环境空气中甲醛检测结果不确定度的研究

赵恒星（江苏优联检测技术服务有限公司南京分公司 江苏 南京210019）

甲醛是最简单常见的醛类物质， 是具有强烈刺鼻气味的挥发性毒性气体。 甲醛会严重影响人体的健康，目前已被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是公认的变态反应源，也是潜在的强致突变物之一， 在我国有毒化学品控制名单上高居第二位[1]。 实验证明，当甲醛浓度在0.12 ~ 1.2 mg/m3之间时，能导致肝功能、肺功能异常；当浓度在0.06 ~ 0.07 mg/m3之间时，儿童会发生气喘病[2]；达到30 mg/m3时，会立即致人死亡。 长时间接触低剂量的甲醛可引起慢性呼吸道疾病， 还可以造成细胞核的基因突变，引发癌症[3]。

近年来，随着新型室内装修材料、家具、经特殊整理的服装和布料等消费品的生产使用， 以及甲醛在食品、 化妆品中的使用，人们接触甲醛的机会大大增多。 我国规定工作场所空气中甲醛最高容许浓度为0.5 mg/m3，公共场所甲醛含量≤0.12 mg/m3，居室内空气中甲醛最高容许浓度为0.10 mg/m3[4]，因此空气中甲醛含量的准确检测对人体健康有着非常重要的意义。 与甲醛测定有关的主要国家标准有GB18582-2001《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》、GB18583-2001 《室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量》和GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛测定方法酚试剂分光光度法》[5]。 而在甲醛检测分析过程中， 一切测量结果都不可避免地具有不确定度。 本文采用GB/T18204.26 标准方法进行环境空气中甲醛含量的测定，找出影响不确定度的主要因素， 为提高分析测试质量提供一定的数据支撑。

一、 材料与方法

1、仪器与设备

722S 型分光光度计（上海精密仪器有限公司）；多孔玻板吸收瓶；大型气泡吸收管；QC-1 型大气采样器。

甲醛标准贮备液（1000 mg/L)：取2.8 mL 甲醛溶液（A.R.含量36% ~ 38%）置于l L 容量瓶中加蒸馏水稀释至刻度，其准确浓度用碘量法标定。甲醛标准工作液：1 mg/L。实验所用试剂均为分析纯， 实验用水为二次蒸馏水。 吸收原液： 称取0.10 g 酚试剂（MBTH），用水定容至100 mL；吸收液：移取5 mL 原液，用水稀释至100 mL， 采样时临用现配。 0.1 mol/L 盐酸，1%硫酸铁铵溶液。

2、实验方法

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。 颜色深浅与甲醛含量成正比，通过比色定量。 按公式计算空气中甲醛浓度：c = m/V0。 其中，c：空气中甲醛的浓度（mg/m3）；m：样品中甲醛的质量（μg）；V0：标准状态下的采样体积（L）。

二、 实验结果与讨论

1、不确定度来源分析及量化

对检测过程以及甲醛计算公式的分析可知， 空气中甲醛含量的不确定度主要来于采样过程和样品中甲醛质量的分析。 标准采样过程不确定度包括：采样体积准确性、重复性、采样温度三个分量引入的不确定度； 样品甲醛质量分析的不确定度来源于：标准样品、标准曲线制作、仪器读数、标准样品稀释引入的不确定度。 采用逐层评定法对各分量不确定度评定，然后计算合成不确定度。

表1 标准采样过程中各分量不确定度

表2 样品甲醛质量分析过程中各分量不确定度

2、标准采样过程不确定度uv

将采样体积Vt 换算成标准状态下的采样体积V0：V0= Vt×。标准采样过程不确定度包括采样体积、采样压力、采样温度，均匀分布k 取， 各分量不确定度见表1。 大气采样器设置流量为0.5 L/min，采样20 min；测量环境气温为27 ℃，测得大气压为102.7 kPa。 根据各分量不确定度，计算出标准采样过程不确定度uv＝2.891%。

3、样品甲醛质量分析的不确定度um

样品中甲醛质量的分析不确定度主要来自于标准物质、标准物质稀释、标准曲线制作、仪器读数、样品定容。 各分量不确定度见表2。 综合表2 各分量不确定度，计算出样品中甲醛质量分析不确定度um＝1.489%。

4、测量不确定度报告

在实际样品采集分析过程中， 采样体积10 L， 环境温度27℃，大气压102.7 kPa，则标准状态体积V0 为9.22 L，甲醛含量1.234 μg，实际样品中甲醛的浓度为0.134 mg/m3。

考虑采样和分析两个过程， 其合成相对不确定度为两者的方根平方和等于3.252%。

合成标准不确定度＝0.134×3.252% ＝0.0044 mg/m3。

取包含因子k ＝2（近似95%置信概率），则扩展不确定度U＝0.0044×2 ＝0.0088 mg/m3≈0.009 mg/m3。 则最终检测结果浓度表示为c ＝（0.134±0.009）mg/m3。

三、结论

从不确定度分量的分析结果可知， 在酚试剂分光光度法测定空气中甲醛含量的过程中， 由标准系列配制过程和样品采集过程引起的不确定度是该方法不确定度的主要来源， 采样过程的不确定度分量最大。 对采样过程不确定度起重要作用的是采样器流量的准确度，因此要减少采样过程的不确定度，选择性能好、精度较高的流量计。 同时选择不确定度小的标准溶液和标准曲线制备时规范操作也是分析过程的重点。 此外对样品尽可能多次平行测定，也是提高方法准确度的重要因素。

[1] 张 敏, 劳宝法, 肖 珺, 等. 分光光度法测定室内空气中甲醛含量的不确定度[J]. 上海预防医学杂志, 2010, 22 (7)∶377－380.

[2] 那顺乌力吉. 浅谈空气中几种甲醛检测方法[J]. 内蒙古石油化工, 2012(14)∶70－71.

[3] 张伟来. 甲醛的检测方法及相关进展 中国医药科学,2012, 2(13), 45－46, 56.

[4] GB/T 18883－2002. 室内空气质量标准[S]. 中国标准出版社, 2003.

[5] 李 捷. 三个国标中甲醛测定方法的比较和探讨[J]. 福建分析测试, 2004, 13(3－4)∶2022－2025.