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室內(nèi)空氣中TVOC檢測方法與控制探討
引言:
國內(nèi)檢測機構(gòu)對民用建筑工程的室內(nèi)環(huán)境中總揮發(fā)性有機物(以下簡稱TVOC)的檢測,普遍依據(jù)GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》,該標(biāo)準(zhǔn)的分析方法是熱解吸直接進樣的氣相色譜法。其他檢測標(biāo)準(zhǔn)也有使用熱解吸后手工進樣的氣相色譜法。
一、TVOC的檢測方法
對于TVOC的檢測方法與濃度限值,當(dāng)前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要為GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》和GB/T 18883-2002 《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。GB 50325-2010Ⅱ類民用建筑工程TVOC濃度限值為≤0.6mg/m3。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,用Tenax TA 吸附管采集空氣樣品,利用二次熱解吸技術(shù),通過熱解吸裝置加熱吸附管,并得到TVOC的解吸氣體,通過載氣將TVOC氣體帶入與之相連的氣相色譜儀,采用外標(biāo)法,以保留時間定性,峰面積定量,測定室內(nèi)空氣中TVOC濃度。
二、主要儀器與試劑
氣相色譜儀:日本島津公司,型號GC-2014,配有FID檢測器
二次熱解吸儀:北京踏實科貿(mào)公司,型號TDS-Ⅲ
空氣采樣泵:青島嶗山應(yīng)用公司,型號2050
皂膜流量計:青島嶗山應(yīng)用公司,型號7030S
TVOC混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:環(huán)境保護部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn)。由苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙酸丁酯、乙苯、苯乙烯和正十一烷共9種組分的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液混合而成,各組分分別有3個濃度,溶劑為甲醇。
三、結(jié)果分析
1、TVOC戶均值濃度分析
此次我們隨機抽檢了100戶裝修竣工后不同時期的居民住宅,每戶家庭設(shè)置客廳,臥室,書房三個檢測點,以三個檢測點的算術(shù)平均值作為戶均值。在100戶家庭中,戶均值結(jié)果范圍為0.1~5.8mg/m3,標(biāo)數(shù)為64戶,標(biāo)率為64%,標(biāo)嚴重的為標(biāo)準(zhǔn)值9.7倍。此次抽檢中,標(biāo)1倍以內(nèi)的有6戶,標(biāo)1至2倍的有32戶,標(biāo)2至3倍的有21戶,標(biāo)3倍以上的有5戶,可見高要市已裝修的居民住宅有一半以上室內(nèi)空氣中TVOC標(biāo),且標(biāo)主要集中在標(biāo)1至3倍。
2、TVOC濃度隨時間變化趨勢分析
表1是100戶家庭裝修后一定時間內(nèi)的TVOC戶均值統(tǒng)計結(jié)果,一定程度上反映了TVOC濃度隨時間變化的趨勢。從表1可以看出,裝修后一個月內(nèi)的TVOC污染嚴重,標(biāo)率高達90%,且標(biāo)濃度也高。隨著裝修后時間的延長,TVOC濃度逐步下降,裝修后6個月以上TVOC濃度下降較多,且標(biāo)率明顯降低。裝修后2年以后則室內(nèi)TVOC濃度較小,基本上不會標(biāo)。TVOC濃度隨時間變化的趨勢是由它的性質(zhì)決定的。TVOC易揮發(fā),剛裝修不久的房屋由于裝修材料及家具都是新的,各種建筑材料如油漆、涂料及家具等均會釋放的揮發(fā)性有機物。由于TVOC揮發(fā)較快,使得TVOC濃度下降趨勢非常明顯。
表1 裝修后不同時間住宅內(nèi)TVOC濃度(mg/m3)
裝修時間 1月之內(nèi) 1-6月 6-12月 1-2年 2年以上
樣本數(shù) 20 38 19 14 9
戶均值 0.4~5.8 0.3~4.2 0.2~2.4 0.2~1.6 0.1~0.8
標(biāo)數(shù) 18 31 9 5 1
標(biāo)率(%) 90 82 47 36 11
3、家具及裝修材料對TVOC濃度的影響
此次抽檢的裝修后6個月內(nèi)的58個樣本中,其中16戶沒有新購置家具,標(biāo)數(shù)為10戶,標(biāo)率為62%,而購置了新家具的42戶,標(biāo)數(shù)為39戶,標(biāo)率為93%,且TVOC濃度明顯較沒有新購置家具的高。可見,新家具能明顯加重室內(nèi)TVOC污染。另外,從室內(nèi)裝修材料分析來看,采用復(fù)合地板、膠合板、地毯、墻紙,乳膠漆、吊頂材料等復(fù)合化學(xué)建材,室內(nèi)空氣中TVOC均出現(xiàn)不同程度的標(biāo)現(xiàn)象,各種材料使用得越多,則室內(nèi)空氣中TVOC標(biāo)越嚴重。在此次抽檢的100個樣本中,有5戶家庭為簡單裝修,且使用舊家具,結(jié)果TVOC濃度均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。所以,選用綠色環(huán)保的裝修材料,或者盡量減少使用各種復(fù)合化學(xué)建材,是減低室內(nèi)環(huán)境污染有效的保障之一。
四、熱解吸直接進樣氣相色譜法的改進和優(yōu)化
采用分離性能較好的DB-1 50mm×0.53mm×1.05 μm 大口徑毛細柱,用不分流進樣。由于這種方式進樣所有的樣品都進入了毛細柱,非常適用于痕量分析及復(fù)雜組分的分析,經(jīng)上百次的試驗證明其有很好的定量精度和度。在試驗中還總結(jié)出:由于沒有分流系統(tǒng),進樣后沒有對氣化室進行載氣吹掃,為減少初始譜帶的擴展,載氣一般應(yīng)采用10~25mL/min 的高流速;大口徑毛細柱不可插入氣化室太深,避免柱頭與氣化室形成的死角成為分析時鬼峰的根源。
五、熱解吸手工進樣氣相色譜法的缺陷
1、由于在解吸過程中它兩次采用人工操作,誤差大、重現(xiàn)性差。
2、100ml 針筒在60 ℃ 平衡5~10min,其中的高沸點有機物大部分已凝聚在針筒壁上,這將直接導(dǎo)致分析得到的數(shù)據(jù)與實際情況偏差很大。
3、方法要求將TVOC 樣品經(jīng)載氣稀釋了100倍,實質(zhì)是減少了進樣量,而空氣中的揮發(fā)性有機物含量本身就是微量的,將其稀釋100 倍導(dǎo)致檢測標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的采樣量為10L 時低檢測限為0.5μg/m3,就往往難以達到。
4、由于小口徑毛細管柱受柱容量的限制,其進樣量一般≤2.3×10-7g,為毛細管柱的低容量和高柱效,需采用分流技術(shù)將樣品的一小部分引入毛細管柱,樣品在加熱的氣化室內(nèi)氣化,氣化后的蒸氣大部分經(jīng)分流管道放空,所以應(yīng)該用于濃度較高的樣品。
5、在制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時,將液體標(biāo)準(zhǔn)樣品注入吸附管,用氮氣吹送,由于吸附管吸附的是液體標(biāo)樣,與實際采集氣體樣品有區(qū)別,這種標(biāo)準(zhǔn)系列的采集模式不能模擬現(xiàn)場采樣,致使標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作脫離了實際,兩者不具有可比性。
六、室內(nèi)空氣中TVOC污染的控制
當(dāng)前,室內(nèi)空氣中TVOC控制主要可以通過污染源控制、通風(fēng)和室內(nèi)空氣凈化等途徑來實現(xiàn)。
目前無論國內(nèi)還是國外,有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的辦法還是簡單實用的傳統(tǒng)方法――通風(fēng)。打開門窗,保持室內(nèi)空氣對流,不斷補充室內(nèi)的新鮮空氣,能有效加快各種有害物質(zhì)的揮發(fā)。同時,也可以用電扇或換氣扇進一步提率。
室內(nèi)空氣凈化的方法眾多,活性炭由于疏松多孔的特性,具有很強的吸附作用,在房間里或家具周圍放置一些活性炭,能有效吸附各種建筑材料或家具釋放的TVOC,在一定程度減少室內(nèi)TVOC污染。研究表明,各種綠色植物如吊蘭、綠蘿、蘆薈等也都具有一定吸附室內(nèi)TVOC的作用。同時針對室內(nèi)空氣中TVOC污染,國內(nèi)外很多科研機構(gòu)和企業(yè)也開發(fā)了許多專門凈化室內(nèi)空氣中TVOC的產(chǎn)品,常見的有各種光觸媒、空氣觸媒、TVOC清除劑、空氣凈化機等。但是由于目前市場上各種品牌眾多,魚龍混雜,消費者在選購這些產(chǎn)品時應(yīng)選擇信譽好的的品牌,避免引進二次污染。
七、結(jié)束語
在新裝修的住宅中,TVOC標(biāo)現(xiàn)象普遍且嚴重,所以在裝修時要從設(shè)計、施工和選材上綜合考慮,選擇環(huán)保材料,裝修風(fēng)格盡量簡單,從源頭上減少TVOC污染。同時在入住前應(yīng)選擇有檢測資質(zhì)、的檢測機構(gòu)對室內(nèi)TVOC濃度進行檢測。如果室內(nèi)TVOC濃度標(biāo),應(yīng)盡可能查明污染源,然后再采取排除、降低污染的措施,如清除嚴重污染源、加強通風(fēng)、進行室內(nèi)污染治理等。不要在TVOC嚴重標(biāo)的情況下入住,應(yīng)空置并充分通風(fēng)一段時間,重新檢測合格后再入住,避免影響身體健康。