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  • TVOC总挥发性有机化合物检测

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  • 对应法规:无
    CNAS认可项目:是
  • 总挥发性有机物TVOC是由一种或多种碳原子组成,容易在室温和正常大气压下蒸发的化合物的总称,他们是存在于室内环境中的无色气体。室内环境中的TVOC可能从室外空气中进入,也可能从建筑材料、清洗剂、化妆品、蜡制品、地毯、家具、激光打印机、影印机、粘合剂以及室内的油漆中散发出来。一旦这些TVOC暂时的或持久的超出正常的背景水平,就会引起室内空气质量问题。若暴露在含高浓度VOCs工业环境中,会对人体的中枢神经系统、肝脏、肾脏及血液有毒害影响。长期暴露在诸如苯,致癌物等化合物中可能增加致癌的可能。[1]因为目前VOCs对人体的毒害及感官影响以及他们的成分的了解有限,所以防止过分暴露在VOCs中是十分必要的。TVOC是民用建筑工程室内环境污染控制指标中的一项重要检测指标,本文主要对目前国内外TVOC的检测方法以及TVOC检测过程中的影响因素进行综述。

    2 TVOC采样及检测方法介绍

    室内空气中TVOC的分析测试技术有很多种,既有非标准化的快速粗略现场检测法,又有比较成熟的标准检测方法;实践分为现场检测和实验室检测两种,其中现场检测精度稍低,可用于样品初筛或精准度要求不高的检测,而实验室检测对设备要求较高。采样技术只有两种:动力泵采样和自然扩散采样,目前应用较多的是动力泵采样。下面简单介绍现阶段用于检测TVOC的几种方法。[2]

    2.1 比色管检测法

    比色管检测是一种简单实用的检测技术,由一个充满显色物质的玻璃管和一个抽气采样泵构成。在检测时,将玻璃管的两头折断,通过采样泵将室内空气抽入检测管,吸入的气体和显色物质反应,气体浓度与显色长度成比例关系,从而可以直观地得到气体的大致浓度。该方法的不足之处是数据的代表性差,目前的检测范围不足以覆盖全部的TVOC成分。[3]

    2.2 便携式TVOC仪检测法

    便携式TVOC检测仪可以快速地测定待测环境中TVOC的大致浓度,发现超

    标再采用色谱或色质联用等方法加以确认,从而达到多快好省的检测目的。该检测仪可以检测绝大多数的VOCs;干扰少,只对有机化合物产生响应,大多数无机化合物不产生干扰;测量速度快,能24h连续监测。

    2.3 气相色谱或色质联用分析方法

    气相色谱或色质联用分析方法可以测定TVOC中各组分的种类和浓度,分析结果准确可靠。缺点是采样和分析过程复杂,分析时间较长,测量成本较高。

    2.3.1 美国EPA方法IP-1

    美国EPA方法IP-1是美国测定室内TVOC的标准分析方法,包括两种采样方式和两种仪器分析方法,可检测54种化合物。IP-1A使用抛光不锈钢金属罐直接收集气样,毛细管气相色谱分析;IP-1B 使用填装1~2gTenax吸附剂的小柱采集气样,于275℃加热吸附小柱,用氦气流将被捕集的有机物收集到液氮冷阱中,然后加热冷阱,将样品转移到被液氮冷却的毛细管气相色谱柱头,进行气相色谱/质谱(GC/MS)分析。[4]

    2.3.2 美国NIOSH方法2549

    该方法采用不锈钢多层吸附剂管,用填有40 ~60目的150 mg Carboxen 1003 、115 mgCarboPack B和90 mg Carbopack Y 3种吸附剂的吸附管吸附空气中C6 ~C16的VOCs,采样速率为0.01~0.05 L/min,最大采样体积为6 L。利用热脱附装置在50 mL/min载气作用下使采集到的VOCs进入毛细管气相色谱柱,用气相色谱/质谱GC/MS定性、定量分析。[5]

    2.3.3 我国标准的气相色谱法GB50325-2001[6]

    (2006年版)《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录E“室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)的测定”,是当前我国分析室内TVOC的标准方法。用Tenax-TA吸附管采集一定体积的空气样品,空气中的挥发性有机化合物保留在吸附管中,通过热解析装置加热吸附管得到挥发性有机化合物的解析气体,将其注入气相色谱仪,进行色谱分析,以保留时间定性,峰面积定量。

    3 标准TVOC检测方法的影响因素

    民用建筑工程竣工验收时TVOC的检测执行《民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325-2001(2006年版)》附录E标准。TVOC检测较复杂,检测过程中影响因素较多。笔者根据前人经验,总结了采样点布置、采样流量、采样时间、采样效率、程序升温速率等对TVOC检测结果的影响。

    3.1 吸附管处理[7]

    吸附管应在其最高使用温度下用惰性气体加热活化处理至少4个小时,然后在清洁的气体中进行冷却,活化好的吸附管最好放在有盖玻璃试管中密封好,置于干燥器皿中存放。

    3.2 采样点布置

    采样点应布置在距内墙面不小于0.5m,距地面高0.8~1.5m处;检测点应均匀分布,避开通风口和通风道,而且对于自然通风的工程,检测应在门窗关闭1h后进行。与墙面或地面距离太小,会造成采样样品浓度偏高,在通风口或通风道取样则会造成采样样品浓度偏低。

    3.3 采样流量对TVOC检测结果的影响[8]

    分别以0.5L/min和0.25L/min的采样流量平行采样,其它采样条件按GB50325-2001(2006年版)附录E的规定。实验结果是采样流量越小TVOC的检测结果越高:当流量为0.25L/min时,TVOC的检测结果是(0.328±0.028)mg/m3;流量为0.5L/min时则为(0.284±0.025)mg/m3。因此我们建议在TVOC 采样时,可采用0.25L/min左右的采样流量,以确保能获得较高的采样效率。

    3.4 采样时间对TVOC检测结果的影响

    采样时间分别设定为10min和20min,其他采样条件按GB50325-2001(2006年版)附录E的规定,在同一地点平行采样。实验结果表明,采样时间短的时候(10min),TVOC的检测结果很高,其值为(0.388±0.027)mg/m3;而采样时间为20min的结果为(0.301±0.031)mg/m3,明显低于前者。因此我们建议,当检测地点室内空气中TVOC污染较严重时,可缩短采样时间,以保证检测结果准确可靠。[9]

    3.5 采样效率对TVOC检测结果的影响

    影响采样效率的因素主要有采样器性能、采样管填充量、采样器抽气速率、采气量、采样温度等。采样效率高低直接影响TVOC检测的准确性。经实验得知,苯采样效率较低,对检测结果有影响,故建议测定采样效率。当采样效率较低时,

    应对检测结果进行修正,以保证检测结果的准确性。

    3.6 程序升温速率对TVOC检测结果的影响

    因室内空气中的TVOC成分复杂,升温速率太快影响色谱柱的分离效果,从而影响TVOC检测结果。GB50325-2001(2006年版)附录E室内空气中TVOC的测定方法中规定的程序升温速率条件较佳,而实验表明程序升温条件以50℃保持10min后,再以5℃/min升至250℃,保持2min为宜。[10]

    4 总结

    本文首先介绍了总挥发性有机物(TVOC)的概念、来源以及危害,然后归纳了目前TVOC的采样方法,分为动力泵采样和自然扩散采样两种。检测技术有比色管检测法、便携式TVOC仪检测法、气相色谱法以及色质联用分析方法。在TVOC的检测过程中,受很多因素影响,主要有:吸附管处理、采样点位置、采样流量、采样时间、采样效率以及程序升温速率。

    在对TVOC进行检测的过程中,应逐步探索以确定最佳检测条件,排除各影响因素对结果的干扰。

    如需了解TVOC总挥发性有机化合物检测周期、费用等,可与我们联系咨询:

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