室内空气中挥发性有机物测定的研究论文_郭鹏

室内空气中挥发性有机物测定的研究论文_郭鹏

天津建科建筑节能环境检测有限公司 天津市 300171

摘要:挥发性有机物是目前我国最为常见也是急需解决的室内空气污染源之一。但是这些挥发性有机物的来源比较广泛,引发的因素也比较多,所以对这些挥发性有机物的测定就显得非常重要。通过对室内空气中挥发性有机物测定的研究,让人们对这些挥发性有机物的影响因素和主要来源有所了解,提高人们的防范意识,从而有利于降低室内空气中挥发性有机物的产生,减少对人们身体健康的危害。以下将详细阐述现阶段我国挥发性有机物的检测技术进展,以及室内空气中挥发性有机物的污染及测定方法和相关的测定实验。

关键词:室内空气;挥发性;有机物测定;研究

自从改革开放以来,我国的经济快速发展,人们的生活水平也得到了很大的提升,对生活质量的要求也越来越高,尤其是在房屋居住这方面。为了满足多样化装修风格的需要,装修材料也变得越来越多样化。但是随着丰富多样的室内装修材料的出现,引发出了很多带有挥发性有毒物质材料的问题,这些带有挥发性有毒物质的室内装修材料对室内的环境造成了污染,威胁到了人们的身体健康。因此,本文就展开对室内空气中挥发性有机物测定的研究,希望能对室内装修材料的改进有所帮助。

1挥发性有机物的检测技术进展

随着室内空气有机物挥发性物质问题的出现,人们对室内空气污染中挥发性有机化合物的检测越来越关注。对此,美国环保局和一些科学家建立了一系列的检测挥发性有机化合物的方法。在这些方法中主要分为两大类,一类是专门对非极性挥发性有机化合物的检测,另一类则是对非极性挥发性有机化合物和极性挥发性有机化合物都有效的检测方法。非极性挥发性有机化合物的检测主要是利用Tenax-TA吸附富集,再用“热脱附-气相色谱分析”的方法进行检测。而对非极性挥发性有机化合物和极性挥发性有机化合物都有效的检测方法主要是使用“热脱附-气相色谱质谱分析”的检测方法[1]。而国际标准化组织提供的挥发性有机物的检测方法是“热解吸-毛细管气相色谱法”。随着检测技术的发展,在对VOCs样品测定的方法也越来越多,主要有气相色谱法、PID检测器(便携式VOCs检测仪)、光离子化检测器、红外吸收检测仪、气相色谱质谱联用法等。这些挥发性有机物的检测分析方法,让人们对这些室内空气中挥发性有机物有了进一步的认识和了解,降低这些挥发性有机物对室内环境污染的研究有重要意义。

2室内空气中挥发性有机物的污染及测定方法

2.1挥发性有机物的污染

室内空气中TVOC及其复杂,由于它们种类繁多,且新的种类不断合成,尽管大多数以极低的浓度存在,但若干种VOC共同存在于室内时,其联合作用及对人体健康的影响是不可忽视的。WHO及其他研究机构认为TVOC是一类重要的室内空气污染物。TVOC有嗅味、表现出毒性、刺激性,且有些化合物具有基因毒性。能引起机体免疫水平失调,出现头晕、头痛、嗜睡、无力胸闷等,还可影响消化系统等,一般认为“不良建筑综合症”与其综合作用有关。室内TVOC主要来源于室内装修材料、油漆、涂料、胶粘剂等有机材料。

2.2挥发性有机物的测定方法

2.2.1气相色谱法

根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2010)规定,室内空气中TVOC的检测方法为:热解析-毛细管气相色谱法。其中,气相色谱法具有高效能、高选择性、高灵敏度、速度快和应用范围广等特点,所以在挥发性有机化合物的检测中得到了广泛应用。但是气相色谱法必须用已知物和已知数据与相应的色谱峰对照或者与质谱联用,所以说这种方法也存在一定的局限性。

2.2.2PID检测器(便携式VOCs检测仪)

使用紫外灯光源江有机物分子电离成可悲检测器检测到的正负离子,再转化为电流信号实现气体浓度的测量。具有快速,简便性,但是不能定性区分不同化合物。

2.2.3红外吸收检测仪

仪器通过对大气痕量气体成分的红外辐射“指纹”特征吸收光谱测量与分析,实现对多组分气体的定性和定量在线自动监测。具有测定快速,不破坏试样,试样用量少,操作简便。

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2.2.4质子转移反应质谱(PTR-MS)

PTR-MS在利用质谱对VOCs进行测量前,采用软电离技术,利用母体离子与VOCs反应,把VOCs分子转换成离子,产生的离子进入流动管末端的质谱进行检测。相对于其他检测方法,PTR-MS具有不需要预处理、测量周期短、易于质谱识别和灵敏度高等优点。PTR-MS在分析过程中不易受其他物质(如氮气、氧气、二氧化碳等常规组分)干扰,非常适合痕量气体检测。该方法的局限性在于只能通过核质比来区分离子,对于同分异构体有机分子较难区分。目前,市场上基于PTR-MS方法的设备厂商有北京东西分析仪器、奥地利IONICON等。

2.2.5飞行时间质谱法

飞行时间质谱(TOF-MS)是利用质荷比不同的离子在同样动能和同样距离的条件下,运动速度不同的原理,通过质谱仪对飞行时间的监测来检测物质的方法。与TPR-MS相比,该技术能够区分同分异构体,适用于VOCs的痕量分析。TOF-MS具有检测速度快、质量范围宽、灵敏度高等优点。TOF-MS的缺点在于易受到干扰离子的影响,在对质谱图的解析时有一定难度。在空气在线监测领域,目前生产基于TOF-MS方法的VOCs在线设备的主要厂商有聚光科技、广州禾信等。

3室内空气中挥发性有机物测定实验

为了能够让室内空气中挥发性有机物测定的研究更加具体和贴切实际,本文就通过对瑞安市某小区刚室内装修完的10户家庭来进行室内空气中挥发性有机物测定实验。根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2010)规定,采用热解析-毛细管气相色谱法对室内空气中TVOC进行检测,对室内空气浓度普遍较高的污染物中,选择了苯、甲苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷作为应识别组份,分别用标样测出校正因子,其它未识别组份均以甲苯计。具体如下:

3.4样品采集

对这10户家庭进行分期采样,分别选在装修完成的1个月后、3个月后、6个月后这几个时间段进行采样,然后等装修完成1年之后又对这10户家庭进行采样。在采样的时候采样梅花式布点方式进行采样布点。用Tenax-TA吸附管采集一定体积的空气样品,采集结束之后的样品放在,用于之后的检测[5]。

3.2实验过程

将吸附管置于热解吸直接进样装置中,280℃~300℃解吸后,解吸气体直接由进样阀快速进入气相色谱仪,进行色谱分析,以保留时间定性,以峰面积定量。

3.3实验结果

根据实验检测结果来看,从这10户家庭装修完成1个月后的采集样品数据显示,10户家庭中有5户家庭的总挥发性有机物的浓度已经超过了0.50mg/m3,最高的都已经超过1.20mg/m3,3个月以后,总挥发性有机物浓度超过0.50mg/m3的家庭至少有2户,6个月之后,总挥发性有机物浓度超过0.50mg/m3的都还有1户家庭,过了一年之后,总挥发性有机物的浓度都已经在0.50mg/m3以下了,已经达到安全标准。可见,这些室内空气中挥发性有机物的浓度会随着时间的增加慢慢降低。所以,在室内装修完成之后,应该让房间先通风一段时间,让室内空气中挥发性有机物的浓度降低到标准浓度的时候再进去居住,从而避免这些挥发性有机化合物对人体产生伤害。

4结语

综上所述,室内空气中挥发性有机物对室内环境造成了污染,对人体健康也产生了较大的威胁。而这些挥发性有机物主要是源于一些装修材料和家具,以及空调的不科学使用。因此,人们在进行室内装修时应尽量选择挥发性有机物含量小的材料,并且在装修完成后将室内进行通风一段时间,等到室内空气中挥发性有机物浓度下降到标准水平之后再进行居住,从而保障人体的健康。

参考文献:

[1]马少俊.室内空气中挥发性有机物的测定[J].江苏科技信息,2015(25):71-73.

[2]姜毅.室内空气中挥发性有机物污染研究现状分析[J].资源节约与环保,2017(3):76.

[3]吕康乐,付宁,宋俊密,常璐,王文路.空气中挥发性有机物环境监测研究进展[J].甘肃科技,2012,28(6):42-45.

[4]王晓明.热解析-气相色谱法测定室内空气中的总挥发性有机物(TVOC)[J].广州化工,2014(17):149-151.

[5]邓起发,曹星辉,银爱君,时平平.顶空气质联机测定水中挥发性有机物的方法研究[J].北方环境,2011,23(3):132-133.

[6]卜家梅.室内空气中挥发性有机物测定的研究进展[J].黑龙江科技信息,2013(9):46.

论文作者:郭鹏

论文发表刊物:《防护工程》2019年8期

论文发表时间:2019/8/1

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