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摘要:在室内空气污染和大气污染的研究中,室内装饰所造成的健康问题和环境问题越来越受到社会的重视。特别是,在翻新过程中,大量挥发性有机化合物从涂料中排放出来。如果长期吸入涂料挥发物质对人体健康有很大危害,同时对大气和气溶胶产生一定的影响。在此基础上,简要介绍了挥发性有机化合物,并讨论了空气中挥发性有机化合物的检测方法和防治措施。
关键词:挥发性有机化合物;检测方法;防治措施
引言
随着城市化的发展,全球空气污染问题日益引起人们的关注。除烟尘、尘埃、雾等微粒污染物外,气态污染物还占大气污染总量的相当一部分,占世界大气污染物年排放量的近75%,其中有机污染物占大多数。在此基础上,相关人员有必要对空气中挥发性有机化合物的取样和检测技术进行深入研究,为空气控制工作提供参考。
一、挥发性有机化合物介绍
没有统一的概念,其成分复杂,其毒性、刺激性、致癌性和特殊气味可导致人体各种不良反应,对人体健康造成较大危害影响,目前世界卫生组织规定的是最常见的分类方法:挥发性有机化合物是室温下饱和蒸气压大于70.91帕,室温下沸点小于260°c的有机化合物。从环境监测的角度来看,它是指氧气火焰离子探测器检测到的非甲烷烃检测的总称,主要包括烷烃、芳香烃、烯烃、卤化烃、酯、醛、酮等有机化合物。总挥发性有机化合物的世界卫生组织定义是对熔点低于室温,沸点范围在50至260°c的挥发性有机化合物的总称。总之,挥发性有机化合物是多种化合物的总称。
二、挥发性有机污染物检测方法
1比色管检测法
比色管检测方法是一种简单实用的检测技术。这种方法所用的装置主要是装有显色物质的玻璃管和抽吸取样泵。在测试样品时,工作人员首先需要打破两端的玻璃管,然后通过采样泵将室内空气抽进试管。吸入的气体与显色物质发生反应。一般气体浓度与颜色长度成正比,工人可以通过观察颜色显示的长度来确定气体的大概浓度。然而,这种方法的应用有其局限性。目前,许多挥发性有机化合物都不能用这种方法检测。
2气相色谱法
气相色谱法是人们比较常用的一种检测方法,该法具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等诸多优点,而且人们还能应用该法对异构体和多组分有机混合物进行定性、定量分析。目前,借助于气相色谱――氢火焰离子化检测器(FID)对有机污染物进行定性和定量测定是比较成熟的方法之一。此法的工作原理是:将氢气/空气火焰的热能和化学能作电离源,促使有机物发生电离,进而产生微电流,而FID装置便能够对微电流产生响应。它是一种破坏性的质量型检测器,其响应值取决于单位时间进入检测器的组分量,其峰高随着载气流速的增加而增大,峰面积基本不变。它对水、氧气、一氧化碳和二氧化碳等均无响应,但对几乎所有的有机化合物都有响应,特别是对烃类灵敏度极高,且响应与碳原子数成正比,检测限达10~12g/s,因此,气相色谱法的应用范围是非常广的。
3色质联用法
质谱检测器是由离子源、质量分析器和离子检测器组成。离子源将待测组分电离成离子,并使这些离子加速和聚焦成离子束。质谱检测器将不同质荷比的离子分离,经质量分析器分离之后的离子进入离子检测器,将正负离子流转变成电信号输出,最终得到电压――质荷比――时间三维图谱。质谱检测器对有机化合物的定性主要是通过对全扫描质谱图进行分析来实现的,由分子离子峰可确定待测组分的分子量,而各碎片离子则是该分子的一些组成部分。然后工作人员就可以借助于计算机检索或对图谱进行解析来确定具体的物质。定量分析的依据则是待测组分的峰强与样品含量成正比。与气相色谱法相比,色质联用法除具有高效分离能力和准确的定性鉴定能力外,还能够检测尚未分离的色谱峰,且其灵敏度更高、数据更可靠。但该法也具有一定的缺陷,例如采样和分析过程复杂、分析时间长、测量成本高等。
4 室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)的测定
室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)应按以下步骤进行测定:
1)应用Tenax-TA吸附管采集一定体积的空气样品;
2)通过热解吸装置加热吸附管,并得到TVOC的解吸气体;
3)将TVOC的解吸气体注入气相色谱仪进行色谱分析,以保留时间定性、以峰面积定量。
所采空气样品中的浓度计算应符合下列规定:
所采空气样品中各组分的浓度应按下式进行计算:
式中:Cm——所采空气样品中i组分的浓度(mg/m3);
mi——样品管中i组分的质量(g);
mo——未采样管中i组分的量(μg);
V——空气采样体积(L)。
空气样品中各组分的浓度还应按下式换算成标准状态下的浓度:
式中:Cc——标准状态下所采空气样品中i组分的浓度(mg/m3) ;
P——采样时采样点的大气压力(kPa);
t——采样时采样点的温度(℃)。
所采空气样品中总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度应按下式进行计算:
式中:CTVOC——标准状态下所,采空气样品中总挥发性有机化合物(TVOC)的浓度(mg/m3)。
注:1 对来识别的峰,应以甲苯的。向应系数来定量计算。
2 当与挥发性有机化合物有相同或几乎相同的保留时间的组分干扰测定时宜通过选择适当的气相色谱柱,或通过用更严格地选择吸收管和调节分析系统的条件,将干扰减到最低。
三、挥发性有机化合物危害的防治措施
近年来,随着装饰市场的不断发展,消费者对各种类型装饰的要求越来越多。为了满足消费者的需要,生产者忽视了各种预防措施,导致家具出现越来越多的问题。在这些后续的问题中,室内环境污染尤其受到重视,因为室内环境污染已经危及人类健康,也越来越受到公众消费观念的关注。目前,消费者在装饰过程中对各种颜色的搭配有着很高的要求,水性涂料是满足消费者需求的重要元素之一。它们在水性涂料中含有多种挥发性有机化合物。这些有机化合物的主要成分是:碳氢化合物、卤化烃、氮烃和氧烃。它们本身含有多种化合物。这些化合物除了重金属外,还有甲醛、乙二醇酯和氨。以及其他挥发性有机化合物。当人们把这些东西塞满房间时,后果可能是灾难性的。那么,在这种既需要又危险的情况下,我们应该做些什么呢?作者认为,虽然这种危险不能完全消除,但可以预防和控制,尽可能减少风险。可以使用以下方法:
第一,国家的相关部门应该严格控制建筑装修材料的质量,对生产厂家应该进行细致明确的规定,要求材料生产厂家必须严格按照标准执行生产。在我国标准室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量中明确规定,标准要求内墙涂料除去水份含量之后挥发性有机化合物要小于等于每升一百二十克;相对于这些含量国际上发达国家的含量标准比较苛刻,例如:欧盟标准中墙面漆的挥发性有机化合物需要小于等于每升七十五克。为了能够从根本上杜绝装修的污染,就应该从污染的源头抓起,所以控制墙面漆中含有的水性涂料中挥发性有机化合物的原材料有着至关重要的地位。
第二,对于消费者而言,在装修涂料的选择上应该更加明智,要注重涂料的安全性能,尽可能地选择有检测合格证书的高品质涂料,由于VOC有着高挥发性的性质,选用上不仅仅要使用低量挥发性有机化合物的高优质墙面漆,还应该对刚使用过水性涂料的房屋空置一段时间,并且保持空气的流通,很好的减少屋内空间残留的挥发性有机化合物。
第三,建议在新房装修完毕后,应当保持室内通风良好,适当的升高室内温度能对挥发污染物起到良好的作用,因为某些有机化合物的沸点和释放时间会较长一点,在入住之前进行室内空气污染检测能够更清楚的了解室内污染情况,确保入住之后的生命健康安全。
第四,加大科技投入,实现技术创新。技术是企业发展的保证,先进的技术只有通过成果的转化才能在产品中得以体现,才能在激烈的竞争中得以立足。因而,改善涂料业必须加大科研经费的投入,保证研发费用的落实,引进富有创新思想的科研人才。以往的建筑涂料市场受人才缺乏和科研设施落后的严重制约,所以,实现建筑涂料业的现代化,必须尽快培养造就一流的高素质人才,制定振兴建筑涂料业中长期发展规划,将其列入“四新”技术加以大力推广,并由政府制定合理政策,推动建筑外墙涂料的全面推广应用。
结束语
总之,随着科学技术的发展,挥发性有机化合物的取样和检测技术也取得了长足的进步。挥发性有机化合物是造成臭氧和pm2.5污染的主要原因,是当前大气污染控制和“蓝天防御”的难点和薄弱环节。在环境保护任务极其艰巨的背景下,人们需要有效利用挥发性有机化合物取样检测技术,为环境治理工作提供更可靠的参考依据,为国家生态文明建设作出贡献。
参考文献
[1]李思华.城市大气中挥发性有机化合物监测技术进展.中国环境监测,2015.
[2]王喜元,民用建筑工程室内环境污染控制规范辅导教材(第二版),中国计划出版社,2016.
[3]梁宝生,田仁生.总挥发性有机化合物(TVOC)室内空气质量评价标准的制定.重庆环境科学,2014.
[4]民用建筑工程室内环境污染控制,中国计划出版社,2011.
论文作者:何筱
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
标签:有机化合物论文; 挥发性论文; 组分论文; 离子论文; 检测器论文; 涂料论文; 样品论文; 《基层建设》2018年第25期论文;