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一、引言:
甲醛,是一種無(wú)色、具有強(qiáng)烈特殊刺激性氣味的氣體,作為一種致癌物質(zhì),是許多法規(guī)的重點(diǎn)控制對(duì)象。如果人們長(zhǎng)期生活在被甲醛污染的居室中,可引起免疫力下降,無(wú)生育能力或胎兒畸形,呼吸道疾病,精神抑郁癥,白血病和癌癥等疾病。
1、甲醛的性質(zhì):
分子式:CH2O
分子量:30
沸點(diǎn):-19.5℃
外觀:無(wú)色、強(qiáng)烈特殊刺激性氣味的氣體;
毒性:有毒,致癌物質(zhì),重點(diǎn)控制對(duì)象;
溶解性:易溶于水,但聚合度>3的聚甲醛為微溶于水的沉淀,在<50℃下加熱可溶解;
產(chǎn)業(yè)用甲醛水溶液(福爾馬林):無(wú)色透明液體,為甲二醇、聚甲醛、甲醇、甲酸及水的混合物。混進(jìn)鐵等物質(zhì)為淡黃色,其甲醛含量一般為36-37%,貯存期3個(gè)月。
反應(yīng)性:易被氧化成甲酸,極易聚合形成多聚甲醛HOCH2O(CH2O)nH。
2、甲醛的危害性:
當(dāng)甲醛在室內(nèi)空氣中的濃度:
1.大于0.1mg/m3:人們會(huì)感覺(jué)到有異味和不適感覺(jué);
2.大于0.5mg/m3:刺激眼睛;
3.大于0.6mg/m3:惡心、胸悶、嘔吐,咽喉不適且疼痛;
4.大于6.5mg/m3:可引起肺水腫、肺炎,甚至死亡。
假如人們長(zhǎng)期生活在被甲醛污染的居室,可引起免疫力下降,無(wú)生養(yǎng)能力或胎兒畸形,呼吸道疾病,精神抑郁癥,白血病和癌癥等疾病。
3、生活中甲醛的來(lái)源途徑:
(1)、空氣中的甲醛主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)以及塑料部件、橡膠產(chǎn)品、脲醛泡沫,汽車尾氣等;
(2)、室內(nèi)甲醛主要來(lái)源于裝飾材料,如:木材、膠粘劑和墻紙等;
(3)、甲醛還可來(lái)自化妝品、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維等。
甲醛的用途非常廣泛,合成樹脂、表面活性劑、塑料、橡膠、皮革、造紙、染料、制藥、農(nóng)藥、照相膠片、炸藥、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐過(guò)程中均要用到甲醛,可以說(shuō)甲醛是化學(xué)工業(yè)中的多面手,但任何東西的使用都必須有限量及標(biāo)準(zhǔn)的控制,一旦使用超越了標(biāo)準(zhǔn)和限量,就會(huì)帶來(lái)不利的一面。
二、甲醛萃取方法:
醛含量的測(cè)定按樣品制備的不同可分為兩類:液相(水)萃取法和氣相(蒸汽)萃取法。
液相萃取法測(cè)定的是樣品中游離的和經(jīng)水解后產(chǎn)生的游離甲醛的總量,用以考察樣品在使用過(guò)程中因浸漬或淋濕等因素可能造成的游離甲醛逸出對(duì)人體的危害。
氣相萃取法測(cè)定的是樣品在一定溫濕度條件下釋放出的游離甲醛含量,用以考察樣品在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、陳列和壓燙過(guò)程中所能釋放出的甲醛的量,以評(píng)估其對(duì)環(huán)境和人體可能造成的危害。
采用不同的預(yù)處理方法,所得的測(cè)定結(jié)果是完全不同的,液相法的結(jié)果顯然高于氣相法。液相萃取法測(cè)定的是游離和水合甲醛含量,而氣相萃取法測(cè)的是甲醛的釋放量。
三、甲醛檢測(cè)方法:
甲醛的化學(xué)性質(zhì)十分活潑,因此適用于甲醛的定量分析方法有多種,主要可歸納為五大類:滴定法、重量法、比色法、氣相色譜法和液相色譜法。其中,滴定法和重量法適用于高濃度甲醛的定量分析,比色法、氣相色譜法和液相色譜法適用于微量甲醛的定量分析。
3.1 比色法
比色法是測(cè)定甲醛的經(jīng)典方法,也是環(huán)境中甲醛測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。采用紫外-可見(jiàn)光吸收分光光度計(jì)(UV—VIS)的分析方法,在分析極限、準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性方面都有很大的優(yōu)越性。只是操作比較繁瑣。
比色法根據(jù)顯色劑的不同可以分為:
(1)、乙酰丙酮法
乙酰丙酮法是借助甲醛與乙酰丙酮在過(guò)量醋酸銨存在的條件下發(fā)生等摩爾反應(yīng),生成淺黃色的2,6-二甲基-3,5-二乙酰吡啶,在其最大吸收波長(zhǎng)412~415nm 處進(jìn)行比色測(cè)定。該法精密度高,重現(xiàn)性好,顯色液穩(wěn)定,且干擾少。
(2)、亞硫酸品紅法(Schiff 試劑法)
亞硫酸品紅法是將品紅(玫瑰紅苯胺)鹽酸鹽與酸性亞硫酸鈉和濃鹽反應(yīng),生成品紅-酸式亞硫酸鹽.然后在強(qiáng)酸性(硫酸或鹽酸)條件下與乙酰丙酮甲醛反應(yīng),生成玫瑰紅色(偏紫)的鹽,在552~554nm 的最大吸收波長(zhǎng)下進(jìn)行比色測(cè)定。該方法操作簡(jiǎn)便,但靈敏度偏低,顯色液不穩(wěn)定,重現(xiàn)性較差,適用于較高甲醛含量的定量分析。
(3)、間苯三酚法
間苯三酚法是利用甲醛與間苯三酚在堿性(2.5mol/L 氫氧化鈉)條件下生成橘紅色化合物,在最大吸收波長(zhǎng)460nm 處進(jìn)行比色分析。此法的優(yōu)缺點(diǎn)與Schiff 法類似。
(4)、變色酸法
變色酸法是在硫酸介質(zhì)中,甲醛與鉻變酸(1,8-二羥基萘-3,6-二磺酸)作用,生成紫色化合物,在最大吸收波長(zhǎng)568~570nm 處進(jìn)行比色分析。該法的靈敏度較高,且顯色液穩(wěn)定性好,適用于測(cè)定低甲醛含量的樣品,但該法易受干擾,適用于氣相法萃取的樣品處理方法。
3.2 色譜法
由于甲醛分子太小,直接進(jìn)GC分析時(shí)出峰太快,且在FID檢測(cè)器無(wú)響應(yīng);液相色譜法也因甲醛極性太大而與溶劑峰同時(shí)流出,而且在紫外無(wú)吸收無(wú)法檢測(cè)。因此采用色譜法測(cè)定甲醛時(shí)一般先將甲醛衍生,再用GC或LC法進(jìn)行測(cè)定。
2,4-二硝基苯肼作為一種較穩(wěn)定的甲醛衍生劑被廣泛用于甲醛的色譜測(cè)定,甲醛與2,4-二硝基苯肼的反應(yīng)式如下:
反應(yīng)均需在強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行,而后再用有機(jī)溶劑液萃取或固相萃取反應(yīng)產(chǎn)物。由于液液萃取或固相萃取不但增加操作步驟,而且會(huì)造成衍生物的損失。通常直接采用甲醛與2,4-二硝基苯肼在弱酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)來(lái)用于液相色譜分析,不需要有機(jī)溶劑萃取,避免了萃取過(guò)程的損失。該方法應(yīng)用于實(shí)際樣品中甲醛的測(cè)定,操作簡(jiǎn)便,結(jié)果準(zhǔn)確。
四、結(jié)語(yǔ):
甲醛含量的測(cè)試根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,操作方法不盡相同,應(yīng)結(jié)合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和樣品進(jìn)行綜合考慮,必要時(shí)需要采用比色法和液相色譜法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。甲醛含量的測(cè)試是一個(gè)技術(shù)要求較高的項(xiàng)目,不但要求操作者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)熟練掌握,而且更要求操作者具有一定化學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能。因此,該項(xiàng)目在操作實(shí)施過(guò)程中應(yīng)引起更多的注意。
附錄為常用的甲醛測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),僅供參考。
附錄:甲醛檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
A:木材類
EN 120:1992 《木質(zhì)板中甲醛含量的測(cè)定—穿孔萃取法》
適用范圍: 非層壓板和無(wú)涂層木質(zhì)板:刨花板、中密度纖維板。
BS EN 717-1: 2004 《木質(zhì)板中甲醛釋放量的測(cè)定:第一部分 空氣艙法測(cè)定甲醛釋放量》
適用范圍:所有類型的木板。
BS EN 717-2: 1994 《木質(zhì)板中甲醛釋放量的測(cè)定:第二部分氣體分析法測(cè)定甲醛釋放量》
適用范圍: 所有類型的木板。
BS EN 717-3: 1996 《木質(zhì)板中甲醛釋放量的測(cè)定:第三部分 燒瓶法測(cè)定甲醛釋放量》
適用范圍:無(wú)涂層木質(zhì)板。
GB 18580: 2001GB & GB 17657:1999
1) 、GB/T 17657-4.11(1999) 《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量—穿孔萃取法》
適用范圍:中密度纖維板、高密度纖維板、刨花板、定向刨花板等;
2)、GB/T 17657-4.12(1999) 《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量—9~11L干燥器法》
適用范圍:膠合板、裝飾單板貼面膠合板、細(xì)木工板等;
3) 、GB/T 17657-4.12(1999) 《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量—40L干燥器法》
適用范圍:飾面人造板(包括浸漬紙層壓木質(zhì)地板、實(shí)木復(fù)合地板、竹地板、浸漬膠膜紙飾
面人造板等)。
GB 18584:2001 《室內(nèi)裝飾裝修材料木家具中有害物質(zhì)限量-干燥器法》
適用范圍:人造板。
ASTM D 5582: 2000 《木材中甲醛的測(cè)試方法-干燥器法》
適用范圍:木質(zhì)產(chǎn)品-含有脲醛樹脂膠粘劑,包括膠合板、硬木板、刨花板、中密度纖維板。
JIS A 1460: 2001 《建材板的甲醛釋放量的測(cè)定—干燥器法》
適用范圍:建材板。
B:紡織品
BS EN ISO 14184-1: 1999 《紡織品中甲醛的測(cè)定:第一部分游離和水解甲醛(水萃取法)》
BS EN ISO 14184-2: 1999 《紡織品中甲醛的測(cè)定:第二部分釋放甲醛含量(蒸汽吸收法)》
JIS L 1041 《經(jīng)樹脂處理過(guò)的紡織品中甲醛含量的測(cè)定》
AATCC 112:2003 《織物揮發(fā)甲醛,測(cè)定:封罐法》
GB/T 2912.1《紡織品 甲醛的測(cè)定 第一部分:游離水解的甲醛測(cè)定(水萃取法)》
GB/T 2912.2《紡織品 甲醛的測(cè)定 第二部分:釋放甲醛(蒸汽吸收法)》
C:皮革類
ISO17226-2:2008 《皮革 化學(xué)試驗(yàn) 甲醛含量的測(cè)定 分光光度法》
GB/T19941-2005 《皮革和皮毛 化學(xué)試驗(yàn) 甲醛含量的測(cè)定 分光光度法》
D:紙張類
EN645: 1993+EN1541: 2001 《與食品接觸的紙張和紙板-冷水萃取法》
EN647:1993+EN1541: 2001 《與食品接觸的紙張和紙板-熱水萃取法》
GB 18585:2001 《室內(nèi)裝飾裝修材料壁紙中有害物質(zhì)限量(甲醛)》
E:其他類
涂料 GB 18582: 2001 《室內(nèi)裝飾裝修材料內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》
建筑膠粘劑 GB 18583: 2001 《室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》
密胺 ISO 4614: 2000 《塑料.三聚氰胺--甲醛模塑.可萃取的甲醛的測(cè)定》
塑料類玩具: EN71-9: 2005 《玩具安全標(biāo)準(zhǔn)第9,10,11 部分》
甲醛
甲醛是自然界中很容易找到的最簡(jiǎn)單且最常見(jiàn)的醛類物質(zhì)。由于甲醛普遍存在且有強(qiáng)烈的刺激性,因此是室內(nèi)空氣污染物中最主要的物質(zhì)之一,已廣泛引起人們的注意和重視。
1.甲醛的性質(zhì)
甲醛也稱為蟻醛,其分子式為HCHO,相對(duì)分子質(zhì)量為30,是由俄國(guó)科學(xué)家霍夫曼于1876年首先發(fā)現(xiàn)的。甲醛的化學(xué)性質(zhì)活潑,易發(fā)生親核加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)、氧化反應(yīng)等。甲醛可聚合成多聚甲醛,其受熱很易發(fā)生解聚作用,在室溫條件下也可緩慢釋放甲醛。
甲醛是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物原生毒素,是無(wú)色、有強(qiáng)烈的刺激性氣體,易溶于水、醇、醚,其35%~40%的水溶液稱為“福爾馬林”。在常壓條件下,當(dāng)溫度大于150℃時(shí),甲醛分解為甲醇和一氧化碳;當(dāng)有紫外光照射時(shí),容易被催化氧化為水和二氧化碳。
2.甲醛的來(lái)源
甲醛在工業(yè)上是由甲醇脫氫氧化而成,自然界中的甲醛含量較低,一般小于0.03mg/m3,城市的空氣中甲醛年均濃度為0.005~0.01mg/m3,不會(huì)造成對(duì)人體健康的危害。
(1)室外空氣中的甲醛來(lái)源室外空氣中的甲醛主要來(lái)源于石油、煤、天然氣等燃料燃燒的產(chǎn)物,以及潤(rùn)滑油的氧化分解、汽車排放的廢氣、大氣光化學(xué)反應(yīng)等。據(jù)統(tǒng)計(jì),燃燒1000I。石油可產(chǎn)生71.86~239.909甲醛,燃燒1t煤可產(chǎn)生2.39甲醛,燃煤煙氣中含甲醛4~6mg/kg;汽車廢氣中含甲醛。70mg/kg;空氣中的烯烴被氧化也可生成甲醛。
另外,室外空氣中的甲醛還來(lái)源于生產(chǎn)甲醛、脲醛樹脂、化學(xué)纖維、染料、橡膠制品、塑料、墨水、油漆、涂料等的工廠,在其生產(chǎn)的過(guò)程中均有甲醛排入空氣中。
(2)室內(nèi)空氣中的甲醛來(lái)源 室內(nèi)的甲醛主要來(lái)自裝修材料及家具、吸煙、燃燒和烹飪等。室內(nèi)裝修材料在生產(chǎn)時(shí)使用膠黏劑(脲醛樹脂),其主要成分是甲醛。板材中殘留的甲醛會(huì)逐漸向室內(nèi)周圍環(huán)境釋放,是形成室內(nèi)空氣中甲醛的主體。另外,各類裝飾材料及生活用品也會(huì)釋放出甲醛,包括墻紙、室內(nèi)紡織品、化妝品、清潔劑、防腐劑、油墨等。
據(jù)統(tǒng)計(jì),1kg的合成織物可釋放出750mg甲醛。燃料燃燒可產(chǎn)生大量的甲醛,香煙的煙氣中含甲醛為14~24mg/m3。人每吸一口香煙(約40mL)最多可吸入81ug甲醛,室內(nèi)有人吸煙時(shí)甲醛濃度比無(wú)人吸煙時(shí)高3倍左右。新書也會(huì)釋放甲醛,一本2cm厚的書,1h可釋放出1ug甲醛。
甲醛的釋放速率與家用物品所含的甲醛量、室內(nèi)氣溫、空氣濕度、風(fēng)速、換氣次數(shù)等因素有關(guān)。氣溫越高,甲醛釋放率越快,室內(nèi)甲醛的濃度就會(huì)升高。試驗(yàn)表明,室內(nèi)濕度濕度增加12%,甲醛釋放量將增加15%左右。室內(nèi)甲醛濃度不同季節(jié)、時(shí)間與室內(nèi)外溫差的變化。
3.甲醛的危害
甲醛被稱為室內(nèi)環(huán)境的“第一殺手”,對(duì)人體健康的危害極大。在我國(guó)有毒化學(xué)品優(yōu)先控制名單上甲醛居第二位,甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì),是各國(guó)公認(rèn)的變態(tài)反應(yīng)源,也是潛在的強(qiáng)致突變物之一。現(xiàn)代科學(xué)研究表明,甲醛對(duì)人眼和呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用,它可以與人體蛋白質(zhì)結(jié)合,其危害與它在空氣中的濃度及接觸時(shí)間長(zhǎng)短息息相關(guān)。
4.甲醛在室內(nèi)的限值
今天,很多人也慢慢開(kāi)始關(guān)心室內(nèi)居室健康問(wèn)題,但是不是很了解室內(nèi)甲醛濃度的限值,其實(shí),各個(gè)國(guó)家有關(guān)部門為了改善室內(nèi)環(huán)境,保護(hù)居住者的身體健康,近年來(lái),各國(guó)都對(duì)空氣中甲醛濃度的限值作了嚴(yán)格規(guī)定。
我國(guó)1996年頒布了《居室空氣中甲醛的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,明確規(guī)定居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m3;1996年頒布了《公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,明確規(guī)定空氣中甲醛的最高容許濃度為0.12mg/m3;2003年頒布了《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883-2003),明確規(guī)定日平均甲醛的限量值為0.10mg/m3。
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