AHMT分光光度法测甲醛最佳显色条件探讨
何蕴琦
【摘 要】甲醛在水环境中来源广泛,对人体健康危害较大,甲醛的测定在环境监测中有重要意义.AHMT分光光度法中,显色时间和显色温度对测定结果有一定影响.通过在不同的显色条件下得出的试验空白值吸光度和绘制出的回归曲线斜率和相关性比较,探讨的最佳显色条件.试验表明,AHMT分光光度法测定甲醛时,应控制室温在20℃,显色时间可相对延长.
【期刊名称】《东莞理工学院学报》
【年(卷),期】2018(025)003
【总页数】4页(P107-110)
【关键词】甲醛;回归斜率;试验空白值;显色时间;显色温度
【作 者】何蕴琦
【作者单位】中山市环境监测站,广东中山 528400
【正文语种】中 文
【中图分类】X832
甲醇在常温常压下为无色水溶液或气体，有特殊的刺激性气味，易溶于水和多种有机溶剂。由于其特殊的化学性质，甲醇被普遍应用在化学工业、纺织印染业、塑料工业、木材加工业、涂料工业和防腐等领域。另外，二氧化氯、臭氧消毒处理时，水体中被其氧化而生成的有机副产物中常含有甲醛[1-2]。因此，生活饮用水中的甲醛来源十分广泛。环境水体中的甲醛通过消耗水中的溶解氧从而影响水体的自净能力。甲醛对人体的健康有较大危害，主要表现为对皮肤黏膜的刺激作用和致敏作用，高浓度的甲醛甚至有神经毒性和基因毒性，有致畸、致癌的风险[3]。
《生活饮用水卫生标准检验方法》GBT5750-2006[4]中规定的AHMT分光光度法能测定生活饮用水及其水源水中的甲醛，且选择性较高，其他的醛类对该方法无干扰。该方法中的分析过程均在室温下进行，但在不同地域不同季节下的室温不尽相同，而反应以及显色的温度将影响测定结果。为了保证实验的可靠性，使用甲醇标准溶液系列分别绘制在不同温度条件下的工作曲线，探讨反应的最佳温度条件。方法中规定加入高碘酸钾氧化剂后放置5
min后测量，但由于分光测量时溶液中可能有肉眼所不能见的气泡残留，延长静置时间有可能提高测试结果的准确性。因此，还通过不同显色时间的对比，探讨显色时间对回归曲线和空白值的影响。
1 实验原理
在碱性条件下，4-氨基-3-联氨-5-疏基-1,2,4-三氮杂茂(AHMT)与水中甲醛进行缩合反应，产物被高锰酸钾氧化成紫红色化合物，在分光光度计下测定吸光度，经计算确定甲醇含量[4]。
2 仪器与试剂
LHS-100CH恒温恒湿箱(温度范围10～85 ℃，温度均匀性±2 ℃)；HH-8数显恒温水浴锅(温度范围室温-100 ℃，精度 ± 0.5)Cary 60 UV-Vis紫外-可见分光光度计(波长范围190～1 100 nm，波长精度541.94 ± 0.05 nm)
3 实验方法
分别取0，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL甲醛标准溶液储备液[ρ(HCHO)=1 μg/mL]于10 mL比色管中，用纯水定容至5.0 mL，各加入2.0 mL乙二胺四乙酸二钠-氢氧化钾溶液(100 g/L)以及2.0 mL AHMT溶液(5 g/L)混匀。在特定温度下放置20 min后，加入0.5 mL高碘酸钾溶液(15 g/L)振摇半分钟，放置5～15 min。以纯水为参比，用紫外-可见分光光度计在550 nm波长处，用10 mm比色皿测量吸光度。用测得数据计算出甲醛浓度与吸光度在各显色温度、显色时间下的曲线回归方程。
4 校准曲线的绘制
根据以上方法，绘制出甲醛浓度与吸光度的校准曲线，建立一元回归方程。对不同条件下得到的空白值吸光度以及回归方程的斜率、截距和相关系数进行比较，结果见表1、表2。
表1 一定显色温度和显色时间下的实验室空白值吸光度显色时间/min显色温度/吸光度空白值吸光度15 ℃20 ℃25 ℃30 ℃温度与空白值的相关性r50.054 30.048 40.043 40.043 30.941 8100.058 60.050 50.045 90.046 20.911 7150.065 30.056 90.049 30.047 70.966 4r0.992 20.959 90.996 10.983 6———
表2 一定显色温度和显色时间下的曲线回归方程时间/min显色温度15 ℃20 ℃25 ℃30 ℃barbarbarbar50.458 80.002 5 0.999 70.500 1-0.004 0 0.998 80.405 7-0.003 9 0.999 40.359 9-0.019 8 0.990 9100.463 3-0.002 8 0.999 10.507 5-0.004 9 0.999 50.463 3-0.002 7 0.999 60.412 7-0.001 5 0.998 9150.497 50.004 4 0.999 60.522 00.005 4 0.999 70.480 70.008 6 0.999 60.478 10.011 9 0.998 50.914 30.983 00.955 30.983 0
注：b—回归方程斜率；a—回归方程截距；r—回归方程相关系数
5 讨论
5.1 显色时间对回归曲线和空白值吸光度的影响
随着不同的显色温度和时间的改变，试验空白值吸光度呈现出一定规律的变化趋势
由表1可见，在相同温度下，测定空白值吸光度随着时间的延长有增大的趋势。空白值吸光度随着时间增长的趋势具有一定的相关性。每一温度下，空白值吸光度与显色时间的相关系数均在0.959 9以上。温度较低时，空白值吸光度随着时间延长的变化幅度较大。见图1。
图1 显色时间对空白值吸光值的影响
图2 显色时间对曲线斜率b的影响
同一温度下，显色时间相对延长则回归方程斜率总体来说有相应增大的趋势，斜率与显色时间的相关系数均在0.914 3以上。温度相对较高时，回归方程斜率随时间的变化幅度相对较大。见图2。
不同显色时间下所绘制出的曲线相关系数有所不同，总体来讲显色时间较长时得出的曲线相关性更好。
5.2 显色温度对回归曲线和空白值吸光度的影响
同一显色时间的情况下，空白值吸光度均随着显色温度的升高而降低，其关系亦存在一定相关性。每一时间下，空白值吸光度与显色温度的相关系数均在0.911 7以上。在25 ℃和30 ℃时，能得到相对较低的空白试验值。见图3。
对于同一显色时间下对显色温度的改变，回归方程斜率的变化并非单一的线性关系，而是
呈现出先升后降的趋势。在20 ℃时，回归方程的斜率在同一时间下均为最高。显色时间为5 min时，回归方程的斜率随温度变化程度最大，显色时间延长后，回归方程的斜率随温度变化幅度相对减缓，更加稳定。见图4。
图3 显色温度对空白值吸光值的影响
图4 显色温度对曲线斜率b的影响
试验所得出的回归曲线相关系数，在15 ℃～25 ℃范围内基本较为满意。显色温度在30℃条件下，曲线相关性不甚理想。
6 结语
在分光光度法中，校准曲线是分析试验的定量基础[5]。一定浓度范围内的待测物质的浓度与吸光度有呈正比关系，绘制出一元线性方程y=a+bx。其中，b为校准曲线的斜率，它不仅代表一个方法的灵敏度，与准确度和检测限直接相关，也对分析结果的准确性和可靠性有重要影响[6]。在分析测定中，显色剂浓度、溶液pH、测定波长、加入试剂的顺序和数量、显色温度和时间等实验条件的微小波动, 都可能引起回归方程斜率的微小变化。斜率偏
低时，可能导致实验的最低检出限不能达到。因此，斜率b需要通过特定方法进行检验[7]。线性方程中，a为回归方程的截距，反应分析试验对空白的控制程度。根据相关的截距检验，各显色温度和时间下所得的截距均在可接受范围[8-9]。
显色最佳条件的选择应综合多方面综合考虑。总体来讲，由于其不稳定性，显色时间的延长影响空白值吸光度，使其缓慢升高。另外，AHMT分光光度法测定甲醛时，加入氧化剂后反应中有气体生成，分光测定时小气泡将会影响到测定结果，较高的显色温度有助于排除气泡的影响，得到较好的空白值结果。
在一般室温下15 ℃～25 ℃条件下，得出的一元线性回归方程基本都在可接受范围[10]，其中20 ℃条件下得出的斜率、截距和相关系数最佳。30 ℃条件下，得出的一元线性回归方程的斜率、截距和相关性较不理想。显色时间的延长有助于得到较好的一元线性回归方程斜率和相关系数。因此在使用AHMT分光光度法测定甲醛时，应控制室温在20 ℃，显色时间应相对延长。

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