空气理化检验_教学

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1、1,卫生检验专业,空气理化检验,(physicochemical analysis for air),2,第七章 空气中有机污染物的测定,3,第一节 甲醛 （formaldehyde ，HCHO ）,一、概述 （一）理化性质 甲醛是一种无色液体， 具有强烈刺激性气味，沸点20 “福尔马林（formalin）”：35%40%,4,（二）污染来源,甲醛是室内空气主要污染物之一。 人造板材使用了脲醛树脂和酚醛树脂作粘合剂，它们都含有甲醛！,甲醛是重要化工原料。职业接触人群较广,香烟烟雾中也含有甲醛！ 每支过滤嘴香烟的烟气中 甲醛含量达20100 g。,5,（三）危害,甲醛主要经呼吸道进入体内，也可经

2、皮肤进入人体。对皮肤和粘膜有强烈的刺激作用。 世界卫生组织已经确定 甲醛为致癌和致畸性物质！,6,（三）卫生标准,居室空气中 甲醛最高容许浓度（1 h均值）为0.1 mg/m3 公共场所空气中 甲醛最高容许浓度为0.12 mg/m3 人造板材中甲醛释放量0.2 mg/m3 木地板中甲醛释放量0.12 mg/m3 工作场所空气中甲醛最高容许浓度为3 mg/m3,7,二、常用测定方法,分光光度法 室内空气质量标准 GB/T18883-2002标准方法 4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂 （简称AHMT）分光光度法 酚试剂（MBTH）分光光度法 、 乙酰丙酮分光光度法 色谱法（气相色

3、谱 高效液相色谱） 电化学分析（ 示波极谱 微分脉冲极谱）法 荧光分析法和化学发光法,8,甲醛的标定（见分化实验）,原理 ： 碱性条件下，甲醛可以被碘溶液氧化为甲酸。用碘量法以硫代硫酸钠标准溶液标定甲醛的浓度。 HCHO +I2 HCOOH + 2HI Na2S2O3+I2 Na2S4O6 + 2NaI,9,（一）酚试剂 (MBTH) 分光光度法,空气中的甲醛被MBTH溶液吸收，反应生成嗪； 在酸性条件下，嗪被Fe3+氧化生成蓝绿色化合物, 在max =630 nm下，其A值与甲醛含量成正比， 标准曲线法定量,吸收液: 酚试剂溶液,10,酚试剂MBTH: 3-甲基-2-苯并噻唑酮腙盐酸盐,嗪,

4、共轭体系大，吸收波长长， 吸光系数大，测定灵敏度高,max=630 nm,11,2采样,采集器：大型气泡吸收管 吸收液：酚试剂溶液MBTH 采样流量：0.5 L/min 采集气体10 L 记录采样时的气温和气压； 采样后应在24h内分析。 注：甲醛用纯水做吸收液，不稳定， 用酚试剂做吸收液，稳定,12,3样品处理,采样后，将样品溶液全部转入比色管中， 用少量吸收液洗吸收管； 向吸收液中加入适量水， 补充至采样前吸收液体积值。 准确移取适量样品溶液于比色管中， 备用。,13,4样品测定,（1）标准曲线的绘制 取比色管，在各管中加入一定量的甲醛标液、吸收液、1%硫酸铁铵溶液（氧化剂）， 放置15m

5、in。 在630 nm波长下，以水作参比， 测定标准系列溶液的A值，绘制A-g 曲线,（2）样品测定，同时做空白实验,14,5方法说明,（1）酚试剂也能与乙醛（2 g）和丙醛反应生成蓝绿色化合物，此法测得的是样品中以甲醛表示的总醛含量。 （2）二氧化硫对测定有干扰，测定前将气样通过硫酸锰滤纸过滤，可除去其干扰，当相对湿度大于88%时，去除效率较好。,15,附：硫酸锰滤纸的制备、使用方法,取10ml100mg/ml的硫酸锰水溶液， 滴加到250cm2玻璃纤维滤纸上， 风干后切成碎片， 装入1.5150mm的U型玻璃管中。 采样时，将此管接在甲醛吸收管之前,16,附：硫酸锰滤纸的制备、使用方法,此

6、法制成的硫酸锰滤纸， 有吸收二氧化硫的效能， 但受大气湿度影响很大： 相对湿度大于88%， 采气速度1L/min， 二氧化硫浓度为1ml/m3时， 能消除95%以上的二氧化硫， 此滤纸可维持50h有效。,17,附：硫酸锰滤纸的制备、使用方法,当相对湿度为1535%时， 吸收二氧化硫的效能逐渐降低。 所以相对湿度很低时， 应换用新制的硫酸滤纸。,18,（3）温度影响显色程度 室温低于15时显色不完全， 2035时15 min显色完全，放置4 h稳定不变。实验中要注意控制温度。 （4）日光照射能氧化甲醛。 因此，在采样时要选用棕色吸收管，要避光运输、存放样品。,5方法说明,19,（5）酚试剂分光光

7、度法在常温下可以显色，灵敏度较高。方法检出限为0.05 ng/ml，当采气量为10 L时，最低检出浓度为0.01 mg/m3。 本方法可用于一般情况下室内空气的检测，也可用于工作场所空气中甲醛的测定,5方法说明,GO P158,20,（二）AHMT分光光度法,1原理 空气中的甲醛被吸收液吸收后，在碱性条件下，与AHMT（）反应缩合（），进一步被高碘酸钾氧化成6-巯基-5-三氮杂茂4,3-b-S-四氮杂苯（）紫红色化合物。该化合物的最大吸收波长为550 nm，吸光度值与甲醛浓度呈线性关系。反应方程式如下：,21,AHMT : 4-氨基-3-联氨-5-巯基-1,2,4-三氮杂茂 （I）,max=5

8、50 nm,22,2采样,取三乙醇胺、焦亚硫酸钠和EDTA溶于水配成吸收液，用气泡吸收管，以0.5 L/min流量采气20 L，记录采样时的气温和气压。,三乙醇胺（掩蔽Ca2+,Mg2+,Fe3+,Al3+） 焦亚硫酸钠（吸收甲醛） EDTA（掩蔽剂）,吸收液,23,3样品处理,采样后，向样品溶液中补充吸收液至采样前体积，混匀，取2.00 ml测定用。,24,4样品测定,（1）标准曲线的绘制：取适量甲醛标准溶液配制标准系列溶液，分别加入氢氧化钾溶液和AHMT溶液，混匀，室温下放置20 min，加入高碘酸钾溶液，轻轻振摇5 min后，在550 nm波长下，用水作参比溶液，测定各标准系列溶液的吸光

9、度值。用吸光度值对甲醛的含量绘制标准曲线。 （2）样品测定：同酚试剂分光光度法。,25,5方法说明,（1）AHMT分光光度法抗干扰能力强，灵敏度高，但需严格控制显色时间，标准溶液与样品溶液的显色反应时间必须严格一致。 （2）所用试剂需进口，且价格较昂贵，方法成本较高，不宜在基层单位普及应用。因此本法适宜与酚试剂分光光度法配合使用，只有进行仲裁分析、或当测定结果不符合卫生标准限量要求，必需进行复测时，才用AHMT法进行检验。,26,（3）本方法要检出限为0.13 g/2ml；当采样体积为20 L时，最低检出浓度为0.032 mg/m3，测定浓度范围为0.050.80 mg/m3。 （4）本法适用

10、于居住区、室内及公共场所空气中甲醛浓度的测定。,27,（三）乙酰丙酮分光光度法,1原理 空气中的甲醛被乙酰丙酮的铵盐溶液吸收。在沸水浴条件下，甲醛与乙酰丙酮作用生成稳定的黄色化合物3,5-二甲酰基-2,4-二甲基-1,4-二氢卢剔啶(DDL)，该化合物在波长414 nm处有最大吸收。反应方程式如下：,注：吸收液吸收，但沸水浴下反应才显色,28,乙酰丙酮,甲醛,氨,3,5-二甲酰基-2,4-二甲基-1,4-二氢卢剔啶(DDL),沸水浴,max=414 nm，分子共轭体系小，测定的灵敏度较低,29,2采样,用一个内装10 ml吸收液的气泡吸收管，以0.51.0 L/min流量下采气520 min。

11、如不能立即分析，采集的样品应于25贮存，并且需在2日内分析完毕，以防甲醛氧化。,吸收液：乙酰丙酮的铵盐溶液,30,3测定方法,取一定量甲醛标准溶液，加入乙酰丙酮溶液的铵盐溶液，置沸水浴上加热3 min ，冷却至室温后，以水为参比，于413nm处测定吸光度值。采用标准曲线法定量。,31,4方法说明,（1）本法最大的优点是乙醛、酚类物质不干扰测定；但是SO2有一定影响，使用NaHSO3作为保护剂则可以消除SO2的干扰。 （2）本法操作简便，重现性好，但灵敏度较低，当采样体积为10 L时，最低检出浓度为0.5mg/m3。因此，本方法主要用于工业废气和环境空气中甲醛的测定；已知室内空气中甲醛浓度较大（

12、0.5 mg/m3）时，才适于测定室内空气中的甲醛含量。,32,（四）气相色谱法,1原理 在酸性条件下，空气中的甲醛被吸附在涂有2,4-二硝基苯肼的6201担体上，生成稳定的2,4-二硝基苯腙。用二硫化碳洗脱后，经OV-1色谱柱分离，用火焰离子化检测器测定，保留值定性，色谱峰高定量。,甲醛2,4-二硝基苯腙,2,4-二硝基苯腙,二硫化碳洗脱,GC测定（FID）,HCl催化,33,2采样,用涂有2,4-二硝基苯肼的6201担体为吸附剂，装入玻璃管中配制成采样管。采样时，取下采样管两端的塑料密封帽，取出进气口内的玻璃棉，加一滴（约50 l）2 mol/L盐酸（催化作用）于管中的吸附剂上，然后再将玻

13、璃棉填回进气口。将吸附管的另一端接在空气采样器上，以0.5 L/min的流速采气50 L。 采样完毕，将吸附管两端的塑料密封帽盖好，备用。记录采样时的气温和气压。,34,3样品处理,将采样管中的吸附剂全部转入具塞试管中，加入二硫化碳，轻轻振摇，浸泡30 min，洗脱甲醛衍生物，制备成样品溶液，待用。,35,4样品测定,（1）色谱条件：色谱柱固定相为Shimalitew担体涂渍OV-1固定液（1.5），柱长2 m，柱温230；火焰离子化检测器，检测室温度260；气化室温度260；载气（N2）流量70 ml/min。,36,（2）标准曲线的绘制： （3）样品测定： 标准曲线法定量，计算空气中甲醛的

14、含量。,37,气相色谱法测定空气中的甲醛 1. 环己烷 2.甲醛衍生物,气相色谱法测定纺织品痕量释放甲醛 1.环己烷 2.甲醛衍生物 3.乙醛衍生物,38,5方法说明,（1）本法可以同时测定甲醛、乙醛、丙醛和丙稀醛。二氧化硫和二氧化氮无干扰。 （2）如果采用的色谱柱是涂渍3%硅油OV-17、红色硅藻土、柱长2 m，用电子捕获检测器（ECD）检测，方法灵敏度可提高45倍。 （3）向采样管中加入少量盐酸，可以催化甲醛与2,4-二硝基肼发生缩合反应生成相应的腙。,39,（4）本法检出限为0.2 mg/L（进样量为5 l时）。 （5）采用顶空进样方法可以减少干扰：用装有氧化铝的吸附管采样，然后将吸附管

15、转移到样品瓶中，以苯甲酸为脱附剂，将瓶密封后置于87恒温水浴加热，洗脱，达到气液平衡后取气相进样。,40,顶空气相色谱法测定甲醛和苯酚 1. 甲醇; 2. 甲醛; 3. 苯酚,41,（五）高效液相色谱法,以2,4-二硝基苯肼盐酸异辛烷的溶液为吸收液采样，甲醛与2,4-二硝基苯肼反应生成腙，产物溶于异辛烷层中。用正己烷二氯甲烷（7+3）混合液提取吸收液中的2,4-二硝基苯腙，在氮气保护下浓缩提取液近干，再用甲醇溶解，进样，用高效液相色谱仪进行测定。,42,色谱条件为：,ODS柱，紫外检测器（测定波长370 nm）。检测限为1.32.7g/m3。,43,（六） 离子色谱法,原理 :空气中的甲醛用活

16、性炭富集后，在碱性溶液中用H2O2氧化成甲酸，用离子色谱仪进行测定。,HCOOHH+ + HCOO,44,甲醛测定方法比较：,45,第二节 苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(xylene),一、概述 （一）理化性质,b、t、x属同系物，易挥发液体； x有邻、对、间位三种异构体，三者沸点非常接近，很难从煤焦油制备的产物中获得某种单一的异构体。,46,toluene,xylene,benzene,47,（二）污染来源,苯、甲苯、二甲苯是 化学工业的基本原料、有机溶剂； 煤焦油的提炼、石油产品高温裂解 产生苯、甲苯和二甲苯； 许多化工生产过程中都可能 存在苯、甲苯和二甲苯的污染,室内装修大量使用苯、甲苯、二甲苯 作为油漆、涂料的稀释剂和粘合剂， 严重污染室内空气。,48,（三）危害,苯、甲苯、二甲苯主要以蒸气状态 存在于空气中，一般经呼吸道进