先說甲醛的檢測標準
室內空氣質量有兩個國家標準,GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(以下簡稱50325)和GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》(以下簡稱18883)。兩個標準是有區別的。
區別一:法律效力不同。50325是強制性標準,強制工程商實施。18883是推薦性標準,是告誡老百姓的。
區別二:檢測條件不同。50325標準要求檢測前關閉門窗1個小時。18883要求檢測前關閉門窗12個小時,參考日常居住狀態。
區別三:判定閾值不同。50325標準判定一類建筑工程的閾值是0.08毫克每立方米,二類建筑工程是0.1毫克每立方米。18883判定室內空氣質量合格的閾值是0.1毫克每立方米。
區別四:頒布機構不同。50325是住建部頒布的。18883是衛生部和環保部頒布的。
看完這些我們就知道了,18883是站在老百姓的角度制定的,給老百姓提出的一個健康的環境標準。而50325是站在工程商的角度制定的,考慮更多的是讓工程商過關。當然,如果18883變成強制標準強制實施的話,一大批工程商要倒下(類比為什么國產奶粉標準越來越退步,國內汽油標準總是提不上來)。
要判定室內空氣質量是否合格整個過程包括三個步驟:采樣——分析——判定。不過無論是50325還是18883都是評價室內空氣質量的。直接對“采樣”和“判定”作了規定。在“分析”這一步驟套用了另外一個標準——GB/T 18204.26-2000《公共場所空氣中甲醛測定方法》(以下簡稱18204)。這個方法規定了檢測甲醛用到的兩個方法:酚試劑分光光度法和氣相色譜法。酚試劑分光光度法因為操作方便,適用范圍大而被廣泛采用。50325甚至規定“在發生爭議的情況下,以酚試劑分光光度法結果為準”。篇幅有限,我們就只說酚試劑分光光度法。
首先是采集空氣樣品。用“大氣采樣儀”(如圖常見的是北京勞保所的)采集(抽)10升氣體,10升氣體從吸收瓶上面的進氣口進入吸收瓶,吸收瓶里面裝有吸收液(下面再解釋吸收液),采集空氣樣品的過程相當于讓10升室內空氣通過吸收液鼓泡,10升氣體里面的甲醛被吸收液吸收、富集。
插播一下酚試劑分光光度法的原理(文科生可直接繞過本段內容):酚試劑可以和甲醛反應生成一種叫做“嗪”的物質(采樣步驟)?!班骸痹谒嵝匀芤褐斜蝗齼r鐵離子氧化形成藍綠色化合物(就是顯色步驟)。根據顏色深淺,比色定量(比色步驟)。吸收液本質上是酚試劑溶液(酚試劑是一種化學物質)。
第二步就是顯色步驟。將顯色液(本質上是三價鐵離子的溶液)加入到采完空氣樣的吸收液中,在一定的溫度下反應一段時間后生成藍綠色的化合物。注意該步驟非常關鍵,反應的溫度和時間需要嚴格控制,如果有人在你家里手握了5分鐘就進入下一步比色的話那肯定是在忽悠你,或者說測出來的結果誤差非常大。這一步也是我們經過了上百次的實驗才把溫度和時間參數確定了下來。這也是為什么顯色反應要在實驗室進行,而不是在客戶家里進行的原因之一:實驗室有恒溫設備可以嚴格控制溫度。
(左:顯色后;右:顯色前)
第三步就是比色。用的是高等化學里的朗伯比爾定律,通俗地講就是:比色皿里的溶液顏色越深就越吸光,越吸光就意味著透過的光越少。讓一束光穿過生成的藍綠色溶液,一部分光被吸收,一部分光被透過,通過透過的光強度可以計算吸收的光強度,即吸光度,吸光度和溶液中藍綠色化合物成正比,即吸光度和甲醛濃度成正比。能夠測試吸光度的儀器叫分光光度計(如下圖),這里面用到的光是單色光,即波長是630nm的光。用來裝比色溶液的兩個玻璃或者石英的東西叫比色皿,因為比色要求精度非常高,所以比色皿做成了一對毛面,一對光面,光面留給光通過,任何情況下手指都只能接觸毛面。如果你看到有人用一根試管在比色那你最好跟他說拜拜。另外,分光光度計屬于精密儀器,每次搬動都要調水平,搬動多了也影響光路的穩定性,所以正規的檢測基本上沒有把分光光度計搬到客戶家里的。所以如果有人跟你說他可以在你家里出數據,你同樣可以跟他說拜拜了。
最后一步就是計算了,這個比較容易理解。根據吸光度計算出來溶液中甲醛濃度,再推導出10升氣體即空氣中的甲醛含量。這一步說起來簡單,其實背后還有很多工作要做。就是怎么判定吸光度是1時對應的溶液中甲醛濃度呢?這里就要涉及到做一條工作曲線,如果你用過桿稱就比較好理解,當秤砣放在0厘米處是對應0千克,當秤砣放在10厘米處對應10千克,這個時候你就可以根據這兩個點做一個二次曲線y(質量)=x(秤砣距離)。當你稱一個東西,秤砣放在5厘米處(x=5)稱桿平了,說明這個重物是5千克。那么問題來了,你怎么判定這個秤砣的重量呢?就是x前面的系數怎么判定呢?這里就涉及到了標準物質,就是絕對準確濃度的甲醛。正規的工作曲線是根據讓標準物質進行同樣的反應,測出吸光度,因為標準物質濃度(x)已知,吸光度(y)能測出來,就可以根據至少兩組x和y的值計算出一個一次函數,就是標準曲線。標準物質都是有證書的,而這個證書是由國家計量技術監督部門頒發的。別人給你檢測報告的時候一定跟他要標準物質證書,也一定要看工作曲線和吸光度的原始數據記錄,以防止做手腳。
甲醛檢測涉及到很多步驟,每一步的不嚴謹都可能帶來很大的誤差,而各個步驟的誤差累積起來就呵呵了!我曾經買過一臺六合一的檢測儀(現在叫“八合一”或“十二合一”),同一個樣品相差五分鐘測試,結果差了一倍。后來賣家告訴我說可以內置數據,天??!“內置數據”??!就是提前把數據輸入好再去顧客家里打印忽悠顧客……被我直接扔了??吹竭@里,你應該就知道自己找的檢測公司專不專業了。那些在家里出數據的,那些說20分鐘可以給你甲醛、甲苯、二甲苯、TVOC之類數據的(苯系物和TVOC檢測要用到300度高溫);那些一個手持設備直接顯示甲醛濃度的(在旁邊喝口酒都會顯示甲醛超標),還有那些搞個試紙忽悠你的(連最起碼的10L氣體都采集不了)……為了家人的健康,和他們說拜拜吧~
參考文獻:
1、 WHO guidelines for indoor air quality: selected pollutants[M].BonnOffice: WHO Regional Office for Europe,2010
2、 GB/T 18883-2002《室內空氣質量標準》
3、 GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》
4、 GB/T 18204.26-2000《公共場所空氣中甲醛測定方法》
5、 室內空氣品質評價指標和方法簡述,《流體機械》, 2014(12):73-76
6、 溫度對酚試劑分光光度法測定空氣中甲醛的影響,《中國環境監測》 2007年03期