室內空氣中TVOC檢測方法與控制探討

引言： 
　　國內檢測機構對民用建筑工程的室內環境中總揮發性有機物（以下簡稱TVOC）的檢測，普遍依據GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》，該標準的分析方法是熱解吸直接進樣的氣相色譜法。其他檢測標準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，當前國內標準主要為GB 50325-2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》和GB/T 18883-2002 《室內空氣質量標準》。GB 50325-2010Ⅱ類民用建筑工程TVOC濃度限值為≤0.6mg/m3。根據標準要求，用Tenax TA 吸附管采集空氣樣品，利用二次熱解吸技術，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，采用外標法，以保留時間定性，峰面積定量，測定室內空氣中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：北京踏實科貿公司，型號TDS-Ⅲ 
　　空氣采樣泵：青島嶗山應用公司，型號2050 
　　皂膜流量計：青島嶗山應用公司，型號7030S 
　　TVOC混合標準溶液：環境保護部標準樣品研究所生產。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種組分的系列標準溶液混合而成，各組分分別有3個濃度，溶劑為甲醇。 
　　三、結果分析 
　　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，每戶家庭設置客廳，臥室，書房三個檢測點，以三個檢測點的算術平均值作為戶均值。在100戶家庭中，戶均值結果范圍為0.1～5.8mg/m3，標數為64戶，標率為64%，標嚴重的為標準值9.7倍。此次抽檢中，標1倍以內的有6戶，標1至2倍的有32戶，標2至3倍的有21戶，標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空氣中TVOC標，且標主要集中在標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的TVOC戶均值統計結果，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，裝修后一個月內的TVOC污染嚴重，標率高達90%，且標濃度也高。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，且標率明顯降低。裝修后2年以后則室內TVOC濃度較小，基本上不會標。TVOC濃度隨時間變化的趨勢是由它的性質決定的。TVOC易揮發，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性有機物。由于TVOC揮發較快，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TVOC濃度（mg/m3） 
　　裝修時間 1月之內 1-6月 6-12月 1-2年 2年以上 
　　樣本數 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 
　　標數 18 31 9 5 1 
　　標率（%） 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個月內的58個樣本中，其中16戶沒有新購置家具，標數為10戶，標率為62%，而購置了新家具的42戶，標數為39戶，標率為93%，且TVOC濃度明顯較沒有新購置家具的高?？梢姡录揖吣苊黠@加重室內TVOC污染。另外，從室內裝修材料分析來看，采用復合地板、膠合板、地毯、墻紙，乳膠漆、吊頂材料等復合化學建材，室內空氣中TVOC均出現不同程度的標現象，各種材料使用得越多，則室內空氣中TVOC標越嚴重。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，結果TVOC濃度均在標準范圍內。所以，選用綠色環保的裝修材料，或者盡量減少使用各種復合化學建材，是減低室內環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雜組分的分析，經上百次的試驗證明其有很好的定量精度和度。在試驗中還總結出：由于沒有分流系統，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，這將直接導致分析得到的數據與實際情況偏差很大。 
　　3、方法要求將TVOC 樣品經載氣稀釋了100倍，實質是減少了進樣量，而空氣中的揮發性有機物含量本身就是微量的，將其稀釋100 倍導致檢測標準中規定的采樣量為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，需采用分流技術將樣品的一小部分引入毛細管柱，樣品在加熱的氣化室內氣化，氣化后的蒸氣大部分經分流管道放空，所以應該用于濃度較高的樣品。

5、在制作標準曲線時，將液體標準樣品注入吸附管，用氮氣吹送，由于吸附管吸附的是液體標樣，與實際采集氣體樣品有區別，這種標準系列的采集模式不能模擬現場采樣，致使標準曲線的制作脫離了實際，兩者不具有可比性。 
　　六、室內空氣中TVOC污染的控制 
　　當前，室內空氣中TVOC控制主要可以通過污染源控制、通風和室內空氣凈化等途徑來實現。 
　　目前無論國內還是國外，有效改善室內空氣質量的辦法還是簡單實用的傳統方法――通風。打開門窗，保持室內空氣對流，不斷補充室內的新鮮空氣，能有效加快各種有害物質的揮發。同時，也可以用電扇或換氣扇進一步提率。 
　　室內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TVOC的作用。同時針對室內空氣中TVOC污染，國內外很多科研機構和企業也開發了許多專門凈化室內空氣中TVOC的產品，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品時應選擇信譽好的的品牌，避免引進二次污染。 
　　七、結束語 
　　在新裝修的住宅中，TVOC標現象普遍且嚴重，所以在裝修時要從設計、施工和選材上綜合考慮，選擇環保材料，裝修風格盡量簡單，從源頭上減少TVOC污染。同時在入住前應選擇有檢測資質、的檢測機構對室內TVOC濃度進行檢測。如果室內TVOC濃度標，應盡可能查明污染源，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、進行室內污染治理等。不要在TVOC嚴重標的情況下入住，應空置并充分通風一段時間，重新檢測合格后再入住，避免影響身體健康。