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室内空气中TVOC检测方法与控制探讨

点击次数:1677 发布时间:2016-07-14

引言: 
  国内检测机构对民用建筑工程的室内环境中总挥发性有机物(以下简称TVOC)的检测,普遍依据GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》,该标准的分析方法是热解吸直接进样的气相色谱法。其他检测标准也有使用热解吸后手工进样的气相色谱法。 
  一、TVOC的检测方法 
  对于TVOC的检测方法与浓度限值,当前国内标准主要为GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》和GB/T 18883-2002 《室内空气质量标准》。GB 50325-2010Ⅱ类民用建筑工程TVOC浓度限值为≤0.6mg/m3。根据标准要求,用Tenax TA 吸附管采集空气样品,利用二次热解吸技术,通过热解吸装置加热吸附管,并得到TVOC的解吸气体,通过载气将TVOC气体带入与之相连的气相色谱仪,采用外标法,以保留时间定性,峰面积定量,测定室内空气中TVOC浓度。 
  二、主要仪器与试剂 
  气相色谱仪:日本岛津公司,型号GC-2014,配有FID检测器 
  二次热解吸仪:北京踏实科贸公司,型号TDS-Ⅲ 
  空气采样泵:青岛崂山应用公司,型号2050 
  皂膜流量计:青岛崂山应用公司,型号7030S 
  TVOC混合标准溶液:环境保护部标准样品研究所生产。由苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、乙酸丁酯、乙苯、苯乙烯和正十一烷共9种组分的系列标准溶液混合而成,各组分分别有3个浓度,溶剂为甲醇。 
  三、结果分析 
  1、TVOC户均值浓度分析 
  此次我们随机抽检了100户装修竣工后不同时期的居民住宅,每户家庭设置客厅,卧室,书房三个检测点,以三个检测点的算术平均值作为户均值。在100户家庭中,户均值结果范围为0.1~5.8mg/m3,超标数为64户,超标率为64%,超标严重的为标准值9.7倍。此次抽检中,超标1倍以内的有6户,超标1至2倍的有32户,超标2至3倍的有21户,超标3倍以上的有5户,可见高要市已装修的居民住宅有一半以上室内空气中TVOC超标,且超标主要集中在超标1至3倍。 
  2、TVOC浓度随时间变化趋势分析 
  表1是100户家庭装修后一定时间内的TVOC户均值统计结果,一定程度上反映了TVOC浓度随时间变化的趋势。从表1可以看出,装修后一个月内的TVOC污染严重,超标率高达90%,且超标浓度也高。随着装修后时间的延长,TVOC浓度逐步下降,装修后6个月以上TVOC浓度下降较多,且超标率明显降低。装修后2年以后则室内TVOC浓度较小,基本上不会超标。TVOC浓度随时间变化的趋势是由它的性质决定的。TVOC易挥发,刚装修不久的房屋由于装修材料及家具都是新的,各种建筑材料如油漆、涂料及家具等均会释放大量的挥发性有机物。由于TVOC挥发较快,使得TVOC浓度下降趋势非常明显。 
  表1 装修后不同时间住宅内TVOC浓度(mg/m3) 
  装修时间 1月之内 1-6月 6-12月 1-2年 2年以上 
  样本数 20 38 19 14 9 
  户均值 0.4~5.8 0.3~4.2 0.2~2.4 0.2~1.6 0.1~0.8 
  超标数 18 31 9 5 1 
  超标率(%) 90 82 47 36 11 
  3、家具及装修材料对TVOC浓度的影响 
  此次抽检的装修后6个月内的58个样本中,其中16户没有新购置家具,超标数为10户,超标率为62%,而购置了新家具的42户,超标数为39户,超标率为93%,且TVOC浓度明显较没有新购置家具的高。可见,新家具能明显加重室内TVOC污染。另外,从室内装修材料分析来看,采用复合地板、胶合板、地毯、墙纸,乳胶漆、吊顶材料等复合化学建材,室内空气中TVOC均出现不同程度的超标现象,各种材料使用得越多,则室内空气中TVOC超标越严重。在此次抽检的100个样本中,有5户家庭为简单装修,且使用旧家具,结果TVOC浓度均在标准范围内。所以,选用绿色环保的装修材料,或者尽量减少使用各种复合化学建材,是减低室内环境污染有效的保障之一。 
  四、热解吸直接进样气相色谱法的改进和优化 
  采用分离性能较好的DB-1 50mm×0.53mm×1.05 μm 大口径毛细柱,用不分流进样。由于这种方式进样保证所有的样品都进入了毛细柱,非常适用于痕量分析及复杂组分的分析,经上百次的试验证明其有很好的定量精度和准确度。在试验中还总结出:由于没有分流系统,进样后没有对气化室进行大量载气吹扫,为减少初始谱带的扩展,载气一般应采用10~25mL/min 的高流速;大口径毛细柱不可插入气化室太深,避免柱头与气化室形成的死角成为分析时鬼峰的根源。 
  五、热解吸手工进样气相色谱法的缺陷 
  1、由于在解吸过程中它两次采用人工操作,误差大、重现性差。 
  2、100ml 针筒在60 ℃ 平衡5~10min,其中的高沸点有机物大部分已凝聚在针筒壁上,这将直接导致分析得到的数据与实际情况偏差很大。 
  3、方法要求将TVOC 样品经载气稀释了100倍,实质是减少了进样量,而空气中的挥发性有机物含量本身就是微量的,将其稀释100 倍导致检测标准中规定的采样量为10L 时低检测限为0.5μg/m3,就往往难以达到。 
  4、由于小口径毛细管柱受柱容量的限制,其进样量一般≤2.3×10-7g,为保证毛细管柱的低容量和高柱效,需采用分流技术将样品的一小部分引入毛细管柱,样品在加热的气化室内气化,气化后的蒸气大部分经分流管道放空,所以应该用于浓度较高的样品。

5、在制作标准曲线时,将液体标准样品注入吸附管,用氮气吹送,由于吸附管吸附的是液体标样,与实际采集气体样品有区别,这种标准系列的采集模式不能模拟现场采样,致使标准曲线的制作脱离了实际,两者不具有可比性。 
  六、室内空气中TVOC污染的控制 
  当前,室内空气中TVOC控制主要可以通过污染源控制、通风和室内空气净化等途径来实现。 
  目前无论国内还是国外,有效改善室内空气质量的办法还是简单实用的传统方法――通风。打开门窗,保持室内空气对流,不断补充室内的新鲜空气,能有效加快各种有害物质的挥发。同时,也可以用电扇或换气扇进一步提率。 
  室内空气净化的方法众多,活性炭由于疏松多孔的特性,具有很强的吸附作用,在房间里或家具周围放置一些活性炭,能有效吸附各种建筑材料或家具释放的TVOC,在一定程度减少室内TVOC污染。研究表明,各种绿色植物如吊兰、绿萝、芦荟等也都具有一定吸附室内TVOC的作用。同时针对室内空气中TVOC污染,国内外很多科研机构和企业也开发了许多专门净化室内空气中TVOC的产品,常见的有各种光触媒、空气触媒、TVOC清除剂、空气净化机等。但是由于目前市场上各种品牌众多,鱼龙混杂,消费者在选购这些产品时应选择信誉好的的品牌,避免引进二次污染。 
  七、结束语 
  在新装修的住宅中,TVOC超标现象普遍且严重,所以在装修时要从设计、施工和选材上综合考虑,选择环保材料,装修风格尽量简单,从源头上减少TVOC污染。同时在入住前应选择有检测资质、的检测机构对室内TVOC浓度进行检测。如果室内TVOC浓度超标,应尽可能查明污染源,然后再采取排除、降低污染的措施,如清除严重污染源、加强通风、进行室内污染治理等。不要在TVOC严重超标的情况下入住,应空置并充分通风一段时间,重新检测合格后再入住,避免影响身体健康。 

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