浅谈乙酰丙酮分光光度法在室内环境甲醛检测中的实践应用

2023-10-30戴熙熙

皮革制作与环保科技 2023年17期

戴熙熙

（台州市路桥区环境监测站，浙江台州 318020）

引言

甲醛是室内环境中的无色刺激性气体，长期处于含有甲醛的室内环境中，会对人体健康构成严重危害。为有效减少室内环境中的甲醛含量，需要利用乙酰丙酮分光光度法做好室内环境甲醛检测工作。乙酰丙酮分光光度法在实际运用中操作较为简单，检测成本相对较低，是甲醛检测的重要技术之一。为了发挥乙酰丙酮分光光度法的实际应用效果，本文通过以下方式完成室内环境检测，并选择合适的方式降低室内环境中的甲醛含量，从而保障人民的健康及生活质量。

1 乙酰丙酮分光光度法概述

乙酰丙酮分光光度法作为甲醛检测的常用方式之一，主要利用乙酸－乙酸铵缓冲溶液，吸收空气中含有的甲醛气体，再将混合溶液溶入沸水中，并加入乙酰丙酮溶剂，在沸水充分加热的情况下促使显色剂与甲醛发生化学反应，最终生成黄色化合物。通过对黄色化合物颜色深浅进行分析，即可判断出室内环境中的甲醛含量[1]。为了确保甲醛含量检测结果达到精确度，可以使用分光光度计，在413 nm波长位置测定吸光度值，再结合甲醛浓度以及吸光度值绘制相应的关系曲线，以此完成甲醛定量分析工作。乙酰丙酮分光光度法在实际运用中，即使空气中含有酚和乙醛，也不会影响甲醛检测的最终结果，而且显色后的溶液可以保存12 h以上，测定误差也相对较小。利用乙酰丙酮，在室内环境采样工作完成后及时加入浓硫酸酸化，并在24 h内完成甲醛检测工作，可以有效防止甲醛的挥发与分解。

2 乙酰丙酮分光光度法在室内环境甲醛检测中的实验流程

2.1 主要仪器和试剂

在本次实验过程中，所使用的仪器主要是以TU-1901双光束紫外分光光度计为主，所使用的试剂包括乙酸铵、浓度为1.055的冰乙酸以及浓度为0.975的乙酰丙酮。在乙酰丙酮溶液制备过程中，需要使用少量的蒸馏水，对30 g左右的醋酸铵进行溶解，并在蒸馏水中加入3 mL的冰醋酸，形成缓冲溶液，再加入0.5 mL新蒸馏的乙酰丙酮，二者混合后需要加入适当的蒸馏水进行定容，形成100 mL的混合溶剂，再将溶剂pH值调节为6.0左右即可。完成后需要将溶液及时放入2～5 ℃的冰箱中储存[2]。在该溶剂使用过程中，需要在溶液中倒入50 mL左右的乙酰丙酮储备液，再加入适当的蒸馏水，确保混合溶剂定容达到250 mL左右。配置完成的混合溶液可保存30天左右。

2.2 实验条件

本次实验要求实验环境条件室温保持在23 ℃左右，室内湿度保持在47%，所使用的试剂则需要相关人员根据相关规定标准要求，再结合乙酰丙酮分光光度法的实际要求做好试剂配制工作。

2.3 样品的采集

采集甲醛的过程主要使用采样引气管、吸收管以及空气采样器。其中所选择的采样吸收管以50 mL以及125 mL为主，装液量控制在20 mL或50 mL，溶液的流通速度需要控制在0.75 L·min左右，甲醛气体采集时间控制在10分钟左右即可。

3 乙酰丙酮分光光度法在室内环境甲醛检测中的实验结果

3.1 标准曲线的绘制

本次实验分别采取0.00 mL、0.20 mL、0.80 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL以及7.00 mL的甲醛溶液，其中甲醛溶液浓度为5 μg/mL，随后加入2 mL左右的乙酰丙酮显色剂，再加入适量的蒸馏水，确保溶液含量达到10 mL左右。使用7只容量瓶，放入60 ℃左右的水浴中，放入时间控制在13分钟左右即可。在达到13分钟后及时取出容量瓶，在水浴温度冷却到与室温一致的情况下，及时使用1 cm的比色皿，以水作为参比溶液，并将波长控制在413 nm左右，完成吸光度测量作业。在本次曲线绘制中，以甲醛含量作为横轴，减去空白的校正吸光度作为纵轴，其曲线图如图1所示。

图1 甲醛溶液标准曲线

3.2 精密度实验

在本次实验研究过程中，气体采样体积达到9.07 L左右，溶剂定容量达到50 mL左右，取出10 mL的溶液完成甲醛浓度测定工作。其中室内环境中的甲醛浓度单位为C(μg/L)，在对甲醛浓度进行计算的过程中，其公式如式（1）所示。

在公式1中，C'代表标准曲线的对应溶液浓度，单位为（μg/mL)，V代表采样的体积，单位为（L）。在获取同一室内环境气体样品的基础上，重复测定6次，最终达到标准要求。

3.3 准确度实验

本次实验样品取样过程需要达到标准要求，取样浓度控制在1.71 μg/mL左右，实验重复测定达到6次，最终的测定结果数据如表1所示。

表1 样品测定结果

结合表1所示，本次实验最终结果达到了标准样品浓度范围要求（1.63～1.79 ug/mL)，使得本次实验最终满足标准要求。

3.4 实验条件优化

3.4.1 显色时间优化实验

在本次实验中，对显色时间进行了相应的优化实验。完全显色对本次实验检测室内环境甲醛浓度有着重要作用。在优化实验的过程中，获取6个标准样品，将其中1个标准样品浸入到水浴中，时间控制在3分钟左右，其余分别放置在室内环境中，时间控制在30分钟、1小时、2小时、4小时与12小时，随后统一完成吸光度测量工作，并绘制相应的标准曲线，同时对其进行比较。最终实验结果如表2所示。

表2 标准样品不同显色时间实验结果

如表2所示，在本次标准样品显色时间优化实验过程中，适当加入一定的显色剂，并且将溶剂放入室温环境下保持2小时，最终获得结果与沸水浴3分钟获得的结果相同，最终系数为0.998。

3.4.2 不同显色时间中的样品吸光度

本次实验所选择的样品以甲醛含量10 μg为主，获取不同显色时间的吸光度，如图2所示。根据图2可以了解到显色剂在加入样品后，样品在室温环境中需要放置2小时以上，才会出现显色现象，根据国家甲醛检测标准要求，显色剂在加入样品后，放入沸水浴中30分钟的情况下，整体效果并未发生任何改变。在甲醛与乙酰丙酮反应时间相对较长的情况下，最终所产生的反应产物并不会发生改变，所以在实验中放入室内环境温度下2小时，与在沸水浴中放入30分钟所获取的实验结果一致。

图2 相同样品不同显色时间的吸光度

3.4.3 水浴反应温度优化实验

为了对本次实验进行综合优化与分析，保障最终实验结果的可靠性，在实验过程中对水浴反应温度进行了优化实验。将样品放入不同的水浴温度中，以此观察样品显色物质颜色的实际变化情况，并对物质颜色变化浓度最大的情况以及相应的时间进行全面分析。在本次实验中，水浴温度分别控制在20℃、40℃、60℃、80℃、100℃以及120℃。最终实验结果如图3所示。

图3 显色时间与样品反应温度之间的关系

根据图3所示，水浴温度越高，则样品显色时间越短。本次实验发现水浴温度在达到60 ℃的情况下，样品显色时间为13分钟左右，整体显色时间以及显色效果达到最佳，为此在实验过程中，以水浴温度60 ℃为标准温度。

3.4.4 乙酰丙酮用量优化

结合以上实验结果，将水浴温度控制在60 ℃左右的基础上对样品进行显色，其余条件则保持不变，但在实验中对显色剂乙酰丙酮的加入量进行及时优化，并对样品的显色时间进行综合分析。最终结果如图4所示。

图4 乙酰丙酮加入量优化结果

根据图4所示，实验中加入的乙酰丙酮含量逐渐增加，则样品的显色时间逐渐减少，但在乙酰丙酮含量达到2 mL的情况下，样品显色时间变化并不明显，说明乙酰丙酮加入含量控制在2 mL的情况下为最佳。为此，在实验过程中，乙酰丙酮加入量应控制在2 mL左右。

3.5 室内环境中甲醛含量的最终测定结果

通过以上实验相关流程，将空气采样器流量调至0.5 L/min，将室内环境中的甲醛吸收到水溶液后，采集时间控制为20分钟，空气吸收10 L，运用50 mL水进行稀释，取10 mL样品进行检测，再用分光光度计测出吸光度值。在检测结果分析中，设室内环境中的甲醛浓度单位为C(μg.L-1)，完成甲醛浓度计算，详见式（2）。

其中C'代表标准曲线的对应溶液浓度，单位为（μg/mL)，V代表采样的体积，单位为（L），最终检测的甲醛含量并未超出检出限（0.5 μg/mL)，达到了国家安全标准的相关要求。

4 室内环境中的甲醛治理策略

4.1 加强绿色室内装修材料的研发

为了降低室内甲醛浓度，相关人员需要根据室内装修的实际情况，选择合适的绿色建筑材料，加强学习与利用国外绿色建材生产技术，研发新型绿色室内装修材料，以此降低室内甲醛浓度。例如近年来室内装修流行的乳胶漆及防霉壁纸等均属于绿色装修材料。有效运用绿色室内装修材料，不仅可以实现绿色环保功能，而且可以提升室内环境装饰效果，降低甲醛浓度，保障人体健康。

4.2 工艺合理化

由于装修材料所含的甲醛含量相对较多，而且反应温度及反应时间存在一定差异性，所以在室内装修材料使用过程中应尽可能选择优质材料，或者在室内使用胶黏剂时，适当加入其他助剂以降低甲醛含量。

4.3 有效应用甲醛治理手段

近年来，室内环境甲醛浓度问题逐渐受到了国内外研究人员的关注，为了降低室内环境中的甲醛浓度，相关人员使用了氧化技术与生物处理技术。氧化技术利用含有H202、Fe+2的化学药剂，对室内环境中的甲醛进行氧化处理；我国环保技术还通过优化与创新，研发应用了光催化氧化法及过氧化氢氧化法等，以上两种方式能够有效处理甲醛废水。同时利用生物处理法也能够对甲醛进行有效处理，而且该方式在实际运营中的成本相对较低，在室内环境甲醛处理中有一定的应用潜力。