單位波長吸光度改變量-分光光度法在檢測環(huán)境樣品中甲醛的應用 化學專業(yè)_第1頁
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1、單位波長吸光度改變量-分光光度法在檢測環(huán)境樣品中甲醛的應用摘 要:本文對以單位波長吸光度差量-分光法(ACW-S) ,對地表水進行檢測,以研究此法對其甲醛檢測的可行性,作出甲醛標準曲線,制備濁度模擬水樣,篩選了擬合波長段。以濁度模擬水樣及對應空白水樣的準確度作為考量因素,篩選出(440449)、(440454)、(445459)nm等3組波長段,校準曲線線性范圍介于0.164.00mg /L,方法檢出限在0.0260.052 mg /L范圍,直接測定實際樣品所得加標回收率為94.5%106.0%(加標濃度為0.200 mg /L和0.400 mg /L)。實驗結果表明,ACW-S法有利于減小樣

2、品濁度對甲醛檢測結果的正干擾,與標準檢測方法所用的單波長法相比,具有更高的準確度和精密度,且無需進行樣品前處理。關鍵詞:甲醛;乙酰丙酮;單位波長吸光度改變量;濁度;過濾;分光光度法Application of unit wave length absorbance change spectrophotometry in detecting formaldehyde in environmental samplesAbstract: the feasibility of detecting formaldehyde in surface water by unit wavelength spec

3、trophotometry (ACW-S) was discussed, the standard curve of formaldehyde was made, turbidimetric simulated water was prepared, and the length of fitting wave was screened. By using turbidity to simuLate the accuracy of water samples and corresponding blank samples, 3 groups of wavelengths, such as (4

4、40449), (440454) and (445459) nm, were selected. The linear range of the calibration curves ranged from 0.16 to 4.00mg /L, the detection limit was 0.026 to 0.052mg /L, and the recovery rate of the actual sample was 94.5% to 106.0% (the standard concentration is 0.200 and 0.400 mg/L). Experiments on

5、actual water samples were carried out to analyze the results of ACW-S method for actual water samples. The ACW-S method is beneficial to reduce the positive interference of the sample turbidity to the test results of formaldehyde. Compared with the single wavelength method used by the standard detec

6、tion method, it has higher accuracy and precision, and there is no need for sample pretreatment.Key words:Formaldehyde; acetylacetone; unit wavelength absorbance change; turbidity; filtration; spectrophotometry目 錄第1章 緒論11.1研究課題的意義11.2甲醛11.2.1甲醛的物理和化學性質11.2.2甲醛的用途21.3甲醛含量的測定方法31.3.1分光光度法31.3.2電化學法51.

7、3.3色譜法51.4主要研究內容6第2章 實驗部分72.1 實驗儀器及耗材72.2 實驗所用試劑72.3 實驗方法72.4 不同濁度模擬樣品的配置及檢測72.5 定量方法8第3章 結果與討論93.1 原理討論93.2 擬合波段的篩選93.3 標準曲線、方法檢出限和標準樣品檢測113.4實際水樣的檢測133.4.1 凌波湖水的檢測133.4.2 大運河水的檢測143.5結果討論14第4章 結語16參考文獻17致謝19I第1章 緒論1.1研究課題的意義甲醛(CH2O),又稱為蟻醛、亞甲基化合物,是一種具有強還原性的原生質毒素。甲醛進入人體器官后,對人的神經系統(tǒng)、肺和肝臟均有損害,若經常性或者較長時

8、間與含量很低的甲醛接觸,都有很大幾率引起呼吸道的疾病尤其是慢性的疾病,還有出現(xiàn)鼻咽癌、腦癌等一些列的腫瘤疾病。在飲水方面,甲醛也是必須且強制檢測的項目,并且需要每月進行檢測,其在飲用水中的最大值不得超過0.9mg/L1。甲醛對人體的傷害十分大。因此,開展對水源中甲醛含量的檢測,有助于保證居民生活的健康。采用高效,高準確度的方法檢測甲醛含量具有重要意義。1.2甲醛1.2.1甲醛的物理和化學性質(1)甲醛的物理性質通常存在的狀態(tài)為液體,且無色,在氣味方面有較強的刺激的氣味,和極性物質有較好的互溶性,如酒精、丙酮、H2O等。在進行低溫儲存時,經過一定時間會出現(xiàn)渾濁的情況,這是因為長時間在較低溫度下保

9、存其自身容易縮合形成三聚甲醛,而在蒸發(fā)的條件下其有相當一部分會揮發(fā)飄散,然而絕大部分會縮合成三聚甲醛。甲醛在還原性方面也是很強的,尤其是其在稍稍偏堿性的環(huán)境中??諝鈱ζ溆醒趸饔茫羝溟L期暴露在空氣下能被氧化成甲酸,但其氧化速度極慢。主要物理性質見表1-1表1-1 甲醛的物理性質性質數值蒸汽相對密度1.081-1.085 g/mL相對密度0.82g/mL折射率(nD20)1.3755-1.3775沸點(氣體)-19.5沸點(37%水溶液)98熔點-92自燃溫度430(2) 甲醛的化學性質甲醛(HCHO,M=30.03),常溫常壓下為無色液體,有較強的刺激氣味。在溶解性方面,其為極性物質,因此與

10、絕大多數極性物質皆可相容。在日常生活中最常見的是其百分之四十的水溶液,即常用于防腐的福爾馬林,這種水溶液的沸點低至19攝氏度。因此,在室溫情況下其極易揮發(fā),且其揮發(fā)速度和溫度成正比。甲醛本身具有神經毒性,且毒性不弱,并且因為其使用非常廣泛,因此其是位居第二的需要被優(yōu)先控制的化學物質。其在全球范圍內被WHO認定其具有強致癌和致畸性,且是一種變態(tài)反應源。1.2.2甲醛的用途(1) 甲醛在化學工業(yè)中的用途然而其在化工領域有極其重要的用途,比如生產POM。這是一種極為優(yōu)良的工業(yè)塑料,其已經被廣泛的應用到機械、汽車、電氣、航空等。因為其突出的性能,當下全世界有眾多的大型企業(yè)在不斷深入進行研究,例如杜邦、

11、神華集團、松下、西門子等,POM在未來的產業(yè)發(fā)展中必將有其重要的位置。其生產的過程化學反應通常分為三步:1、濃縮縮合(55至75%),形成三聚體;2、與二氧五環(huán)進一步聚合反應,獲其長鏈聚合體;3、根據需求添加終止劑,封斷鏈獲得目標產物。再此基礎上進一步進行加工獲得需求的塑料粒。(2) 甲醛在木材工業(yè)中的用途在人造木材材料方面,現(xiàn)在開發(fā)出兩種成熟的樹脂產品脲醛和酚醛樹脂。前者是由甲醛和尿素反應獲得,后者則是和苯酚反應獲得。(3) 甲醛在紡織產業(yè)中的用途在紡織業(yè)中,常規(guī)的服裝在對使用的樹脂進行整理時,通常情況下都要使用甲醛。而為了賦予布料不同的特性(例如防皺、自然伸展);在布料的印染方面,想要達到

12、更好的印花效果、色澤的長久不褪色;在布料手感方面,要想更柔軟更舒服等,在上述的幾個方面甲醛都必須被使用。特別是大家日常常穿也是比較喜歡穿的棉織品布料,因為其不經意間就會皺,且過于柔軟,所以在必須使用甲醛來提高布料的硬度。那么就會有一個很嚴重的問題需要考慮了,使用了甲醛的衣物,在大家使用的過程中其會甲醛就會逐漸的游離,并且會通過皮膚或者是呼吸道進入人體,從而引起呼吸道或者皮膚性出現(xiàn)問題,同時甲醛對眼睛也有較大的刺激性,嚴重的甚至可能誘發(fā)癌癥。因此布料或衣物的生產廠家為了追求利潤或者是感觀,往往會使用甲醛作為助劑,甚至有一些不良商家為了一味的利潤追求而大量使用,這對人體的危害極大,也會對社會造成極

13、大的危害。(4) 甲醛的防腐甲醛作為一種常規(guī)的防腐劑,現(xiàn)在其水溶液(福爾馬林)已經在各個行業(yè)中被廣泛使用,甚至出現(xiàn)了濫用的情況。在生物標本制備中,通常都使用福爾馬林浸泡來進行防腐,但是其會導致生物的蛋白質變性從而達到防腐的效果,但是這也是會讓標本本身變脆且易碎。1.3甲醛含量的測定方法目前用于甲醛含量的測定的方法有:分光光度法、電化學法和色譜法1.3.1分光光度法分光光度法2是對物質在某個已知特定波長點或范圍的吸收能力,從而達到對檢測物種物質的定性/定量分析的目的。作為上個世紀的重要科學產物,其優(yōu)勢包括高靈敏度,檢測時方便快捷等突出優(yōu)勢,因此在食品、家具、環(huán)保、生物、化學等多個領域已經被用作常

14、規(guī)的檢測方法。具體到不同的領域其檢測方法也是不同的,如苯酚法、品紅法、硫酸法等等,但是其在各個領域進行具體使用時還是存在一定的局限性的。(1) 乙酰丙酮法乙酰丙酮法35這是針對銨鹽存在過量情況下的一種檢測方法。其操作為:1、在45到60水浴中反應班小時,2、在室溫放置兩個半小時,3、特定波長下檢測吸光度。其優(yōu)點是:1、反應的特異性突出,2、基本不受其他物質干擾,3、顯色穩(wěn)定,4、檢出限高,5、檢測范圍寬。其通常使用在一些含甲醛量比較大的檢驗。和人們最為貼近的包括家具和水發(fā)食物。然而在進行水發(fā)食物檢測時其檢測操作比較繁瑣,被測樣品必須先經蒸餾提取和水吸收以后才能進行檢測。(2) 酚試劑法MBTH

15、法,其原理是甲醛和酚酞進行化學反應,進而生成嗪類化合物,再于酸性的環(huán)境中和Fe3+反應生成藍色的物質,再此之后在25攝氏度下靜置顯色十五分鐘,最后進行吸光度測定即可。這種方法在具體進行操作時非常的簡便且靈敏度極高,其檢測限低到2個M,常用于極其微量的甲醛檢驗。但是,使用這種方法的時候有幾類物質需要極為留意,1、脂肪族,2、醛類,3、二氧化硫,他們會導致檢測的結果下移,因此,特別是在對吊白塊進行相關的檢測時選擇這種方法必須進行全面的考慮和細致的操作。在反應物方面,有幾點也是需要注意的:1、酚試劑本身在穩(wěn)定性方面很差,2、顯色劑在低溫下保存的時間也不長(3d);3、測定吸光度時形成的顯色物的穩(wěn)定性

16、也不高,4、顯色還受制于時間和溫度。本方法最常用于室內甲醛的檢測。在紡織品中也會偶爾使用。(3) AHMT法是甲醛和AHMT,于堿性環(huán)境中發(fā)生縮合反應的產物,再和高碘酸鉀發(fā)生氧化反應,生成紫紅色的物質,再后就可以進行吸光度的測定,從而獲得甲醛的量。這種方法尤其明顯的優(yōu)勢:1、此方法常溫就可以顯色,2、抗干擾性強,3、靈敏度更高,4、特性選擇性極佳,不受到甲醛類似物的干擾(乙、丙、丁醛),5、檢測限低至4個ppm。但該方法也有其幾點需要特別注意的:1、標液顯色和樣品顯色時間統(tǒng)一(因為顏色的深度和顯色時間成正比),2、重現(xiàn)性差,3、操作難?,F(xiàn)在這種方面再室內的甲醛檢測比較多。(4) 品紅-亞硫酸法

17、品紅亞硫酸法是當今社會被廣泛使用的,因為這種方法主要是檢測食品中的甲醛含量,眾所周知當今中國社會的食品安全問題非常嚴重。甲醛和這種混合液在酸性環(huán)境下,會呈現(xiàn)出藍紫色,后再測出吸光度并計算出甲醛含量。本方法的抗干擾是所有測甲醛方法中最為強的,因為這是甲醛自身的所具有的特異性反應,不會受到任何醛、酚的影響。本方法具有易操作、檢測范圍廣的有點,但是其伴隨的缺點也比較明顯:1、比色液穩(wěn)定性差,2、重現(xiàn)差,3、低甲醛含量時,差異大,4、精確度不是很高,5、溫度對檢測的影響很大,6、過程中需要使用到易制毒品硫酸。(5) 變色酸法此方法是在硫酸中甲醛被氧化成甲酸,再和鉻變酸進一步反應,并在沸水浴條件下形成紫

18、紅色的物質,然后再以生存的紫紅色物質測定其吸光度。此方法具有較為靈敏其檢測限為10個ppm,并且獲得的比色液很穩(wěn)定。但是本方法會受到酚類和一些其它金屬離子的影響,所有在具體應用時其不太適用于甲醛含量較高的樣品的檢測。從原理上講這種方法就具有一定的缺陷:1、大量的甲醛其本身在酸性環(huán)境中就比較發(fā)生自身聚合產生共聚物,2、因本方法需要用到硫酸所以其操作比較麻煩,3、本方法通常用于研究的相關工作,在實際應用中基本不會使用。(6) 間苯三酚法本方法是一種比較經典的方法,其原理是:在堿性環(huán)境中,甲醛與間苯三酚會發(fā)生一種縮合反應,并且其獲得的產物是一種橘紅色的物質,只需使用這種物質在制定的波長下進行吸光度的

19、測試即可在計算后獲得樣品中甲醛的含量。此方法有其獨到的優(yōu)勢:1、操作簡便,2、穩(wěn)定性好,3、檢出限可達10ppm。但是因為這個反應后獲得產品其本身顏色穩(wěn)定性不太好,因此會造成較大的結果偏差,所以這種方法通常都是甲醛的定性分析,在日常應用在水發(fā)食物的甲醛檢驗中。(7) 亞硝基亞鐵氰化鈉法此方法的基本原理為:甲醛與該氰化鈉反應獲得藍色溶液,這種方法已經得到較為廣泛的使用,特別是在農產品中,因此被農業(yè)部制定為部級的標準。這種方法既可以定性也可以定量進行相關的分析,通過顏色深淺、有無就可進行判斷。藍色/灰藍色有較高含量甲醛,淺藍色甲醛含量不高,淡黃色無甲醛。1.3.2電化學法電化學分析法6,7是一種根

20、據在各種物質發(fā)生化學反應時的電路、電壓、點位、電勢、電量等的變化。從而獲得發(fā)生反應樣品中相對應物質的濃度的定量分析法。而針對甲醛包含極譜、電位兩種。(1) 示波極譜測定法該方法簡稱極譜法,是對化學反應中電流/電壓的對應關系,以曲線的方式表達出來進而進行分析的方法。具體到甲醛,是其與苯肼一Nacl中獲得一個非常明顯的極譜波,在這個里面電流與甲醛含量正相關,因此就可以根據電流的情況進行甲醛含量的定量檢驗;當然,也可以找pH=5的HAC-NaAC環(huán)境中,HCHO和硫酸肼發(fā)生化學反應獲得一個極為敏感的還原波,其波峰值和甲醛濃度在一定程度是具有線性相關的,由此可以實現(xiàn)甲醛的定量檢驗。此法選擇性和操作性都

21、非常的好,但是有很高的前處理要求,并且對電極有損害,現(xiàn)在通常在食品及其包材的檢驗中使用的比較多。(2) 電位法即是對離子的一種電相關的檢測方法,這主要是含樣品膜電極兩邊電位變化的檢測。具體到甲醛,使用的是在硫酸環(huán)境中,其對鹵族化合物中的溴化合物有利于其碘化合物的特性,并應用對碘離子有追蹤性能電極進行相關的跟蹤,使用這種方法可以將微量的甲醛以電位的方式進行反應,可以建成一種較好的對應關系,在線性的范圍和檢測限方面都有很好的表現(xiàn),但現(xiàn)在還沒有進行大量的實際應用。1.3.3色譜法色譜法8本身就有很好的將各個物質分離的性能,因此這種方法是基本不受到樣品的理化性質影響的,尤其適用于組成復雜的樣品,并且其

22、靈敏性和精確性也是毋庸置疑的,在紡織業(yè)中對甲醛的檢驗是可以直接使用的。其在家裝、食品、環(huán)境等領域的檢測已經在大量的使用了,它同樣可以檢測樣品的衍生劑處理后的衍生物。在現(xiàn)在的實際使用中常用的衍生劑有DNPH9、吡唑、巰基乙醇等等。在隋雪燕等研究發(fā)現(xiàn),經過幾個步驟可以很好的對甲醛進行檢測:1、甲醛和DNPH反應,2、電子捕獲檢測,3、獲得T1/2及峰高值。這樣可以實現(xiàn)甲醛的定性/定量檢測。其檢測限可達1.5個ppm,并且一般的醇、酮、NO化合物、SO2都不會影響其檢測。陳笑梅等同樣適用DNPH對樣品進行處理后,再進行萃取,最后使用HPLC對樣品進行分離,在使用UV檢測器檢測,由樣品的T1/2及峰面

23、積可以進行甲醛的定性/量檢驗,其檢測限為50ppm11。在現(xiàn)實生活中的室內、衣物、食物、環(huán)境進行檢測時,因其組成復雜,且甲醛的實際含量都不高,如果使用常規(guī)的方法來檢測甲醛勢必花費大量的時間和精力對樣品進行前處理,且精確度和靈敏度無法保證。因此,色譜法因其獨特的優(yōu)勢就成為了這些方面甲醛檢測的首選方法。然而,色譜法的不足之處在于,1、設備要求高,且價格高,2、衍化花費時間,3、檢測時間長,4、操作繁雜,5、無法滿足快速檢測的需求。因此,這個方法還是有一定的應用局限性。1.4主要研究內容本文主要是研究以ACW-S法在檢測甲醛在地表水中的含量的相關可行性研究,作出甲醛標準曲線,制備濁度模擬水樣,篩選了

24、擬合波長段。以濁度模擬水樣及對應空白水樣的準確度作為考量因素,篩選出(445454) 、(440454) 、(445464)nm等3組波長段,校準曲線線性范圍介于 0.1604.00mg /L,方法檢出限在 0.0260.052mg/L范圍,直接測定實際樣品所得加標回收率為 96.7%103.0%(加標濃度為0.200和 0.400 mg /L)。實驗結果表明,ACW-S法有利于減小樣品濁度對甲醛檢測結果的正干擾,與標準檢測方法所用的單波長法相比,具有更高的準確度和精密度,且無需進行樣品前處理。第2章 實驗部分2.1 實驗儀器及耗材具有光譜掃面功能的紫外/可見分光光度計,磁力攪拌器,濾紙,25

25、mL比色管,1cm石英比色皿。2.2 實驗所用試劑乙酸銨(AR),冰乙酸(AR),乙酰丙酮(AR),甲醛標準溶液(100mg/L)(AR),超純水。顯色液的配置:將50.0g的乙酸銨、6.0mL冰乙酸和0.5mL乙酰丙酮試劑溶于100mL超純水中,并混勻。配置好的顯色液可放入4冰箱保存。甲醛工作液的配置:移取10mL甲醛標準溶液至100mL定容瓶中,用超純水定容至100mL,配置成10mg/L的甲醛工作液。實驗所用試劑均為分析純,水為超純水。2.3 實驗方法標準曲線的測定:準確移取0.0、0.4、0.5、1.0、2.0、5.0、7.0、8.0、9.0、10.0mL的甲醛工作液于25mL比色管內

26、,用超純水定容至刻度,得到甲醛濃度分別為0.000、0.160、0.200、0.400、0.800、2.00、2.80、3.20、3.60、4.00mg/L的標準曲線濃度系利,加入2.5mL顯色液,混勻后放入1000mL裝有水的大燒杯中,用磁力攪拌器水浴加熱,水浴溫度為(60±2)。水浴結束后即刻放入自來水中冷卻至室溫,混勻后檢測吸收度(414nm)或吸收光譜(350600nm),采用1cm石英比色皿,參比溶液為超純水。水樣處理:其步驟包括:1、檢測水樣中是否有大懸浮物,2、若無直取,若有則需沉淀,3、取適量上清液,4、混勻后取25毫升至比色皿,5、接下來操作見標曲的制備。2.4 不

27、同濁度模擬樣品的配置及檢測制備一定濁度的參比液進行實際污水的模擬,從而達到選擇擬合波段的目的12。步驟如下:隨機取自然晾干的黃色土壤樣品,經研磨并過100目篩網,取適量此樣品至適量超純水中,并進行充分攪拌形成渾濁的水樣。此水樣經1h靜置后,明顯的沙粒和較大顆粒沉淀后棄掉,并得到較大濁度的模擬水樣。做4個不同濁度的模擬水樣。分別準確移取1mL、5mL、10mL和15mL的母液至25mL比色管中,用超純水定容至25mL。加入顯色液2.5mL后混勻放入60(±2)的水中加熱15min。濁度以水樣在750nm時的吸光度來判斷大小。每個濁度水樣為一組。每組做3個空白樣,4個甲醛加標為0.200

28、mg/L和4個甲醛加標為0.400mg/L的模擬水樣。2.5 定量方法單波長法13,14:通過分光光度計,檢測波長為414nm,吸光度為A414,樣品未經任何前處理過程且A414沒有經過任何校準而直接用于定量分析。顯色過濾單波長法:其操作步驟為:1、顯色,2、過濾,3、單波長檢測,4、定量分析。在本文中此種方法被用作是一張參比的方法,進而與其他方法進行精確性的比較。單位波長吸光度改變量-分光光度法(ACW-S法)15:顯色樣品的吸光度測定。其步驟為:1、取既定吸收波長的峰后面的波長和相應吸光值,2、以1中的波長和吸光值擬合線性函數,3、獲得具有一定斜率的線性函數,4、從而對甲醛進行定量分析。第

29、3章 結果與討論3.1原理討論使用ACW-S法測量甲醛標準溶液的結果如圖3-1所示。在圖中,隨著甲醛濃度的增加,吸收峰特定波段光譜曲線的線性擬合曲線斜率絕對值呈遞增趨勢。當測量環(huán)境水體中甲醛含量時,因為吸收峰左側受到濁度的影響較為嚴重,因此只在吸收峰右側的波段范圍內,篩選合適的擬合波段,從而有效的探討ACW-S法的可行性以及對消除實際樣品中濁度對甲醛檢測結果影響的效果。1、2、3、4、5、6、7、8和9曲線為不同濃度甲醛吸收光譜,其分別對應的甲醛濃度為:0.16、0.20、0.40、0.80、2.0、2.8、3.2、3.6、4.0mg/L圖3-1 甲醛吸收曲線3.2 擬合波段的篩選在甲醛標準溶

30、液的測定中,甲醛與乙酰丙酮發(fā)生反應,其反應產物的可見光波段在400480nm之間。其最大吸收峰在414nm。因吸收峰左側受濁度影響較嚴重,故甲醛的擬合波段篩選在最大吸收峰的右側(415480nm)的范圍內進行分析。擬合波段篩選以5的整數倍波長作為擬合波段的起始波長和結束波長。每個波長的跨度均為5的倍數。例如擬合波段范圍為:415419nm、415424nm、415429nm、420424nm、420429nm和420434nm。上述6個波段的起始波段和終止波段均為5的整數倍,且跨度均為5的倍數。以415424nm為例的數據處理見表3-1表3-1 波長415424nm時甲醛ACW-S法定量方程濃

31、度/ppm0.160.200.400.802.002.803.203.604.00圖3-2為415424nm時,ACW-S法的定量方程圖+圖3-2 415424nm時ACW-S定量方程圖擬合波段篩選實驗的對象為含不同濁度梯度的模擬水樣。此模擬水樣在顯色后,吸光度應在750nm時介于0.0370.371。對模擬水樣的檢測結果均值(n=4)以及對應空白樣品檢測結果均值(n=3)進行統(tǒng)計。統(tǒng)計表明,當其不超過某指定值的一半時,則此結果需要在開展下一濁度模擬前舍棄。篩選順序根據濁度模擬水樣由低到高的順序。研究表明,在不同模擬樣品的試驗后,滿足篩選條件的有(440449)、(440454)、(44545

32、9)nm等3段波長。3.3 標準曲線、方法檢出限和標準樣品檢測甲醛標準曲線濃度配制范圍0.1604.00mg/L,擬合波長段為440449nm、440454nm、445459nm等3個波長段。方法的檢出限經過7個相互沒有關聯(lián)的標準水樣檢驗,并通過計算標準偏差獲得相關結果16,表3-2。對應ACW-S法所得擬合曲線均有非常好的線性關系(r的絕對值0.9999),ACW-S法所得方法檢出限介于0.0260.052mg/L,單波長法的方法檢出限為0.027mg/L,0.100mg/L的標準點水樣檢測結果RSD為7.7%9.9%;在單波長法時, 0.100mg/L的標準點水樣檢測結果RSD為8.8%項

33、目擬合波長范圍/nm線性擬合曲線斜率方法檢出限(3.143s)/(mg·L-1)0.100mg/L標準點abr均值/(mg·L-1)RSD/%ACW-S法440449-0.000139-0.00463-0.999930.0520.0959.9440454-0.000119-0.00459-0.999940.0260.1027.0445459-0.000113-0.00447-0.999930.0320.1017.7單波長法-0.01040.2240.99970.0270.0988.8表3-2 甲醛標準曲線、標準點、方法檢出限結果對“水質 甲醛”標準樣品批號:204519,保

34、證值為(0.864±0.057)mg/L中甲醛進行測定。檢測結果見表3-3。實驗結果表明,采用ACW-S法測樣品,波長范圍為440449nm、440454nm、445459nm。經檢測,樣品的檢測結果均介于0.8750.884mg/L,RSD為0.17%1.3%。單波長法結果為0.875mg/L,RSD為0.49%。所有方法的檢測結果均在允許偏差范圍內。表3-3 標準樣品(批號:204519)檢測結果項目擬合波長范圍/nm標樣(204519)(n=8)均值/(mg·L-1)RSD/%相對誤差/%ACW-S法4404490.8761.31.84404540.8840.752.

35、74454590.8750.171.4單波長法0.8750.491.2對“水質 甲醛”標準樣品批號:204520,保證值為(1.10±0.07)mg/L中甲醛進行測定(表3-4)。實驗結果表明,采用ACW-S法測樣品,波長范圍為440449nm、440454nm、445459nm。經檢測,樣品檢測結果結果均介于1.131.16mg/L,RSD為0.38%0.78%。單波長法結果為1.13mg/L,RSD為0.39%。所有方法的檢測結果均在允許偏差范圍內。表3-4 標準樣品(批號:204520)檢測結果項目擬合波長范圍/nm標樣(204520)(n=8)均值/(mg·L-1)

36、RSD/%相對誤差/%ACW-S法4404491.160.784.64404541.150.394.54454591.130.383.2單波長法1.130.393.6由此可見,針對純水配制的水樣,在測甲醛時,均能獲得較為滿意的標準曲線參數,準確度和精密度。3.4實際水樣的檢測選擇校內凌波湖水以及大運河水這2個地表水樣進行分析。取樣時,應取距離水面10-15cm的水作為水質樣品。盡量避免含有漂浮于水面的物質以及特大顆粒雜質。水樣經自然沉降后,取上清液至干凈試劑瓶中,作為待測水樣。3.4.1 凌波湖水的檢測對凌波湖水樣進行ACW-S法,單波長法,顯色后過濾-單波長法檢測,未加標樣品的濾液未見肉眼可

37、辨認的反應產物,結果見表3-5。表3-5 凌波湖水檢測結果項目擬合波長范圍/nm測定值加標0.200mg/L加標0.400mg/L均值/(mg·L-1)RSD/%回收率均值/%RSD/%回收率均值/%RSD/%ACW-S法4404490.0063299.42.81051.44404540.001481031.31061.24454590.0033894.53.01020.93單波長法0.0571696.41.01022.5顯色后過濾-單波長法0.0043696.91.41030.64實驗表明,加標濃度分別為0.200mg/L和0.400mg/L,ACW-S法,單波長法,顯色后過濾-單

38、波長法檢測的回收率分別為94.5%103%,102%106%,96.4%,102%,96.9%,103%。對應RSD為1.3%3.0%,0.9.%1.4%,1.0%,2.5%,1.4%,0.64%。ACW-S法和顯色后過濾-單波長法結果相接近且顯著低于單波長法。由此可見,ACW-S法和顯色后過濾-單波長法具有良好的精密度和準確度,凌波湖水中甲醛含量在檢測限范圍內未檢出,且影響檢測的干擾物也未檢出。3.4.2 大運河水的檢測對大運河水樣進行ACW-S法,單波長法,顯色后過濾-單波長法檢測,未加標樣品的濾液未見肉眼可辨認的反應產物,結果見表3-6表3-6 大運河水檢測結果項目擬合波長范圍/nm測定

39、值加標0.200mg/L加標0.400mg/L均值/(mg·L-1)RSD/%回收率均值/%RSD/%回收率均值/%RSD/%ACW-S法4404490.012201013.01021.74404540.014171032.51042.64454590.0121698.62.41002.5單波長法0.157493.80.781003.9顯色后過濾-單波長法0.0032696.71.21022.3實驗表明,加標濃度分別為0.200mg/L和0.400mg/L,ACW-S法,單波長法,顯色后過濾-單波長法檢測的回收率分別為98.6%103%,100%104%,93.8%,100%,96.

40、7%,102%。對應RSD為2.4%3.0%,1.7%2.6%,0.78%,3.9%,1.2%,2.3%。ACW-S法和顯色后過濾-單波長法結果相接近且顯著低于單波長法。由此可見,ACW-S法和顯色后過濾-單波長法具有良好的精密度和準確度,大運河水中甲醛在檢測限范圍內未檢出,且有可能影響檢測的干擾物也未發(fā)現(xiàn)。3.5結果討論結果表明,ACW-S法開展實測時其結果和參照法更加靠近。單波長法相較于ACW-S法和顯色后過濾-單波長法,受濁度影響較大,結果無法同ACW-S法和顯色后過濾單波長法一樣,測得較為準確的濃度。然而顯色后過濾單波長法在實際操作中,需要使用到濾膜進行過濾,并且因此使得檢測過程更加繁

41、雜,在人力/財力成本也較高,并且可能由此帶來或產生其他干擾。ACW-S法可以減小濁度帶來的正干擾,且省去了較大的人力物力,克服了顯色后過濾-單波長法所帶來的缺點。在測水中甲醛濃度實驗中,ACW-S法有效的克服了濁度所帶來的影響,檢測結果均有良好的準確度和精密度,對于水中甲醛濃度的測定是一種十分良好的檢測方法。第4章 結語在對水體中甲醛的檢測中,通過對吸收峰右側范圍內的小范圍波長段進行篩選,得到合適的擬合波長段。在擬合波長段范圍內,用單位波長吸光度改變量-分光光度法(ACW-S法)對經過稀釋后的不同濁度的模擬水樣和實際環(huán)境中的凌波湖水和大運河水進行了水樣檢測,檢測結果表明,單位波長吸光度改變量-

42、分光光度法相較于單波長法和顯色后過濾-單波長法具有顯著的優(yōu)點。ACW-S法和顯色后過濾-單波長法可以有效的減小濁度對甲醛檢測結果的正干擾。而對于一般濁度的樣品測定時,ACW-S法相比較于顯色后過濾-單波長法,無需預處理過程,直接進行定量分析,大大的節(jié)省了人力物力。但是對于高濁度的樣品,還需要經過適當的稀釋或沉降后再檢測。參考文獻1 GB 38382002,地表水環(huán)境質量標準S北京:中國環(huán)境科學出版社,2002.2 HJ 6712013,水質 總磷的測定 流動注射鉬酸銨分光光度法S 北京: 中國環(huán)境科學出版社,20143 高明慧,周仕林,楊卓圓,等氨基酸乙酰丙酮分光光度法測定水樣中甲醛J理化檢驗: 化學分冊,2014,50(1):50534 賴永忠,王一剛多波長法用于減小濁度對水源水中甲醛測定結果的影響J 中國環(huán)境監(jiān)測,2015,31(6):91965 Mohd Ghazi R,Ahmad W A Development of formaldehyde detection method using onion juice as chromogenic agentJDesalination Water Treat,2014,52(4/6 ):109311006 韋壽蓮,陳宏彬,劉玲,等nanoAu/POPD/Au

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