考文献

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[2]国家质量监督检验检疫总局 卫生部 国家环境保护总局.GB/T 18883-2002:室内空气质量标准[S].北京,中国标准出版社, 2003.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部 国家市场监督管理总局. GB 50325-2020 :民用建筑工程室内环境污染控制标准[S].北京,中国计划出版社, 2020.

[4]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 中国国家标准化管理委员会. GB/T 18204.2-2014:公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物[S].北京,中国标准出版社, 2014.

[5]胡彦军,孙晶,姜海磊.提高酚试剂法检测甲醛浓度的准确度的方法[J].科技传播, 2013, 12:135-136.

[6]李才津,陈岳,蒋家保.温度对酚试剂分光光度法测定空气中甲醛的影响[J].中国环境监测, 2007, 23(3):18-19.

[7]宋向东,吴丙毅,刘西红. 酚试剂分光光度法测定空气中甲醛含量不确定度评定[J].现代测量与实验室管理, 2006, 5:36-37.

[8]高智浩.酚试剂分光光度法测定空气中甲醛含量实验中样品存放时间对结果的影响探讨[J].广东建材, 2011, 7:24-25. 

[9]韩帅帅,张玮亮,马向东,等.温度和样品保存方式对酚试剂法测甲醛的影响[J].广州化学, 2019, 44(3):47-50.

（文章类别：CPST-B）