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總揮發(fā)性有機物TVOC是由一種或多種碳原子組成,容易在室溫和正常大氣壓下蒸發(fā)的化合物的總稱,他們是存在于室內(nèi)環(huán)境中的無色氣體。室內(nèi)環(huán)境中的TVOC可能從室外空氣中進(jìn)入,也可能從建筑材料、清洗劑、化妝品、蠟制品、地毯、家具、激光打印機、影印機、粘合劑以及室內(nèi)的油漆中散發(fā)出來。一旦這些TVOC暫時的或持久的超出正常的背景水平,就會引起室內(nèi)空氣質(zhì)量問題。若暴露在含高濃度VOCs工業(yè)環(huán)境中,會對人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、腎臟及血液有毒害影響。長期暴露在諸如苯,致癌物等化合物中可能增加致癌的可能。[1]因為目前VOCs對人體的毒害及感官影響以及他們的成分的了解有限,所以防止過分暴露在VOCs中是十分必要的。TVOC是民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制指標(biāo)中的一項重要檢測指標(biāo),本文主要對目前國內(nèi)外TVOC的檢測方法以及TVOC檢測過程中的影響因素進(jìn)行綜述。
2 TVOC采樣及檢測方法介紹
室內(nèi)空氣中TVOC的分析測試技術(shù)有很多種,既有非標(biāo)準(zhǔn)化的快速粗略現(xiàn)場檢測法,又有比較成熟的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法;實踐分為現(xiàn)場檢測和實驗室檢測兩種,其中現(xiàn)場檢測精度稍低,可用于樣品初篩或精準(zhǔn)度要求不高的檢測,而實驗室檢測對設(shè)備要求較高。采樣技術(shù)只有兩種:動力泵采樣和自然擴散采樣,目前應(yīng)用較多的是動力泵采樣。下面簡單介紹現(xiàn)階段用于檢測TVOC的幾種方法。[2]
2.1 比色管檢測法
比色管檢測是一種簡單實用的檢測技術(shù),由一個充滿顯色物質(zhì)的玻璃管和一個抽氣采樣泵構(gòu)成。在檢測時,將玻璃管的兩頭折斷,通過采樣泵將室內(nèi)空氣抽入檢測管,吸入的氣體和顯色物質(zhì)反應(yīng),氣體濃度與顯色長度成比例關(guān)系,從而可以直觀地得到氣體的大致濃度。該方法的不足之處是數(shù)據(jù)的代表性差,目前的檢測范圍不足以覆蓋全部的TVOC成分。[3]
2.2 便攜式TVOC儀檢測法
便攜式TVOC檢測儀可以快速地測定待測環(huán)境中TVOC的大致濃度,發(fā)現(xiàn)超
標(biāo)再采用色譜或色質(zhì)聯(lián)用等方法加以確認(rèn),從而達(dá)到多快好省的檢測目的。該檢測儀可以檢測絕大多數(shù)的VOCs;干擾少,只對有機化合物產(chǎn)生響應(yīng),大多數(shù)無機化合物不產(chǎn)生干擾;測量速度快,能24h連續(xù)監(jiān)測。
2.3 氣相色譜或色質(zhì)聯(lián)用分析方法
氣相色譜或色質(zhì)聯(lián)用分析方法可以測定TVOC中各組分的種類和濃度,分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠。缺點是采樣和分析過程復(fù)雜,分析時間較長,測量成本較高。
2.3.1 美國EPA方法IP-1
美國EPA方法IP-1是美國測定室內(nèi)TVOC的標(biāo)準(zhǔn)分析方法,包括兩種采樣方式和兩種儀器分析方法,可檢測54種化合物。IP-1A使用拋光不銹鋼金屬罐直接收集氣樣,毛細(xì)管氣相色譜分析;IP-1B 使用填裝1~2gTenax吸附劑的小柱采集氣樣,于275℃加熱吸附小柱,用氦氣流將被捕集的有機物收集到液氮冷阱中,然后加熱冷阱,將樣品轉(zhuǎn)移到被液氮冷卻的毛細(xì)管氣相色譜柱頭,進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜(GC/MS)分析。[4]
2.3.2 美國NIOSH方法2549
該方法采用不銹鋼多層吸附劑管,用填有40 ~60目的150 mg Carboxen 1003 、115 mgCarboPack B和90 mg Carbopack Y 3種吸附劑的吸附管吸附空氣中C6 ~C16的VOCs,采樣速率為0.01~0.05 L/min,最大采樣體積為6 L。利用熱脫附裝置在50 mL/min載氣作用下使采集到的VOCs進(jìn)入毛細(xì)管氣相色譜柱,用氣相色譜/質(zhì)譜GC/MS定性、定量分析。[5]
2.3.3 我國標(biāo)準(zhǔn)的氣相色譜法GB50325-2001[6]
(2006年版)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》附錄E“室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機化合物(TVOC)的測定”,是當(dāng)前我國分析室內(nèi)TVOC的標(biāo)準(zhǔn)方法。用Tenax-TA吸附管采集一定體積的空氣樣品,空氣中的揮發(fā)性有機化合物保留在吸附管中,通過熱解析裝置加熱吸附管得到揮發(fā)性有機化合物的解析氣體,將其注入氣相色譜儀,進(jìn)行色譜分析,以保留時間定性,峰面積定量。
3 標(biāo)準(zhǔn)TVOC檢測方法的影響因素
民用建筑工程竣工驗收時TVOC的檢測執(zhí)行《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范GB50325-2001(2006年版)》附錄E標(biāo)準(zhǔn)。TVOC檢測較復(fù)雜,檢測過程中影響因素較多。筆者根據(jù)前人經(jīng)驗,總結(jié)了采樣點布置、采樣流量、采樣時間、采樣效率、程序升溫速率等對TVOC檢測結(jié)果的影響。
3.1 吸附管處理[7]
吸附管應(yīng)在其最高使用溫度下用惰性氣體加熱活化處理至少4個小時,然后在清潔的氣體中進(jìn)行冷卻,活化好的吸附管最好放在有蓋玻璃試管中密封好,置于干燥器皿中存放。
3.2 采樣點布置
采樣點應(yīng)布置在距內(nèi)墻面不小于0.5m,距地面高0.8~1.5m處;檢測點應(yīng)均勻分布,避開通風(fēng)口和通風(fēng)道,而且對于自然通風(fēng)的工程,檢測應(yīng)在門窗關(guān)閉1h后進(jìn)行。與墻面或地面距離太小,會造成采樣樣品濃度偏高,在通風(fēng)口或通風(fēng)道取樣則會造成采樣樣品濃度偏低。
3.3 采樣流量對TVOC檢測結(jié)果的影響[8]
分別以0.5L/min和0.25L/min的采樣流量平行采樣,其它采樣條件按GB50325-2001(2006年版)附錄E的規(guī)定。實驗結(jié)果是采樣流量越小TVOC的檢測結(jié)果越高:當(dāng)流量為0.25L/min時,TVOC的檢測結(jié)果是(0.328±0.028)mg/m3;流量為0.5L/min時則為(0.284±0.025)mg/m3。因此我們建議在TVOC 采樣時,可采用0.25L/min左右的采樣流量,以確保能獲得較高的采樣效率。
3.4 采樣時間對TVOC檢測結(jié)果的影響
采樣時間分別設(shè)定為10min和20min,其他采樣條件按GB50325-2001(2006年版)附錄E的規(guī)定,在同一地點平行采樣。實驗結(jié)果表明,采樣時間短的時候(10min),TVOC的檢測結(jié)果很高,其值為(0.388±0.027)mg/m3;而采樣時間為20min的結(jié)果為(0.301±0.031)mg/m3,明顯低于前者。因此我們建議,當(dāng)檢測地點室內(nèi)空氣中TVOC污染較嚴(yán)重時,可縮短采樣時間,以保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。[9]
3.5 采樣效率對TVOC檢測結(jié)果的影響
影響采樣效率的因素主要有采樣器性能、采樣管填充量、采樣器抽氣速率、采氣量、采樣溫度等。采樣效率高低直接影響TVOC檢測的準(zhǔn)確性。經(jīng)實驗得知,苯采樣效率較低,對檢測結(jié)果有影響,故建議測定采樣效率。當(dāng)采樣效率較低時,
應(yīng)對檢測結(jié)果進(jìn)行修正,以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3.6 程序升溫速率對TVOC檢測結(jié)果的影響
因室內(nèi)空氣中的TVOC成分復(fù)雜,升溫速率太快影響色譜柱的分離效果,從而影響TVOC檢測結(jié)果。GB50325-2001(2006年版)附錄E室內(nèi)空氣中TVOC的測定方法中規(guī)定的程序升溫速率條件較佳,而實驗表明程序升溫條件以50℃保持10min后,再以5℃/min升至250℃,保持2min為宜。[10]
4 總結(jié)
本文首先介紹了總揮發(fā)性有機物(TVOC)的概念、來源以及危害,然后歸納了目前TVOC的采樣方法,分為動力泵采樣和自然擴散采樣兩種。檢測技術(shù)有比色管檢測法、便攜式TVOC儀檢測法、氣相色譜法以及色質(zhì)聯(lián)用分析方法。在TVOC的檢測過程中,受很多因素影響,主要有:吸附管處理、采樣點位置、采樣流量、采樣時間、采樣效率以及程序升溫速率。
在對TVOC進(jìn)行檢測的過程中,應(yīng)逐步探索以確定最佳檢測條件,排除各影響因素對結(jié)果的干擾。
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萬小姐
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