水質(zhì)中甲醛檢測(cè)技術(shù)操作手冊(cè)1前言甲醛（HCHO）是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為一類致癌物。水質(zhì)中的甲醛主要來源于工業(yè)廢水（如化工、紡織、造紙等行業(yè)）、消毒劑（如臭氧、二氧化氯）分解產(chǎn)物、以及有機(jī)物的生物代謝過程。甲醛對(duì)人體健康危害極大，長(zhǎng)期接觸可引起呼吸道疾病、肝腎功能損害，甚至誘發(fā)癌癥。因此，準(zhǔn)確檢測(cè)水質(zhì)中的甲醛含量，對(duì)于保障飲用水安全、控制環(huán)境污染具有重要意義。本手冊(cè)依據(jù)國(guó)家和行業(yè)最新標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)編制，旨在為水質(zhì)檢測(cè)人員提供專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)用的甲醛檢測(cè)技術(shù)指導(dǎo)。2適用范圍本手冊(cè)適用于地表水、地下水、生活飲用水、生活污水及工業(yè)廢水中甲醛的測(cè)定，涵蓋兩種常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法：乙酰丙酮分光光度法（適用于中高濃度甲醛樣品，檢出限較高）；酚試劑分光光度法（適用于低濃度甲醛樣品，檢出限較低）。3引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)為本文的主要依據(jù)，檢測(cè)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循：3.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T____《水質(zhì)甲醛的測(cè)定乙酰丙酮分光光度法》；GB/T5750.____《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法消毒副產(chǎn)物指標(biāo)》；GB/T____《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》（實(shí)驗(yàn)用水要求）。3.2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ____《水質(zhì)甲醛的測(cè)定酚試劑分光光度法》；HJ/T____《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（樣品采集與保存）。4術(shù)語(yǔ)與定義4.1甲醛（HCHO）分子式為CH?O的有機(jī)化合物，分子量30.03，易溶于水，具有強(qiáng)還原性。4.2檢出限（LOD）樣品中能被檢測(cè)出的最低甲醛濃度，本手冊(cè)中乙酰丙酮法檢出限為0.05mg/L，酚試劑法為0.01mg/L。4.3定量限（LOQ）樣品中能準(zhǔn)確定量的最低甲醛濃度，乙酰丙酮法為0.17mg/L，酚試劑法為0.03mg/L。4.4空白試驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)用水代替樣品，按相同操作步驟進(jìn)行的試驗(yàn)，用于扣除背景干擾。5檢測(cè)原理5.1乙酰丙酮分光光度法在pH6.0~7.5的條件下，甲醛與乙酰丙酮（CH?COCH?COCH?）和銨鹽（NH??）反應(yīng)，生成穩(wěn)定的黃色絡(luò)合物3,5-二乙?；?1,4-二氫盧剔啶。該絡(luò)合物在413nm波長(zhǎng)下具有最大吸光度，吸光度與甲醛濃度成正比，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算樣品中甲醛含量。反應(yīng)式：\[\text{HCHO}+\text{CH}_3\text{COCH}_2\text{COCH}_3+\text{NH}_4^+\rightarrow\text{黃色絡(luò)合物}+\text{H}_2\text{O}\]5.2酚試劑分光光度法甲醛與酚試劑（3-甲基-2-苯并噻唑酮腙鹽酸鹽，MBTH）反應(yīng)生成嗪類化合物，再與高鐵離子（Fe3?）氧化生成藍(lán)綠色絡(luò)合物。該絡(luò)合物在630nm波長(zhǎng)下具有最大吸光度，吸光度與甲醛濃度成正比，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算樣品中甲醛含量。反應(yīng)式：\[\text{HCHO}+\text{MBTH}\rightarrow\text{嗪類中間體}\]\[\text{嗪類中間體}+\text{Fe}^{3+}\rightarrow\text{藍(lán)綠色絡(luò)合物}\]6試劑與材料6.1一般規(guī)定實(shí)驗(yàn)用水：符合GB/T____的一級(jí)水（電導(dǎo)率≤0.01mS/m，25℃）；試劑純度：除特殊說明外，均使用分析純（AR）試劑；試劑配制：所有試劑均需現(xiàn)用現(xiàn)配或按規(guī)定條件保存（如冷藏、避光）。6.2乙酰丙酮法試劑1.乙酸銨溶液（250g/L）：稱取25g乙酸銨（NH?C?H?O?），溶于100mL實(shí)驗(yàn)用水中，搖勻。2.乙酰丙酮溶液（0.25%）：量取0.25mL乙酰丙酮（CH?COCH?COCH?），加入100mL乙酸銨溶液中，混勻。該溶液需避光保存，有效期1個(gè)月。3.硫酸溶液（1+9）：量取10mL濃硫酸（H?SO?，ρ=1.84g/mL），緩慢倒入90mL實(shí)驗(yàn)用水中，冷卻后搖勻（用于樣品pH調(diào)節(jié)）。6.3酚試劑法試劑1.酚試劑儲(chǔ)備液（1g/L）：稱取0.1g酚試劑（MBTH），溶于100mL實(shí)驗(yàn)用水中，冷藏（4℃）保存，有效期1周。2.酚試劑工作液（0.1g/L）：取10mL酚試劑儲(chǔ)備液，用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至100mL，現(xiàn)用現(xiàn)配。3.硫酸鐵銨溶液（10g/L）：稱取1g硫酸鐵銨（NH?Fe(SO?)?·12H?O），溶于100mL實(shí)驗(yàn)用水中，加入0.5mL濃硫酸（防止水解），搖勻。4.氫氧化鈉溶液（1mol/L）：稱取4g氫氧化鈉（NaOH），溶于100mL實(shí)驗(yàn)用水中，搖勻（用于樣品pH調(diào)節(jié)）。6.4標(biāo)準(zhǔn)溶液6.4.1甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（約1000mg/L）配制：量取2.8mL甲醛溶液（37%~40%，分析純），用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至1000mL，搖勻。標(biāo)定（碘量法）：1.準(zhǔn)確吸取20.00mL甲醛儲(chǔ)備液于250mL碘量瓶中，加入20.00mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1mol/L）和10mL氫氧化鈉溶液（1mol/L），搖勻后放置15min（暗處）。2.加入10mL硫酸溶液（1+9），用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1mol/L）滴定至淺黃色，加入2mL淀粉指示劑（10g/L），繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失，記錄消耗體積V?。3.同時(shí)做空白試驗(yàn)（用20mL實(shí)驗(yàn)用水代替儲(chǔ)備液），記錄消耗體積V?。4.計(jì)算：\[C(\text{HCHO})=\frac{(V_0-V_1)\timesC(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3)\times15.02}{V}\]式中：C(HCHO)：甲醛儲(chǔ)備液濃度（mg/L）；V?：空白試驗(yàn)消耗硫代硫酸鈉體積（mL）；V?：樣品消耗硫代硫酸鈉體積（mL）；C(Na?S?O?)：硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；15.02：甲醛的摩爾質(zhì)量（g/mol）；V：甲醛儲(chǔ)備液體積（mL）。6.4.2甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作液乙酰丙酮法：取甲醛儲(chǔ)備液，用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至10.0mg/L（現(xiàn)用現(xiàn)配）；酚試劑法：取甲醛儲(chǔ)備液，用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至1.0mg/L（現(xiàn)用現(xiàn)配）。7儀器設(shè)備7.1主要儀器儀器名稱規(guī)格要求分光光度計(jì)波長(zhǎng)范圍300~800nm，吸光度精度±0.002AU（用于測(cè)吸光度）恒溫水浴鍋溫度控制±1℃（乙酰丙酮法需60℃水?。┚呷壬?0mL（乙酰丙酮法）、10mL（酚試劑法），玻璃材質(zhì)，洗凈后晾干移液管1mL、2mL、5mL、10mL（A級(jí)，誤差≤±0.02mL）容量瓶100mL、500mL、1000mL（A級(jí)，誤差≤±0.1mL）電子天平精度0.1mg（用于稱量試劑）pH計(jì)精度±0.01（用于調(diào)節(jié)樣品pH）離心機(jī)轉(zhuǎn)速≥4000r/min（用于渾濁樣品預(yù)處理）7.2儀器校準(zhǔn)分光光度計(jì)：每季度用標(biāo)準(zhǔn)濾光片校準(zhǔn)波長(zhǎng)（誤差≤±1nm）和吸光度（誤差≤±0.005AU）；恒溫水浴鍋：每月用溫度計(jì)校準(zhǔn)溫度（誤差≤±1℃）；移液管、容量瓶：每?jī)赡晁陀?jì)量部門校準(zhǔn)（或自行校準(zhǔn)，誤差符合A級(jí)要求）。8樣品采集與保存8.1采樣容器材質(zhì)：硬質(zhì)玻璃瓶或聚乙烯瓶（無(wú)甲醛殘留）；預(yù)處理：采樣前用實(shí)驗(yàn)用水沖洗3次，再用待采樣品沖洗2次。8.2采樣方法地表水/地下水：采集水面下0.5m處樣品，避免漂浮物；生活污水/工業(yè)廢水：采集流經(jīng)管道的混合樣品，避免沉積物；采樣量：不少于500mL（滿足平行樣、加標(biāo)樣需求）；注意事項(xiàng)：采樣時(shí)應(yīng)充滿容器，不留頂空（防止甲醛揮發(fā)），立即密封。8.3保存與運(yùn)輸保存條件：采樣后立即用濃硫酸（或氫氧化鈉）調(diào)節(jié)pH≤2（乙酰丙酮法）或pH=7~8（酚試劑法），4℃冷藏（冰箱溫度2~8℃）；保存時(shí)間：24小時(shí)內(nèi)完成檢測(cè)（超過24小時(shí)，甲醛濃度會(huì)因揮發(fā)或降解而降低）；運(yùn)輸：樣品運(yùn)輸過程中需保持冷藏，避免劇烈震蕩。9操作步驟9.1乙酰丙酮分光光度法（適用于甲醛濃度≥0.05mg/L的樣品）9.1.1樣品預(yù)處理渾濁樣品：取50mL樣品于離心管中，4000r/min離心5min，取上清液測(cè)定；有色樣品：加入1g活性炭，振蕩10min，過濾（0.45μm微孔濾膜），取濾液測(cè)定（活性炭需預(yù)先用甲醛溶液處理，去除本底甲醛）。9.1.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制1.取7支50mL具塞比色管，分別加入0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作液（10.0mg/L），用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至50mL，搖勻；2.向每支比色管中加入2.5mL乙酰丙酮溶液，搖勻；3.置于60℃恒溫水浴中加熱15min，取出冷卻至室溫；4.用1cm比色皿，以實(shí)驗(yàn)用水為參比，在413nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度；5.以甲醛含量（μg）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（相關(guān)系數(shù)r≥0.999）。9.1.3樣品測(cè)定1.取50mL預(yù)處理后的樣品于50mL具塞比色管中（若甲醛濃度過高，可稀釋后測(cè)定）；2.按“9.1.2”中步驟2~4操作，測(cè)定樣品吸光度；3.同時(shí)做空白試驗(yàn)（用50mL實(shí)驗(yàn)用水代替樣品，按相同步驟操作）。9.2酚試劑分光光度法（適用于甲醛濃度≥0.01mg/L的樣品）9.2.1樣品預(yù)處理渾濁樣品：離心（4000r/min，5min）或過濾（0.45μm微孔濾膜）；含二氧化硫/硫化氫樣品：加入0.1g硫酸亞鐵（FeSO?·7H?O），振蕩10min，過濾（去除還原性干擾物質(zhì)）。9.2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制1.取7支10mL具塞比色管，分別加入0.00、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)工作液（1.0mg/L），用實(shí)驗(yàn)用水稀釋至10mL，搖勻；2.向每支比色管中加入0.5mL酚試劑工作液，搖勻，放置10min；3.加入0.1mL硫酸鐵銨溶液，搖勻，放置15min；4.用1cm比色皿，以實(shí)驗(yàn)用水為參比，在630nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度；5.以甲醛含量（μg）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（相關(guān)系數(shù)r≥0.999）。9.2.3樣品測(cè)定1.取10mL預(yù)處理后的樣品于10mL具塞比色管中（若甲醛濃度過高，可稀釋后測(cè)定）；2.按“9.2.2”中步驟2~4操作，測(cè)定樣品吸光度；3.同時(shí)做空白試驗(yàn)（用10mL實(shí)驗(yàn)用水代替樣品，按相同步驟操作）。10結(jié)果計(jì)算與表示10.1乙酰丙酮分光光度法\[\rho(\text{HCHO})=\frac{m}{V}\timesf\]式中：ρ(HCHO)：樣品中甲醛濃度（mg/L）；m：從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的甲醛量（μg）（樣品吸光度減去空白吸光度后對(duì)應(yīng)的值）；V：樣品體積（mL）（本方法中V=50mL）；f：樣品稀釋倍數(shù)（未稀釋時(shí)f=1）。10.2酚試劑分光光度法\[\rho(\text{HCHO})=\frac{m}{V}\timesf\]式中：ρ(HCHO)：樣品中甲醛濃度（mg/L）；m：從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的甲醛量（μg）（樣品吸光度減去空白吸光度后對(duì)應(yīng)的值）；V：樣品體積（mL）（本方法中V=10mL）；f：樣品稀釋倍數(shù)（未稀釋時(shí)f=1）。10.3結(jié)果表示當(dāng)ρ(HCHO)≥定量限（LOQ）時(shí)，保留兩位有效數(shù)字（如0.12mg/L、1.5mg/L）；當(dāng)ρ(HCHO)＜檢出限（LOD）時(shí)，表示為“＜LOD”（如＜0.05mg/L、＜0.01mg/L）；平行樣結(jié)果取平均值，相對(duì)偏差≤10%（如兩次測(cè)定結(jié)果為0.10mg/L和0.11mg/L，平均值為0.105mg/L，保留兩位有效數(shù)字為0.11mg/L）。11質(zhì)量控制11.1空白試驗(yàn)空白吸光度要求：乙酰丙酮法空白吸光度≤0.020AU，酚試劑法空白吸光度≤0.010AU；若空白吸光度超標(biāo)，需檢查試劑純度（如乙酰丙酮是否重蒸餾）、實(shí)驗(yàn)用水質(zhì)量（是否含甲醛）、比色管清潔度（是否殘留有機(jī)物）。11.2平行樣測(cè)定每批樣品（≤20個(gè)）至少做2個(gè)平行樣，相對(duì)偏差≤10%；若相對(duì)偏差超標(biāo)，需重新測(cè)定（檢查移液是否準(zhǔn)確、反應(yīng)條件是否一致）。11.3加標(biāo)回收率每批樣品（≤20個(gè)）至少做1個(gè)加標(biāo)樣（加標(biāo)量為樣品濃度的0.5~2倍，且在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)）；回收率要求：90%~110%（如樣品濃度為0.20mg/L，加標(biāo)0.10mg/L，測(cè)定值應(yīng)為0.28~0.32mg/L）。11.4標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)r≥0.999（若r＜0.999，需重新繪制曲線，檢查標(biāo)準(zhǔn)溶液配制是否準(zhǔn)確、吸光度測(cè)定是否誤差大）；每批樣品測(cè)定前需用中間濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液（如乙酰丙酮法用2.00mL標(biāo)準(zhǔn)工作液）核查曲線，相對(duì)誤差≤5%（若誤差超標(biāo)，需重新繪制曲線）。11.5標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)核查每季度用有證甲醛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（如GBW(E)____）進(jìn)行核查，測(cè)定值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度范圍內(nèi)（如標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度為1.00±0.05mg/L，測(cè)定值應(yīng)為0.95~1.05mg/L）。12注意事項(xiàng)12.1試劑保存乙酰丙酮溶液：避光、密封保存（防止揮發(fā)），有效期1個(gè)月；酚試劑儲(chǔ)備液：冷藏（4℃）保存，有效期1周（若溶液變黃，需重新配制）；硫酸鐵銨溶液：避免陽(yáng)光直射（防止Fe3?還原），有效期1個(gè)月。12.2樣品處理采樣后立即調(diào)節(jié)pH（乙酰丙酮法pH≤2，酚試劑法pH=7~8），防止甲醛揮發(fā)；渾濁或有色樣品需預(yù)處理（離心、過濾、活性炭吸附），避免干擾吸光度測(cè)定；工業(yè)廢水樣品需先檢測(cè)pH（若pH＜2或＞12，需用氫氧化鈉或硫酸調(diào)節(jié)至中性），再進(jìn)行預(yù)處理。12.3操作安全濃硫酸：具有強(qiáng)腐蝕性，操作時(shí)需戴手套、護(hù)目鏡，在通風(fēng)櫥中進(jìn)行（避免濺到皮膚或眼睛）；乙酰丙酮：具有刺激性氣味，操作時(shí)需通風(fēng)（避免吸入過多）；酚試劑：對(duì)皮膚有刺激性，操作時(shí)需戴手套（避免直接接觸）。12.4干擾排除乙酰丙酮法：乙醛、丙醛等醛類物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生干擾，但含量低于甲醛10倍時(shí)，干擾可忽略；若含量較