甲醛快速檢測試劑盒 室內(nèi)空氣中甲醛的快速檢測

1、甲醛快速檢測試劑盒 室內(nèi)空氣中甲醛的快速檢測 室內(nèi)空氣中甲醛的快速檢測摘 要 針對(duì)室內(nèi)空氣中甲醛的危害及其常規(guī)檢測方法進(jìn)行概括，論述甲醛快速檢測的 必要性。探討分析光譜法、傳感器法、檢測管法以及試紙測試法等用于室內(nèi)空氣中甲醛 濃度快速測定的檢測方法，對(duì)比國內(nèi)外典型的甲醛快速檢測儀器的性能指標(biāo)，指出室內(nèi) 空氣中甲醛快速檢測的研究方向及發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞 甲醛 快速檢測 甲醛檢測儀引 言近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，室內(nèi)裝修已經(jīng)成為時(shí)尚。伴隨而來的就是大量含有甲醛的裝修、裝飾材料紛紛進(jìn)入室內(nèi)，產(chǎn)生以甲醛等有毒氣體為主要污染源的室內(nèi)污染。目前我國城市60%94% 新裝修房間內(nèi)甲醛濃度

2、超過國家標(biāo)準(zhǔn)，且平均濃度為國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)0.08mg/m3的310 倍，不但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西方發(fā)達(dá)國家水平，也高于發(fā)展中國家水平。居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m3。當(dāng)甲醛含量為0.1mg/m3 時(shí)，就有異味和不適感；濃度再高可引起惡心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當(dāng)含量達(dá)到30mg/m3時(shí)，便可致人死亡1。目前，世界衛(wèi)生組織已經(jīng)確認(rèn)甲醛為致畸、致癌物質(zhì)，是變態(tài)反應(yīng)源，長期接觸將導(dǎo)致基因突變。因此，實(shí)時(shí)快速地檢測室內(nèi)空氣中的甲醛含量并適時(shí)采取措施進(jìn)行預(yù)防是關(guān)系到國計(jì)民生的重要課題。1 甲醛快速檢測方法甲醛的國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法可概括為化學(xué)法和儀器法?；瘜W(xué)法（分光光度法）主要有酚試劑法、

3、乙酰丙酮法、變色酸法、鹽酸副玫瑰苯胺法、42氨基232 聯(lián)氨252 巰基21,2,42 三氮雜茂（ 簡稱AHMT）法等。儀器法主要包括氣相色譜法、液相色譜法、離子色譜法、示波極譜測定法等。作為標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，甲醛的上述測定方法測量準(zhǔn)確度較高，并在不同程度上體現(xiàn)出各自的優(yōu)點(diǎn)和特色。但是，由于上面兩類方法均需先在監(jiān)測現(xiàn)場采集氣體樣品，再回實(shí)驗(yàn)室分析，分析周期長、成本高、步驟繁瑣，不能實(shí)時(shí)地反映室內(nèi)空氣甲醛污染的狀況及滿足現(xiàn)場大批測點(diǎn)的監(jiān)測需求。所以，研究室內(nèi)空氣中甲醛的快速檢測方法并開發(fā)相應(yīng)測試儀器就變得十分必要。近年來，國內(nèi)外出現(xiàn)一些用于快速檢測室內(nèi)空氣中甲醛含量的測量方法，主要包括光譜法、傳感器

4、法、檢測管法以及試紙測試法等。1.1 光譜法2007 年1 月，程望斌等設(shè)計(jì)一套光柵式光譜檢測系統(tǒng)2。該系統(tǒng)基于酚試劑分光光度法原理， 利用光譜進(jìn)行分析測定。檢測系統(tǒng)示意圖（見圖1）。光譜檢測系統(tǒng)溴鎢燈發(fā)出的光導(dǎo)入甲醛分析液（甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形 成藍(lán)綠色化合物，其顏色深淺與甲醛含量成正比）， 產(chǎn)生的透射光被色散系統(tǒng)分光后，投射到光電倍增 管上，由光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并送出相應(yīng)的模 擬信息。模擬信號(hào)經(jīng)前置放大濾波電路進(jìn)行信號(hào)放 大和高頻濾波后進(jìn)入A/D 轉(zhuǎn)換模塊，模擬信號(hào)轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號(hào)并送入單片機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)，通過與計(jì)算 機(jī)進(jìn)行串口通信，數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，最

5、后由驅(qū) 動(dòng)程序?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成光譜，顯示在計(jì)算機(jī)上。 通過分析反映吸光度的光譜圖，建立甲醛分析液濃 度與對(duì)應(yīng)分析液吸光度之間的線性模型，即可求出 室內(nèi)空氣中的甲醛含量。1.2 傳感器法采用傳感器法快速測定室內(nèi)空氣中甲醛含量可分為電化學(xué)傳感器測定法和生物傳感器測定法2 種。1.2.1 電化學(xué)傳感器法 電化學(xué)傳感器法依據(jù)電化學(xué)反應(yīng)原理，即儀器通過電壓型傳感器在控制擴(kuò)現(xiàn)代儀器() 二八年第四期 10散的條件下進(jìn)行工作。當(dāng)樣氣的氣體分子被吸收到 電化學(xué)敏感電極，經(jīng)過擴(kuò)散介質(zhì)后，在適當(dāng)?shù)拿舾?電極電位下氣體分子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)與 氣體濃度成正比的電流，這一電流轉(zhuǎn)化為電壓值并 輸送給儀表讀數(shù)或記錄

6、。民用建筑工程市內(nèi)環(huán)境污 染控制規(guī)范中規(guī)定，凡使用儀器在00.060mg/m3 測定范圍內(nèi)的不確定度 5%，都可用于空氣中甲 醛濃度檢測。如英國PPM400 型手持式現(xiàn)場甲醛 測定儀、美國INTERSCAN 公司的4160 甲醛測定 儀和日本COSMOS 公司的XP308 和XP308 型 甲醛測定儀。這類儀器檢測耗時(shí)一般不超過5min， 監(jiān)測范圍寬、測量精度高。使用這類儀器檢測前， 被測房間的門窗要密閉24h 以上，空氣取樣進(jìn)氣口 至少離地面50cm 以上。英國PPM 公司生產(chǎn)的手持式400 型甲醛測定計(jì)基于電化學(xué)傳感器原理，由兩個(gè)貴金屬電極和適 量的電解質(zhì)組成，內(nèi)置采樣系統(tǒng)，傳感器產(chǎn)生的電

7、壓與空氣中甲醛的濃度成正比，可測定0.07mg/m3 的甲醛。該儀器對(duì)甲醛測定專一性不強(qiáng)，其他物質(zhì) 如酚、醛類和醇類會(huì)干擾測定結(jié)果，但操作簡單， 可用于空氣中甲醛的快速半定量測定。2006 年，呂蓓紅等采用國標(biāo)“乙酰丙酮分光 光度法”和4160 型現(xiàn)場監(jiān)測儀法進(jìn)行對(duì)照實(shí) 驗(yàn)，結(jié)果表明2 種方法無顯著性差異3。美國產(chǎn) 4160 型甲醛檢測儀是專門用于檢測空氣中甲醛 含量的數(shù)字式直讀儀器，其傳感器采用電化學(xué)氣體 檢測器，儀器由內(nèi)置采樣泵、電化學(xué)傳感器、顯 示器等組成。采樣時(shí)用泵吸入方式，樣氣進(jìn)入傳 感器后轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)與樣氣濃度成正比， 由顯示器顯示其濃度值。該檢測儀檢測元件壽命 長、可靠性

8、高。對(duì)低濃度甲醛測定靈敏度較高，測 量范圍019.9ppm，分辨率0.01ppm，測量準(zhǔn)確度 0.02ppm。2007 年，薛剛等對(duì)國標(biāo)“GB/T18204.26-2000酚試劑比色法”和XP-308 型甲醛分析儀進(jìn)行樣品 的對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析及顯著性檢驗(yàn)，得出XP-308 型甲 醛分析儀與酚試劑比色法2 種方法無顯著性差異的 結(jié)論4。日本新宇宙公司生產(chǎn)的XP-308 型甲醛分 析儀以直讀形式來測定公共場所空氣中的甲醛濃 度，其操作簡便、快速。儀器由抽氣泵、電池、定 電位電解傳感器組成。由泵抽入的氣體通過定電位 電解傳感器，定電位電解傳感器在特定的電位將氣 體進(jìn)行電解，通過測定電解氣體所產(chǎn)生的電流而

9、測 得氣體濃度。該儀器的檢測范圍為03ppm，最小 顯示單位是0.01ppm，最小檢測濃度是0.05ppm。 2007 年4 月，陳曉龍等研究一種便攜式室內(nèi) 甲醛氣體實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)以AT89S51 單片 機(jī)為核心，選用瑞士Membrapor 公司生產(chǎn)甲醛電 化學(xué)傳感器并設(shè)計(jì)采集通道，通訊方式采用RS232 串口，控制面板用LabView 開發(fā)，最后在控制面 板上顯示甲醛氣體濃度曲線5。同年7 月，崔玉玲 等也報(bào)道利用AT89S51 單片機(jī)、電化學(xué)式甲醛傳 感器檢測室內(nèi)空氣的研究結(jié)果6，該測試儀可同時(shí) 檢測室內(nèi)空氣中的溫度、濕度、甲醛、CO2 的含量, 并根據(jù)用戶設(shè)定的報(bào)警值相應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控報(bào)

10、警。 基于電化學(xué)原理的便攜式甲醛分析儀體積小巧便于攜帶，操作簡單，可以直接測定甲醛濃度。但 卻不適合對(duì)室內(nèi)空氣中的低濃度甲醛進(jìn)行測定；其 次在受到濕度、共存干擾物質(zhì)影響的情況下，也無 法得出比較準(zhǔn)確地測量數(shù)據(jù)；同時(shí)儀器的傳感器使 用壽命也對(duì)甲醛測定結(jié)果帶來較大影響，長時(shí)間使用會(huì)造成儀器的穩(wěn)定性下降。1.2.2 生物傳感器法 1983 年，Guilbault 將甲醛 脫氫酶(FADH) 涂覆在壓電晶體上研制出甲醛生物 傳感器，在NAD+ 和還原谷胱甘肽存在下，甲醛 被FADH 催化氧化成甲酸，造成壓電晶體的震蕩 頻率在一定電場下發(fā)生變化，從而測定空氣中甲醛 濃度。該傳感器可穩(wěn)定10d，對(duì)甲醛測定

11、專一，線 性范圍為13g/m313mg/m3。1996 年，Harmmerle 等研制出用透析膜隔成兩 部分的電化學(xué)池制成的甲醛生物傳感器7，利用的 酶促反應(yīng)原理同上，只是FADH 固定在工作電極上。 該傳感器可存放較長時(shí)間，連續(xù)使用7h 無活性衰減 表現(xiàn)，檢測限為0.4mg/m3，線性響應(yīng)可達(dá)8mg/m3。1.3 檢測管法檢測管法是用化學(xué)試劑浸泡過的載體做指示劑，將指示劑裝入細(xì)長的玻璃管中，然后采用主動(dòng) 或被動(dòng)的取樣方式，將現(xiàn)場空氣以一定的速度抽過 檢測管。氣體中的甲醛分子與管中的指示劑發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)使之呈現(xiàn)一定的顏色，根據(jù)變色的深淺與事 先制作的標(biāo)準(zhǔn)比色板比較確定空氣中甲醛濃度（比 色檢測

12、），或者根據(jù)指示粉變色長度來確定被檢測 空氣中甲醛的含量（比長檢測）。采用氣體檢測管法檢測甲醛含量，檢測速度較快，檢測范圍為0.4mg/m3（OEM 貼牌生產(chǎn)的系列 產(chǎn)品），但使用時(shí)需要一定的動(dòng)力采樣設(shè)備，易受 采樣地點(diǎn)、場所、條件的限制。1998 年，襲著革等 研究主動(dòng)式比長型甲醛檢測管、2004 年鄭春生等研 11二八年第四期綜述與專論究比色型甲醛檢測管時(shí)均采用相應(yīng)的動(dòng)力采樣器。 基于氣體分子擴(kuò)散和化學(xué)吸收的原理，1996年余倩等研究不需動(dòng)力采樣的集采樣和分析于一體 的被動(dòng)式甲醛檢測管。檢測管內(nèi)的惰性擔(dān)體上浸漬 酚酞- 亞硫酸鈉溶液，遇甲醛后顯色，顯色長度的 平方與甲醛濃度及采樣時(shí)間的乘積

13、成線性關(guān)系。檢 出下限為170g/L( 采樣時(shí)間1.5h)。該檢測管在避 光條件下保存，保存期約為330d。1997 年，余倩 等又研制改進(jìn)型甲醛被動(dòng)式檢測管，吸收液以堿性 品紅亞硫酸鈉體系取代，檢出下限為15g/L( 采 樣時(shí)間為5h)。該檢測管制作簡單、價(jià)格較低、攜 帶方便，具有較高的靈敏度，但由于檢測管的檢測 限較低，不適用濃度較低的操作環(huán)境；同時(shí)被動(dòng)式 甲醛檢測管顯色體系的穩(wěn)定性尚有待研究，因而制 約檢測管的使用周期，所以其距離商品化尚有距離。除檢測管法以外，其它類似的甲醛快速檢測方法還包括試紙檢測法和空氣中甲醛一次性比色速測 包等。這些方法均基于比色法，通過選擇特定試劑 作為顯色劑，

14、通過不同的取樣方式，使被測樣品和 顯色劑發(fā)生顯色反應(yīng)，顯色劑的色階變化與空氣中 的甲醛濃度成正比，通過與標(biāo)準(zhǔn)比色卡的對(duì)比，定 性或者半定量的估算出空氣中甲醛的濃度。上述方 法制作成本低、測定一個(gè)試樣一般需要35min，操 作簡便；但是由于該類產(chǎn)品中的比色卡色階之間相 差0.2mg/m3，而室內(nèi)空氣中甲醛濃度的限量標(biāo)準(zhǔn) 是不超過0.1mg/m3，因此目前只限于定性或半定 量的檢測；同時(shí)由于個(gè)人對(duì)顏色鑒別的個(gè)體差別性 較大，也導(dǎo)致其測量準(zhǔn)確性降低。2 甲醛檢測儀的性能對(duì)比近年來，一些甲醛快速測定儀相繼出現(xiàn)，這些儀器中，除日本專利采用一種氣固反應(yīng)產(chǎn)生顏色長 短檢測甲醛外，其余全部采用電化學(xué)方法，如英

15、 國PPM400 型甲醛測定儀、美國ESC 公司甲醛測 定儀等。上述甲醛測定儀便攜、分析速度快，但儀 器價(jià)格較高；在受到濕度、共存干擾物質(zhì)影響的情 況下，準(zhǔn)確度較低；同時(shí)，儀器的傳感器使用壽命 也對(duì)測定結(jié)果帶來較大影響，長時(shí)間使用會(huì)造成儀 器穩(wěn)定性的下降。國內(nèi)用于快速測定室內(nèi)甲醛濃度 的典型儀器如長春吉大小天鵝儀器有限公司生產(chǎn)的 GDY-101 系列室內(nèi)空氣甲醛現(xiàn)場測定儀。該儀器 按照國標(biāo)方法（光度分析法）對(duì)室內(nèi)空氣中甲醛進(jìn) 行現(xiàn)場檢測，其價(jià)格較低，測量準(zhǔn)確，適用于我國 國情及市場。國內(nèi)外空氣中甲醛測定儀性能比較（見 表1）。3 甲醛快速檢測方法的發(fā)展趨勢作為目前室內(nèi)空氣中的首要污染物，甲醛的檢測力求快速簡便。從定性或半定量的檢測角度而言， 基于顯色物質(zhì)長度變化的比長法操作簡單、測試時(shí) 間較短，無須動(dòng)力采樣系統(tǒng)，發(fā)展空間較大。從精 確測量的角度而言，目前還沒有一種較為理想的甲 醛現(xiàn)場快速檢測方法。光譜法