高效液相色谱法测定室内环境空气中的甲醛含量

谢韶芬

摘 要：主要对高效液相色谱法测定室内环境空气中的甲醛含量展开了探讨。通过结合具体实验，对实验所用的材料和方法作了介绍，并详细阐述和深入讨论了实验所得结果，以期能为有关方面提供参考和借鉴。

关键词：高效液相色谱法；室内环境；甲醛含量；色谱条件

中图分类号：O657.7+2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.076

甲醛，作为一种潜在的致癌物，如果在室内空气中含量超过最高容许量，将会对人们产生极为严重的危害。因此，必须要对室内空气中甲醛的含量进行测定。而高效液相色谱法在室内空气甲醛含量的测定中有着广泛的应用。基于此，本文就高效液相色谱法测定室内环境空气中的甲醛含量进行探讨，相信对有关方面能有一定的帮助。

1 实验材料与方法

1.1 实验仪器

实验仪器有1100系列高效液相色谱仪（Agilent，USA）、配紫外-可见检测器、Phenom enexSynergiC18色谱柱（250×4.6，5 μm，Phenom enex，USA）、同类型保护柱（Phenom enex，USA）、台式离心机、多孔玻璃吸收管、CD-1A大气采样器。

1.2 实验试剂

实验试剂为甲醛（35%～40%）、乙酰乙酸甲酯（99.9%）、乙酸铵（分析纯）、甲醇（色谱纯）。实验用水均为Milli-Q超纯水。

甲醛标准储备液：按文献方法配制，即用碘量法标定，用水稀释至1.00 mg/mL，作为甲醛的标准储备液。

4.0 mol/L乙酸铵缓冲液（pH=6.0）：称取30.84 g的乙酸铵，用80 mL水溶解，再用超纯水定容到100 mL。

2 实验方法

2.1 HPLC条件

色谱柱：SynergiC18（250×4.6，5 μm，Phenomenex，USA）；

流动相：甲醇∶水=80∶20（v/v），流速1.0 mL/min，柱温25 ℃，检测波长373 nm，进样体积5 μL。

2.2 标准曲线的绘制

将1.00 mg/mL的甲醛标准储备液配制成100 μg/mL的标准应用液。取7支10 mL的具塞比色管，分别加入2.5 mL的乙酸铵缓冲液和1.25 mL的乙酰乙酸乙酯标准液，再加入一定体积的的标准溶液，甲醇定容到5 mL，得到0.025 μg/mL、0.050 μg/mL、0.10 μg/mL、0.25 μg/mL、0.50 μg/mL、1.00 μg/mL、2.50 μg/mL的甲醛标准系列。旋涡混合，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷却，12 000 r/min离心5 min，取上清液5 μL进样测定。

2.3 空气中甲醛的采集和前处理

将一支装有5.00 mL吸收液的多孔玻璃吸收管与小流量大气采样器连接，以0.50 L/min的流速采气20 min，记录采样现场的气温和气压。将吸收管中的吸收液全部移入至10 mL的比色管中，于旋涡混合仪上混匀，置于70 ℃水浴10 min后，用流水冷却，12 000 r/min离心5 min，取上清液5 μL进样检测。

3 结果与讨论

3.1 色谱条件的选择

3.1.1 检测波长的选择

使用DAD紫外检测器对衍生剂和衍生产物分别进行扫描，在200～400 nm的范围内，衍生产物在373 nm处有最大吸收峰，而乙酰乙酸甲酯在该处无吸收，因此选择373 nm作为检测波长。

3.1.2 流动相的选择

以甲醇-水作为流动相，考察不同体积比的甲醇-水对衍生产物分离的影响。结果表明，随着甲醇含量的增加，保留时间缩短。当甲醇含量高于80%时，峰形良好。综合考虑，选定甲醇∶水（80∶20，v/v）作为流动相。

3.1.3 流速的选择

实验考察了不同流速（0.40 mL/min、0.60 mL/min、0.80 mL/min、1.00 mL/min、1.20 mL/min）对衍生产物分离的影响。随着流速的增加，保留时间缩短，峰形较好。综合考虑分析时间、分离效率等因素，确定流速为1.00 mL/min。

3.1.4 柱温的选择

在其他色谱条件不变的情况下，实验考察了不同柱温（20～30 ℃）对衍生产物分离的影响。结果表明，随着温度的升高，甲醛衍生物色谱峰的保留时间缩短，峰面积增加，但出现峰展宽。综合考虑分析时间、分离效率等因素，确定柱温为25 ℃。

3.2 衍生条件的优化

3.2.1 衍生剂的选择

目前，用于甲醛检测的常用紫外衍生剂主要有2，4-二硝基苯肼（DNPH），近年也有报道使用乙酰乙酸乙酯作为紫外衍生剂的。但DNPH衍生反应的专一性差，几乎可与所有的醛和酮发生反应，衍生产物复杂，干扰多，且衍生需要强酸性环境。

3.2.2 乙酸铵缓冲液pH值的选择

乙酸铵的加入，一方面是与甲醛和乙酰乙酸甲酯反应，另一方面是调节反应的pH值。固定甲醛和衍生剂浓度，考察不同pH值（4.5，5.0，5.5，6.0，6.5）对峰形和峰面积的影响。结果表明，峰形始终良好，当pH=6.0时，峰面积最大，因此选定pH=6.0.

3.2.3 衍生温度的选择

固定甲醛浓度，考察不同温度（30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃）对衍生反应的影响。结果发现，50 ℃和60 ℃下生成的衍生产物，于室温下放置数小时后，会出现白色沉淀；而70 ℃条件下，反应完全且生成的衍生产物能够在室温稳定较长时间，并无白色沉淀出现，因此选择70 ℃作为反应温度。

3.2.4 衍生时间的确定

固定反应温度为70 ℃，分别试验衍生时间为5 min、10 min、15 min时对衍生产物峰面积的影响。结果发现，在10 min后，反应完全，因此确定衍生时间为10 min。

3.2.5 衍生剂浓度的选择

固定甲醛浓度100 μg/mL、反应温度70 ℃、反应时间10 min、衍生剂体积1.25 mL的条件下，分别试验不同浓度的乙酰乙酸甲酯对峰面积的影响。结果发现，在0.050～0.200 mol/L范围内，0.075 mol/L可产生最大峰面积，但在0.150～0.200 mol/L内，峰面积趋于恒定，因此，衍生剂浓度选择0.200 mol/L。

3.2.6 衍生产物稳定性

将衍生产物置于4 ℃冰箱中冷藏，实验考察不同时间（0 h、24 h、48 h、72 h）后衍生物峰面积的变化。结果表明，随着时间的增加，峰面积基本没有变化。说明，衍生产物在4 ℃下至少可以稳定72 h。

3.3 采样效率

将2支各装有5.00 mL吸收液的多孔玻板吸收管串联后，以0.50 L/min的速度采气20 min，记录采样现场的气温和气压。将吸收管中的吸收液分别移入至不同比色管中，分别按本法进行衍生和测定前后管中的甲醛含量，并计算采样效率。由表1可见，本法采样效率为92.1%～93.2%，因此，单管采样效率满足室内空气的采样要求。

3.4 方法性能指标

3.4.1 线性范围和检出限

以保留时间定性，峰面积定量，甲醛在0.05～2.50 μg/mL范围内线性良好。经线性回归，得回归方程为Y=5.107 9X+0.348 6，相关系数为r=0.999 6，方法检出限（S/N=3）为0.009 μg/mL，定量限（S/N=10）为0.015 mg/m3。

3.4.2 精密度

将同一地点采得的6份样品同时进行测定，以测定的甲醛浓度的相对标准偏差（RSD）考察方法的精密度。测得方法的RSD为1.07%.

3.4.3 加标回收率

于实际样品中加入不同浓度的甲醛标准溶液，按本法进行衍生测定，方法回收率结果见表2.由表2可知，本法样品加标回收率范围为89.2%～114%.

3.5 方法应用

应用本法对实验室5个房间共30个空气样品中的甲醛进行了测定，结果见表3.

由表3可知，在所检测的5个房间共30个空气样品中，5号房间空气中的甲醛浓度均超过国家室内空气甲醛的卫生标准。

4 结论

综上所述，如果室内空气环境中甲醛含量超标，必会对人们的身体健康造成极为严重的危害，因此，我们需要对室内空气中甲醛的含量进行测定。本文对高效液相色谱法测定室内环境空气中的甲醛含量作了详细的探讨，认为高效液相色谱法测定甲醛含量有着极大的优点，值得推广。

参考文献

[1]卢翠英，周权，林在生，等.高效液相色谱法测定空气中甲醛[J].海峡预防医学杂志，2014（04）.

[2]姜姗姗，姜娟娟，张军，等.高效液相色谱法测定环境空气中甲醛含量质量控制[J].山东化工，2014（11）.

〔编辑：刘晓芳〕