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室内空气质量中TVOC检测问题探讨

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：商玉龙

[导读] 摘要：室内空气质量对居住者的健康有直接影响，当空气中的有毒物质含量较高时，会导致人呼吸困难、头疼恶心等身体不适。

        上海市嘉定区建设工程质量检测中心有限公司上海市 201801
        摘要：室内空气质量对居住者的健康有直接影响，当空气中的有毒物质含量较高时，会导致人呼吸困难、头疼恶心等身体不适。当空气中的有毒物质含量较低时，长期呼吸会导致有毒物在体内聚集，最终影响人体的健康。所以，要给予室内空气质量足够的重视。空气中的有毒物质主要是有机物，衡量空气质量的主要方法是评价空气中有机物的总量，即TVOC。本文首先分析检测TVOC的影响因素，重点探讨了几种常见的检测方法。
        关键词：空气质量；TVOC；检测问题
        引言：室内装修虽然可以美化室内环境，但是也会造成室内空气中挥发性有机物含量升高。空气中的有机物严重危害人类的生命健康，包括降低人体机能，导致机体的抗癌能力降低，对孕妇和婴儿产生负面影响，影响婴幼儿正常生长等等。室内空气中的TVOC来源主要是油漆、涂料、板材等，其中TVOC的主要成分包括苯、芳烃、烷烃、醛酮等。
        一、室内空气质量中TVOC的影响因素
        1.采样现场
        室内空气质量中TVOC检测受到多种因素影响，采样现场中总有机物的浓度与空气中的污染物的浓度近似度越高，检测结果就越准确。为了降低采样现场TVOC浓度对检测结果的影响，要做好采样前的准备工作。第一，采样前两天要做好室内通风工作，避免采样现场TVOC浓度过高。第二，采样器与吸附管必须垂直连接，保证大气采样器气体吸附充分。
        2.吸附管
        吸附管影响TVOC检测结果准确性主要表现在三个方面。第一，吸附管中吸附剂的浓度和直径。吸附剂直径最佳值为0.2mm，当吸附剂直径过大时，吸附管内吸附剂之间空隙比较大，TVOC可以从中穿过，无法客观反映空气中有机物的含量。第二，吸附管活化程度。经过活化后的吸附剂中杂质少，可以有效吸附空气中的有机物。吸附管活化的条件是300℃氮气环境下，加热30min。第三，吸附管活化后要冷却至室温在用于检测，否则温度较高时吸附的有机物会热解析，导致吸附管内的有机物较少，这会影响检测结果。
        3.热解析
        热解析是检测的进样方法，TVOC进样常用两种方法，即直接进样法和二次操作进样法。使用直接进样法时，吸附管在加热炉中，TVOC经过热解析过程进入气象色谱。使用二次进样法要注意在操作时的顺序，应预先加热吸附管，再将TVOC进入100ml的针筒，再用1ml的针筒吸附热解析后的气体，并注射到气象色谱仪中。两种方法相比，二次操作进样法检测的结果准确度相对更高。
        该方法主要是借助加热将吸附剂中的有机物进行解析，温度及时间是影响其效果的关键。TVOC的种类比较多，不同有机物的分解温度不同，如果温度太高，就会影响其中的分解过程，影响结果的准确性。如果检测的温度较低且时间较短，则会导致部分有机物残留在吸附管中，最后造成检测结果偏低。总之，如果热解析的温度和时间控制不好，就到造成检测结果与室内空气中TVOC实际含量不符，失去了检测的意义。
        二、室内空气质量中TVOC检测常用方法
        1.比色管检测
        比色管是室内空气质量中TVOC检测的方法之一。该方法的特点是操作比较简单。比色管检测设备包括两个部分，一是采样泵，用于采集室内空气样品；二是显色物质，用于反映空气样品中有机物的含量，显色物质置于玻璃管中。比色管检测法的操作包括三步：第一，将玻璃管两端折断，并将其一端与采样泵连接。第二，用采样泵将抽气，将室内空气注入玻璃管。空气会从玻璃管的另一端排出，途经显色物质，有机物会与显色物质反应，并显现出颜色。第三，判断空气中TVOC的含量。判据是玻璃管中显色长度，如果显色长度比较短，说明空气中TVOC的含量比较少。该检测方法的缺点是检测结果精确度不够，只能判断空气中总有机物的大概浓度。

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另外，显色物质可以与大多数有机物反应，但是还有部分有机物无法反应，这就无法真正反映出空气中总有机物的含量，只能反映出空气中大多数有机物的含量。
        2.便携式现场检测
        便携式现场检测法是室内空气质量中TVOC检测的常用方法。该方法的特点是方便快捷，检测受到的干扰因素少，并且可以连续检测等等。该方法的缺点是检测结果的精确度不够，该方法只能够反映出室内有机物的大概含量。较之比色管法，便携式现场检测操作更简单。如果发现室内空气中TVOC浓度超标，则要用气象色谱等专业的仪器进行复测。
        3.气相色谱法
        气相色谱法是检测室内空气质量中TVOC含量的最佳方法。该方法的特点是检测结果精确度高，可以将样品中所有的有机物都检测出来，并且进行定量分析。气相色谱法的检测原理是将空气样品中的有机物加热，取少量样品，用注射器注入检测体系，以惰性气体为载气，形成气态流动相，这些流动相途经毛细管柱。较之比色管检测法，色谱柱更长，参与检测的气体含量更少，所以检测结果更加准确。由于各类有机物的物理性质有差异，所以各种有机物在载气和固定相中的分配不同，流动相在色谱柱中多次流过，最后，部分有机物在固相上吸附，部分有机物色从固定相上脱附进入载气。结果是气相中的物质先流出，固定相中的物质后流出。物质流出的顺序有先后，气体流出端有检测器，以色谱峰呈现检测结果。气相色谱在定量分析中常用外标法，通过峰面积定量；定性分析依据是保留时间。
        为了提高气相色谱法定量分析的准确性，要注意检测之前的热解析环节。当下常用的热解析方法为Tenax，利用吸附剂采集空气样品，然后用热解析方法将吸附管中的挥发性有机物注入气象色谱仪。低温采样可以提高检测结果的准确性。
        4.气质联用
        气质联用是指气象色谱与质谱仪联合使用。该方法的特点是可以发挥气相色谱高校的分离能力，发挥质谱仪对物质的准确鉴别能力。这样就可以将TVOC中所有的组分都进行分析，并且进行定性分析。这种检测方法是当下对TVOC检测最为全面的方法，理论上可以识别TVOC中所有的有机物。相关文献研究表明，气质联用可以检测中256种挥发性有机物，识别出31中有毒化合物，总结了室内TVOC中常见的有机物种类。
        气质联用的缺点是检测费用比较高。另外，在质谱定性分析时，根据一个检测数据可能会给出一种或者更多有机物的种类。这就需要结合室内装修中所用到的油漆、涂料的配方来进一步判定。随着家装水平的提升，室内空气中TVOC的种类和数量都在增加，为了业主的身体健康，当TVOC超标时，一定要确定挥发性有机物的种类和含量，从而选择有效的方法来净化空气。
        三、结语
        综上所述，室内空气中TVOC的检测工作要给予高度重视。作为检测人员必须要了解影响检测准确性的各类因素，然后通过规范操作来规避这些因素对检测结果的影响。作为业主，在选择室内空气中VOC检测方法时，要根据实际情况来决定。可以先用便携检测仪对室内各个区域的空气质量进行检测，了解空气中总有机物的大概含量。如果检测发现空气TVOC含量超标，则要选择气质联用法或者气相色谱法来对TVOC进行定性和定量分析。TVOC的种类和含量是选择净化室内空气方法的主要参考。
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