室内空气污染与检测

室内空气污染与检测（共12篇）

室内空气污染与检测 篇1

随着经济的发展,人们对居住环境的要求日渐提高,各种装饰材料被应用于房屋装修当中,这些材料当中蕴含的有毒物质(如甲醛、苯等)会在日常使用中慢慢释放出来,对人体产生危害。同时,由于城市化进程的加快,工业废气和大量汽车尾气的排放,使得城市空气质量日趋恶化,室内空气作为城市中的一部分,不可避免的也会受到污染。现代人长时间在室内工作、学习、休息,室内空气质量的好坏,对于人体健康有着不可忽略的影响。本文将对室内空气污染物及其检测方法进行分析和介绍。

1 室内空气污染物的来源与类别

1.1 室内空气污染物来源

室内空气污染物主要有两个来源,一个是室外污染大气通过门窗带入室内,另一个则是由室内建筑和装饰材料中释放出来的有毒物质。

1.2 室内空气污染物类别

室内空气污染物根据其形态可分为以下3个类别:①物理污染物,其代表物是粉尘、石棉纤维、可吸入颗粒物;②化学污染物,其代表物为甲醛、氨、苯系物、TVOC、二氧化硫、氮氧化物、臭氧等;③放射性污染物,其代表物是氡。

2 室内空气污染物的危害

室内空气污染物种类众多,但是最为常见且危害较大的有以下几种。

2.1 甲醛

甲醛无色,具有强烈刺激性气味,是一种致癌和致畸形物质,其主要存在于各种人造板材、黏合剂及墙纸中,释放周期较长,从3年到15年不等。居所内甲醛浓度过高,有患鼻癌、咽喉癌等各种癌症及白血病的风险,还容易使孕妇出现早产、流产、胎儿畸形等问题。

2.2 氨

氨同样是一种无色,具有强烈刺激性气味的气体。其来源为防火板和混凝土防冻剂,氨对呼吸系统的危害较大,长期接触,容易对上呼吸道黏膜产生损伤,引发气管炎、哮喘等疾病,浓度过高时,会导致呼吸困难、休克,甚至反射性呼吸停止。

2.3苯

苯是一种具有特殊芳香味的气体,其主要来源于油漆,长期吸入会侵害人的神经系统,引起神经衰弱综合征。此外,苯还可以损害骨髓,使红细胞、白细胞、血小板数量减少,并使染色体畸变,从而导致白血病。

2.4 TVOC

TVOC称为总挥发性有机物,是指室温下饱和蒸气压超过133.32 Pa的有机物,其组分比较复杂,包含有苯类、烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类等。但主要成分还是苯系物,因此,TVOC的毒害机理跟苯很相似,都有致癌、致畸性、致白血病的危害。

2.5氡

氡是一种天然放射性元素,由放射性元素镭衰变而成。其单质形态为气体,是自然界里唯一的天然放射性稀有气体。当人体吸入氡气后,氡在人的呼吸系统内衰变,释放出α粒子对人体内部造成辐射损伤,容易引发肺癌。花岗岩、大理石、各种天然石材等建筑材料是室内氡的主要来源。由于镭的半衰期非常长,如果说甲醛、苯之类的污染物还会随着家具使用越久,释放量越来越低,氡的污染则几乎是终身性的,它会随着镭的衰变源源不断地产生。

3 室内空气污染物的检测

目前,我国室内空气检测主要有以下两个标准:一个是由国家住房与城乡建设部颁布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325—2010);另一个则是由卫生部、国家环保总局、国家质量监督检验检疫总局联合颁布的《室内空气质量标准》(GB/T 18883—2002)。两者虽然都是国家权威部门颁发的针对于室内空气检测的规范,但检测对象和检测方法却有所区别。

3.1 检测对象的区别

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(简称《规范》)规定“适用于新建、扩建和改建的民用建筑工程室内环境污染控制,不适用于工业建筑工程、仓储性建筑工程、构筑物和有特殊净化卫生要求的室内环境污染控制,也不适用于民用建筑工程交付使用后,非建筑装修产生的室内环境污染控制”。

《室内空气质量标准》(简称《标准》)规定“适用于住宅和办公建筑物,其他室内环境可以参照本标准执行”。也就是说,《规范》仅可以用于民用建筑中的毛坯房,以及装修后未搬入家具的房子的室内空气检测;而《标准》则可以适用于各种室内环境检测,无论是装修前后或房子里有无家具。

3.2 检测内容的区别

《规范》中规定了装饰材料和室内空气检测的内容,包括放射性氡、甲醛、氨、苯和总挥发性有机化合物(简称TVOC)5项指标;《标准》中规定了室内空气检测内容,包含有温度、空气相对湿度、空气流速、新风量、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氨、臭氧、甲醛、苯、二甲苯、苯并芘、可吸入颗粒物、总挥发性有机物、菌落总数、放射性氡等19项指标。《规范》涵盖的检测范围比《标准》要大,但是《标准》中关于空气检测的内容则比《规范》的要全面。

3.3 采样方法的区别(见表1)

由表1可以看出,《标准》中规定的房屋封闭时间、采样点数设定及采样时间的要求都比《规范》严格一些。

3.4 检测方法的区别(见表2)

由于《规范》中只规定有5个项目的检测方法,因此我们也只从《标准》中找出相应的5个项目的检测方法进行对比。

根据对比,我们可以看到,对于氨、甲醛、苯3个检测项目,《规范》和《标准》均有相同的检测方法。TVOC项目虽然两者都是选用了气相色谱法,但是使用的检测仪器不同,《规范》中使用的是气相色谱仪(GC),《标准》则是使用了气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)。氡项目中,《规范》没有限定检测方法,只要能够满足不确定度不大于25%,探测下限不大于10 Bq/m3,可以利用便携式氡测定仪来进行检测,检测过程简单便捷;《标准》中明确规定了检测方法,无法使用便携式氡测定仪来进行检测,而且无论是闪烁瓶测量法还是径迹蚀刻法,虽然精确度高,但是都存在实验准备步骤繁琐、采样时间偏长、分析过程复杂的问题,实际工作中相当耗时费力。

3.5 评价标准的区别(见表3)

《规范》把民用建筑分成了两类,因此会有两个浓度限值,其中Ⅰ类民用建筑工程是指住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教室,该类建筑室内污染控制要求稍高;Ⅱ类民用建筑工程包括办公楼、商店、旅馆、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆、公共交通等候室、餐厅、理发店等经营性或人口流动性较大的场所,空气污染控制要求较低粗略看起来,《标准》的室内空气质量要求比《规范》的低,但是考虑到《标准》采样前房屋封闭时间和采样时间都比《规范》长,实际上,《标准》规定的室内空气质量是比《规范》严格的。

4 结语

通过上文的对比,我们可以看出,《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325—2010)作为国家强制性规范,主要是针对于建筑商和材料商的工程验收的标准,它的空气质量控制标准比较低。而《室内空气质量标准》(GB/T 18883—2002),作为国家推荐性标准,虽然没有强制力,但是采样条件高,检测方法要求严格,评价标准高,这才是衡量房屋是否符合健康人居环境标准的依据。在生活中,有检测需求的居民应该根据自身的实际情况,选择合适的标准来委托检测机构进行检测。

参考文献

[1]GB 50325—2010,民用建筑工程室内环境污染控制规范[S].

[2]GB/T 18883—2002,室内空气质量标准[S].

室内空气污染与检测 篇2

室内空气环境与人体健康密切相关，有些人在室内经常出现头痛、耳鸣、疲劳等不良症状，这些症状大多是由于室内空气质量差造成的，特别是装修过后的室内。装修后，空气污染指数会很高，通常以甲醛污染最为突出，甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、免疫功能异常等方面。那么，这些室内污染物是怎样产生的呢？

一、装修中使用不达标的装饰材料是最大成因。如果家装使用了不达标的人造板材、油漆等产品，势必造成甲醛等室内污染物超标，进而造成室内空气污染。

二、不合格装修队装修。无装修工程质量保证能力，甚至无证无照的装修队承担装修工程，难以保证装修质量，进而造成污染超标。

三、“环保家装材料”的叠加效果。即使装修使用的全是环保材料，但这些材料全都放置在一起，也都可能会使甲醛指数骤升，造成室内污染。

现代人平均有80%的时间在室内，65%左右的时间在家里。儿童比成年人更容易受到室内空气污染的危害，因为儿童的身体正在成长，呼吸量按体重比要比成人高50%。另外，儿童有90%以上的时间是生活在室内，室内空气污染对儿童健康的伤害，主要是诱发儿童的血液性疾病。合肥某医院统计结果表明，该医院接诊的白血病患儿中，有90%的家庭在半年之内曾经搞过装修。

家庭装修后，甲醛等有害气体超标是没有“侥幸”的，这一点绝对不能掉以轻心。我们常说，“没有味道不代表没有污染”，“有些污染气体是没有味道的”，“甲醛的缓慢释放是察觉不到的”，那么，面对这些隐形杀手，我们该怎么办呢？

目前没有一种有效的手段能将室内装修和生活等污染在短期内彻底治理，所以，我们一定要做好预防工作。业主在装修完毕后要进行一次室内空气检测，根据检测结果，进行通风、活性炭吸附或是治理，相关治理完毕之后，入住之前，再次进行检测，以达到理想家居环境。检测的时候，我们一定要找具有CMA资质的专业检测公司检测。

警惕室内空气检测陷阱 篇3

中国老百姓对于家庭空气质量的重视是随着装修污染被关注而开始的。

那么消费者在家庭装修以后，要如何知晓自家空气质量呢？是否需要治理？找哪些检测机构？以及哪些空气超标可以找装修公司负责呢？

室内检测市场被曝乱象

日前，在搜狐家居一场论坛上，几位家装公司人士曝出室内空气检测市场有“作假”现象，某第三方检测机构曾对他们表示“你想要什么结果就可以给你们什么结果”，以此来蒙蔽消费者或者装修公司。

室内空气检测市场确有一些常见乱象。据了解，从事室内空气检测的机构需要具备中国计量认证，即CMA标志，并同时具备国家实验室认证，即CNAL标志。因报批条件很苛刻，因此具有国家认证资质的较少，北京市质量技术监督局网站上显示仅有64家。而现在市面上很多检测公司的资质其实是挂靠的，本身没有资质，但通过挂靠企业给一些费用就可以使用他们的资质，类似于加盟的性质。

而由于具有国家认证资质的检测机构通常而言费用比较高昂，不是普通消费者所能轻易接受的，因此许多消费者转而找到了一些承诺以非常低价甚至免费检测的公司。消费者在网络和各大论坛上不难发现，打着“先检测后治理”、“免费检测”、“检测治理一条龙服务”的幌子的检测公司大有所在。那么这种公司是否可信呢？国家室内环境与室内环保产品质量监督检验中心主任宋广生表示，这样做的一般都不是正规检测公司，通常只是以免费检测的由头吸引消费者继而从治理上赚一笔，而检测数据的可信性就大打折扣了。

业之峰装饰副总裁刘文涛透露，现在市场上一些检测部门承揽治理业务，任何人找他检测都会得到不合格的报告，同时更令消费者犯疑的是，同样一套房子，找了三家检测机构，最后得出的检测结果都不相同。

空气质量引发纠纷何解

据了解，在现有的家装公司中，几乎没有一家公司将装修后的空气质量检测作为自己的常规业务范围。通常家装公司会对在某些促销或活动期间签约的业主赠送一次免费检测，这种检测是由与家装公司签订了合作的第三方检测机构来完成的。

如果消费者对于家装公司赠送的检测的结果不信任，例如之前提到的同一空间，找别的检测机构却发现数据不统一，这样产生的纠纷该如何解决呢？

某知名家装公司客服部经理隋福娟表示，这种现象时有发生。业主往往拿着另外一个公司的空气检测机构报告来投诉，不过她表示，这到底是否是家装公司的责任，有很多地方需要界定。

首先，两份检测报告采用的是什么标准。目前关于室内空气质量检测有两个标准，一个是GB/T18883《室内空气质量标准》，另一个是GB50325《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，GB/T18883标准要高于后者，也就是说，同样的家庭空间，可能用GB50325标准检测合格，但以GB/T18883为标准检测却不合格。其次，与检测的方法也有关系，比如通风、密封时长、设备等都可能影响检测结果。此外，在空间中是否包含家具等产品也有关系。如果是在家具入场后做的空气质量检测，很难界定是哪一部分超标。隋福娟表示，如果家具、地板等均为装修公司自己提供的，才能由装饰公司承担责任。

如果业主与装修公司为空气质量问题闹到法庭要求索赔，首先业主需要拿出盖有CMA章的检测报告，但这份报告还不一定能成为呈堂证据，宋广生表示，这跟报告采用什么标准，检测方法是否规范，工程验收情况，装修前是否就有污染等有关，在司法鉴定的时候，还需要检测机构、业主、装修公司或材料商以及公证机构共同到场。

另外，需要消费者注意的是，采用《民用建筑工程室内环境污染控制规范》标准才具有强制性，同时，在北京市家庭装修规范合同中写入的也是这一条，因为《民用建筑工程室内环境污染控制规范》属于强制性国标，而《室内空气质量标准》属于推荐性标准。

检测价格与设备可辨真伪

由于目前大多数家庭在装修后是自己找机构检测，因此选择一家正规、可靠的空气质量检测机构至关重要。北京市劳动保护科学研究所空气质量检测专家胡玢给消费者提供了一些参考性建议，不要轻信网络上打着检测旗号的小公司，可以在北京市质量技术监督局查看其是否具有计量认证资质。

同时，业主不能贪图便宜。有很多企业打着免费检测、价格低廉的检测，用不真实的数据来吓唬消费者以达到购买其治理产品的目的，而通常正规的检测机构不会单独做免费检测。据了解，市场上做一个点的检测价格为200～300元左右，一个100平米左右的房子检测花费在1000元左右，某些具有国家资质的企业价格更高，如果有公司向消费者兜售几十块钱一个点的检测服务，就需要疑心了。另外，声称检测和治理一条龙服务的公司也一般不可信。

通过人员的专业性、检测的方法也可以辨别一二。胡玢表示，一般检测项目游离甲醛、苯、氨、TVOC（总挥发性有机化合物）、氡中，除了测量甲醛有便携式直读式的仪器外，其他的都要采样后拿回实验室去检测、分析、审核才能得出结果，如果有检测公司说现场能立即给出数据的，就需要质疑其专业性了。

室内TVOC污染的检测与治理 篇4

TVOC是总挥发性有机物的英文缩写,组成分为八类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他,源于各种家具、涂料、人造地板、胶粘剂、壁纸等装饰装修材料,它们具有刺激性、致癌性、特殊气味,能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡无力、胸闷等自觉症状,还能影响消化系统功能,出现食欲不振、恶心等反应,严重时损伤肝脏和造血系统,甚至有些化合物具有基因毒性。

1 TVOC的检测

TVOC的检测比较复杂,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,实验室检测对设备要求较高,根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》要求应使用气相色谱法。

1.1 以GDYK~211S型室内空气TVOC检测仪为例来说明现场检测。

设备根据比色法原理制成,仪器配备相关试剂。

1.1.1 参数1采样。

连接设备后向吸收瓶中滴加蒸馏水5ml,加入TVOC试剂(一),摇动溶解;然后将A气泡吸收管插入气泡吸收瓶,注意使气泡吸收管进气口磨口塞与气泡吸收瓶充分接触防止漏气;将吸收瓶插入气泡吸收支撑架中,连接硅胶管;运行采样操作。做试剂空白:向比色瓶中加蒸馏水5ml,TVOC试剂(一)旋紧比色瓶盖,摇动10秒,溶解后放置20分钟。采样停止后,取下气泡吸收管,塞住瓶口,摇动10秒后,放置20分钟。将两支TVOC试剂(二)分别滴入吸收瓶和比色瓶中,摇动10秒充分混合,放置10分钟后,分别倒入1cm比色皿中。1.1.2参数2采样。吸收瓶A中加5ml蒸馏水,将A气泡吸收管插入该瓶,放入支撑架,连接硅胶管;吸收瓶B中加5ml TVOC试剂(三),一滴TVOC试剂(四),将B气泡吸收管插入该瓶,连接硅胶管;运行采样操作。采样停机后放置5分钟,将气泡吸收瓶中液体完全倒入5cm比色皿中。试剂空白:采样停机前向比色瓶中滴加TVOC试剂(三)5ml,TVOC试剂(四)1滴,旋紧瓶盖,上下摇动5次,放置5分钟后将溶液完全倒入5cm比色皿中。1.1.3测定。按开/关键,仪器处于准备状态,用参数1空白比色皿调零,然后测定参数1样品;用参数2空白比色皿调零,然后测定参数2样品,此读数即为空气中TVOC浓度(mg/m3)。

1.2 气相色谱法

1.2.1 仪器设备。气相色谱仪:需带有氢火焰离子化检测;毛细管柱:内涂覆二甲基聚硅氧烷的石英柱,长50m,内径0.3mm,采取程序升温50~250℃,初始温度为50℃,保持10min,升温速率为5℃/min,分流比1:1~10:1;热解吸装置;空气采样器:0~2L/min;注射器:10ul,1ml若干。1.2.2试剂及材料。标准品:TVOC标样一套或色谱纯试剂甲醛、苯、甲苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、十一烷;Tenax-TA吸附管。1.2.3采样。以0.5L/min速度抽取约10L空气,记录采样时的温度、大气压。1.2.4样品测定。1.2.4.1解吸条件。温度:300℃;流速:40m L/min;时间:10min;载气:N2(纯度不小于99.99%)。1.2.4.2制备标准溶液系列。1.2.4.3分析每个标准溶液,记录峰面积,峰面积的对数为横坐标,以对应组分浓度的对数为纵坐标,绘制标准曲线图。1.2.4.4样品测定:以保留时间定性,记录峰面积并从标准曲线上查得样品中各组分的量。1.2.5计算。1.2.5.1所采空气样品中各组分的含量:

式中 Cm——所采空气样品中i组分含量(μg/m3);

Mi——被测样品中i组分的量(μg);

Mo——空白样品中i组分的量(μg);

V——空气采样体积(L)。

1.2.5. 2 空气样品中各组分的含量应换算成标准状态下的含量:

式中Cc——标准状态下所采空气样品中i组成的含量(mg/m3);

P——采样点采样时的大气压力(kpa);

t——采样点采样时的大气温度(℃)

1.2.5.3 计算样品中总挥发性有机化合物(TVOC)的含量:

式中TVOC——标准状态下所采空气样品中总挥发性有机化合物(TVOC)的含量(mg/m3)。

2 TVOC的治理

国家标准规定Ⅰ类民用建筑工程TVOC≤0.5mg/m3,Ⅱ类民用建筑工程TVOC≤0.6mg/m3,超过此数值即需要进行治理。

目前我国市场上的室内空气净化材料名目繁多,其中活性炭、光触媒、生物酶使用最为普遍。

2.1 活性炭

活性炭是具有发达孔隙结构、比表面积大和吸附能力强的炭,吸附时首先在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物质吸附到活性炭颗粒内。使用初期吸附效果很高,但时间一长,吸附能力会不同程度地减弱,吸附效果也随之下降。

一般来说,活性炭颗粒越小,过滤面积就越大,粉末状的活性炭总面积最大,因此吸附效果最佳,但粉末状的活性炭应用范围较窄,颗粒状的活性炭吸附能力强,不易流动,更换方便,因此使用范围广。

2.2 光触媒

光触媒对空气中的挥发性有机化合物有强大的氧化分解作用,使之变为二氧化碳和水,另外光触媒还能释放负离子,还人们一个真正绿色的生存环境。

光触媒的催化作用与风速有很大的关系。二氧化钛涂层只能分解与其表面接触的有机物,若气体流动过快,接触时间过短,产生效果甚微,但若气体流动过慢,还不如利用经常的通风换气改善室内空气质量来得快。

无论经过怎样处理的光触媒,都必须在紫外线的照射下才能够达到净化空气的目的,因此只有室内采光时间长,而且光照强度相对较大的长期密闭房间才比较适应使用光触媒。此外二氧化钛具有强氧化性,不宜喷涂在针织品、家具上,喷涂在玻璃上效果相对较好。

2.3 生物酶

生物酶就是将微生物针对不同的用途,经过优选,驯化并进行提取,并有针对性地添加了酶制剂以及营养物质和矿物质的一种生物工程复合产品,可以说,凡是自然界存在的有机物,几乎都能被微生物所分解,酶的加入又极大地提高了产品的性能。用于室内环境污染的净化治理,具有以下特点:无二次污染;适应范围广泛;使用方便;治理成本低;纯绿色环保产品等。

当然,解决室内空气污染最根本的方法还是从源头抓起,正确设计,合理施工,把好材料进场检验关,使室内装修在进行中就符合《民用建筑工程室内环境污染控制规范》。

摘要：介绍了室内空气污染物中TVOC的危害,详细叙述了实践应用中TVOC的检测方法、治理方法。

关键词：TVOC,危害,检测,治理

参考文献

[1]李金.有毒物质及其检测[M].北京:中国石化出版社,2002,6,251-264.

[2]孟凡昌,潘祖亭.分析化学核心教程[M].北京科学出版社,2005,2,318-320.

[3]祝优珍,王志国.实验室污染与防治.[M]北京化学工业出版社,2006,1,40,81.

室内空气治理检测标准（模版） 篇5

室内空气治理检测标准是什么

对甲醛有所了解的朋友都知道装修之后残留污染无处不在，想要彻底清除这样的甲醛残留问题几乎就是不可能的。不少的朋友都会选择种植一些绿色植物或者经常通风换气来保证室内甲醛气体的消散。但不得不说，这样的措施不仅耗时，而且并不能够彻底将甲醛清除。目前选择除甲醛公司进行这项工作的朋友可能就不会有上述的问题，除甲醛公司使用先进的治理产品可以将室内的甲醛彻底清除。同时，除了清除甲醛之外，像甲醛之类的化学残留气体也可以一并清除。

室内空气污染是指在封闭空间内的空气中存在对人体健康有危害的物质并且浓度已经超过国家标准达到可以伤害到人的健康程度，我们把此类现象总称为室内空气污染。介于“头号杀手”甲醛是一种无色有刺激味的气体，其国标为每立方米不超过0.08毫克，若超标四五倍，一般人也会无感觉。甲醛，主要来自人造板材、家具和装修中使用的粘合剂以及地毯等合成织物，浓度超标就会引起人恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿，是室内空气污染的“头号杀手”。除却甲醛，来自建筑装修涂料、溶剂、稀释剂、胶黏剂等化工材料中的苯、甲苯、二甲苯等也会造成室内空气污染，长期吸入苯浓度较高的空气易引起苯的慢性中毒，引发过敏性皮炎、喉头水肿及血小板下降，严重的还可能导致再生障碍性贫血。

环保专家建议，消费者最好从装修环节开始严格控制污染源，装修时尽量使用环保家装材料。同时，装修时应注意气候条件。由于夏季天气变化、施工条件和装修材料的影响，夏季的室内空气污染会比其他季节更加严重，高温天气易使家装污染进入“高发期”。部分业主认为自己使用点空气清新剂就能够减缓甲醛等有害气体含量。专家表示，使用空气清新剂只能用其香型气体掩盖有异味的有害气体，而不能从根本上将其吸附或分解。

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论室内空气检测的样品采集及处理 篇6

关键词：室内空气；检测样品；采集样本处理

中图分类号：X791 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0096-02

1 室内空气检测样品采集方法及准备工作

室内空气检测样品采集的方法主要包含直接采样法与浓缩采样法两种。

1.1 直接采样法

直接采样法是最常用的办法之一，属于费用最低、操作最简单的方法。直接采样法一般要求室内空气之中含有的被测组分浓度较高，从室内空气之中直接采取少量的气体就可以满足空气检测的需要，这种方法对空气质量的检测结果属于室内短时间平均浓度或瞬间浓度，可以在很短的时间内完成样品检测。

1.2 浓缩采样法

当室内空气之中的污染物浓度过低时，采用直接采样法很难满足空气检测的需要，这时就需要采用浓缩采样法。浓缩采样法是将室内空气中的污染物通过固体或液体吸附剂，获得污染物富集的采样方法。浓缩采样法采样的时间一般较长，检测结果代表一定时间内的污染物平均浓度，更能真切地反应出室内空气质量。

1.3 室内空气检测样品采集的准备工作

为了保证室内空气检测样品的真实性及准确性，需要安排合理的准备工作：在工程施工完毕7天后进行环境质量验收；接受室内空气检测的房间内没有杂物；进行空气检测1小时前关闭所有门窗，保持空间封闭性等。

2 室内空气样品检测处理方法

室内空气样品检测处理的主要方法包括热解析收法和溶剂吸收法两种：

2.1 热解析法

热解析收法可以将固体吸附中被测组分解析下来。按照温度对吸附的影响作用分析，温度升高，吸附物与吸附剂之间的吸附力就越弱，反之，温度降低则吸附力越强。在实际操作中，可以使用加热的方式，使吸附剂中需要被测的组分解析下来，其加热的温度就是热解析温度，热解析温度的确定要根据被测组分的热稳定性、沸点、吸附剂的热稳定性来确定。温度过低则会造成解析不完全，影响回收率，温度过高，则会造成多种组分对热的不稳定性，同样影响回收率。

2.2 溶剂吸收法

溶剂吸收法是通过吸收液完成对室内空气中组分的采集工作的，将空气中组分通过吸收液体，在溶液作用或化学作用下空气组分被吸收到液体之中，在气泡运动速度及浓度梯度影响下，气泡可以很快的扩散到气-液界面上，最终达到浓缩收集样本的目的。

3 常见污染物的样品采集及检测处理

在建筑建设过程中，需要注意建筑室内的空气质量，避免出现严重的室内环境污染。为控制室内环境污染问题，我国针对民用建筑工程制定出室内环境污染标准规范，主要指标如表1所示。

3.1 室内空气中甲醛样品采集及检测处理

3.1.1 甲醛样品采样。使用大型气泡吸收管，在吸收管之内安置5mL酚试剂吸收液，并以0.5L/min的流量速度，采集10L气体，并记录现场采样点气压及温度。样品分析需要在样品采集的24小时之内进行。

3.1.2 甲醛样品检测。对甲醛样品进行检测也可以使用分光光度计比色法或气相色谱法，本文以气相色谱法为例进行测定，甲醛在酸性条件下与涂有2，4-二硝基苯肼6201担体发生吸附，将气体中甲醛转变为稳定的甲醛腙，使用二硫化碳洗脱之后，使用OV-1色谱柱对甲醛腙进行分离，然后使用氢火焰离子化监测器进行测定工作。使用气相色谱法对室内空气甲醛样品进行测定分析的相对误差仅为-3.2%～6.5%，检测限可以达到0.301mg/m，准确性高、干扰性小。实践证明，气相色谱法对空气中甲醛的检测是一种可靠、快速而简单的测定方法。

3.2 室内空气中苯样品采集及检测处理

3.2.1 苯样品采集。确定采集地点，使用两端孔径大于2mm的活性碳管，活性碳管两端以垂直方式与空气采样器入口连接，并确定以0.5L/min的速度抽气室内空气20L。样品采集完毕之后，需要在活性炭管两端安装上塑料帽，并记录采取样品现场的气压及温度。样品采集后需要在5天内进行检测。

3.2.2 苯样品检测。取出活性炭管之内的活性炭，并将活性炭放入具塞刻度试管之中，注入1.0mL二硫化碳，并将试管塞紧，放置1小时左右，并不断地进行摇晃，取出1μL进样，采用保留时间定性，使用峰面积定量，通过多次样品分析，求取平均值，并测量空白管的平均峰面积，最终完成对室内空气中苯样品的检测处理。

3.3 室内空气中氨样品采集及检测处理

3.3.1 氨样品采集。使用大型气泡吸收管，在吸收管之内安置10mL稀硫酸吸收液，并以0.5L/min的流量速度，采集5L气体，记录出采样点气压及温度。样品分析需要在样品采集24小时之内进行。

3.3.2 氨样品检测、将氨样品溶液转移到具塞比色管之中，并加入少量的水清洗吸收管，最终将水与样品溶液合并为10mL的总样本。对样本进行吸光度测定，在进行样品测定的过程中，需要使用10mL没有经过采样的吸收液作为试剂的空白测定。如果氨样品溶液中吸光度超过标准曲线的范围，则可以选择试剂空白稀释样本的方法，对显色液进行分析；在进行氨样品浓度计算过程中，需要将溶液稀释的倍数考虑在内。

3.4 室内空气中TVOC样品采集及检测处理

3.4.1 TVOC样品采集。使用吸附管，吸附管内置200mgTenax-TA吸附剂，以流量为0.5L/min的速度进行采样，获取室内空气10L。

3.4.2 TVOC样品检测。目前来看，主要的TVOC样品检测方法都是采用的氢焰检测器及热解析手工进样的方式进行气相色谱分析。将空气样本在300℃热解析仪中进行解析，用100mL注射器收集解析分离出来的样品气体，用2mL玻璃注射器抽取1mL气体样品，使用气相色谱仪进行测定。

4 结语

随着新型建筑材料及装修材料的应用，室内空气污染的问题越来越严重，对室内空气检测需要进行一定的样品采集并通过检测处理方法，从而获取室内空气中含有的有毒物质是否超标，维护居民健康，改善生活环境。

参考文献

[1] 王萍.室内空气检测的样品采集及处理[J].四川建材，2011，37（1）：63、65.

[2] 俞迨，李岱.室内空气检测的样品采集及处理[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（5）.

室内空气质量检测与传感器的应用 篇7

1 传感器

传感器, 又称为“电五官”, 它是人们为了从外界获取人类五官感知不到的自然信息, 而生产研发出的一种产品, 目前被广泛应用于工业生产、环境保护和医学诊断中。传感器的工作原理是通过感觉和测量物体的信息, 并将测量到的信息转换为电信号或其他形式的信息输送出来, 以便满足信息的存储、处理以及显示等。传感器的发明与出现, 实现了检测装置自动控制和自动检测的首要环节。

2 室内空气质量检测的必要性

2.1 室内空气质量检测

室内空气质量检测, 实际就是指人类利用相关手段对建筑物内部环境中的空气质量进行检测, 或者对其居室环境中的空气污染指数进行检测, 得出一定的室内空气污染值。室内空气质量检测的存在基础是近些年来, 室内空气污染问题愈加严重, 世界上不少居民都因为室内空气受到污染而患上了一系列的疾病, 如白血病、肝癌等。

2.2 室内空气质量检测的必要性

空气是人类赖以生存和呼吸的重要物质, 空气的不纯与污染, 都将对人类的身体健康和生命安全产生严重的影响和威胁。居室作为人类的主要活动场所, 其环境中空气质量的好坏将是决定居民身体健康的主要因素。而就我国现阶段的室内居住环境来看, 其室内环境中的空气质量相对较低, 主要原因包括室内装修装饰工程中对装饰材料的使用, 以及居民在室内所安置的家具等, 材料所具有的化学性质会使这些装饰材料、家具在使用过程中释放出一些有毒、有害的气体, 在污染室内空气的同时, 危害居民的健康。近些年来, 世界各地报道出多起由于室内空气污染所引起的相关疾病。室内空气污染严重问题亟待解决。

3 关于开展室内空气质量服务的几点设想

3.1 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。

3.2 了解并着手引进室内空气质量检测设备。

3.3 进行规模较大的宣传活动, 首先

应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。

3.4 对国际环保部门有关室内空气质

量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。

4 空气检测仪的强力武器———传感器

检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。

4.1 金属氧化物半导体式传感器。

金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用, 改变半导体的电导率, 通过电流变化的比较, 激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大, 输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器, 因其反应十分灵敏, 故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

4.2 催化燃烧式传感器。

催化燃烧式传感器具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理, 感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧, 是温度使感应电阻的阻值发生变化, 打破电桥平衡, 使之输出稳定的电流信号, 再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。

4.3 定电位电解式传感器。

恒电压电解式气体传感器结构:管式塑料池体, 安装工作电极, 电极和参比电极, 在电极之间充满了电解质, 由多孔聚四氟乙烯隔膜, 在顶部的包装器。前置放大器和传感器电极连接, 某些潜在的电极之间, 传感器在工作条件。气体在电极和电解质氧化或还原工作, 电极还原或氧化反应发生时, 平衡电极电位的变化, 变化的价值是成正比的气体浓度。

4.4 迦伐尼电池式氧气传感器。

迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10-30μm的聚四氟乙烯透气膜, 在其容器内侧紧粘着贵金属 (铂、黄金、银等) 阴电极, 在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应, 使阳极金属离子化, 释放出电子, 电流的大小与氧气的多少成正比, 由于整个反应中阳极金属有消耗, 所以传感器需要定期更换。

4.5 红外式传感器。

红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理, 具有抗中毒性好, 反应灵敏, 对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂, 成本高。

5 对未来空气质量检测的展望

不断提高人民的生活水平和环境保护的日益重视, 各种有毒有害气体检测和监测大气污染、工业废气和检测食品和居住环境质量的气体传感器提出了更高的要求。纳米, 成功应用的新材料研发的技术如薄膜技术的智能气体传感器集成和提供了一个良好的条件。气体传感器将充分利用微机械和微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术和其他多学科的综合性技术发展的基础上。可以同时监测各种自动数字智能气体传感器是一个重要的研究方向在现场。

结语

综上所述, 面对越来越严重的、亟待解决的室内空气污染问题, 人们必须抓紧对环境的绿化和保护工作, 一方面, 要在宏观背景下提高地球的总体空气质量;另一方面, 要在微观细节上做好对室内空气污染值的测量工作, 以便采取相应的措施对其进行预防和控制, 从根本上解决室内空气的污染问题, 为居民营造一个健康、舒适的居住环境。需要注意的是, 我们在对室内空气质量进行检测和控制时, 单靠人类的五官感觉是无法完成的, 只有借助相关的感官装置———传感器才可对室内空气质量进行准确的检测。因此, 对于空气质量检测来说, 传感器是其最为有力的, 且必不可少的检测武器。

参考文献

[1]马黎君.气体传感器的发展现状及前景研究[J].中国科技信息, 2005.

[2]光电子技术与器件光学传感、传感器[J].中国光学与应用光学, 2007.

室内空气质量检测与传感器的应用 篇8

人们每时每刻都离不开氧, 并通过吸入空气而获得氧。一个成年人每天需要吸入空气达6500升以获得足够的氧气, 因此, 被污染了的空气对人体健康有直接的影响。人的一生中有90%以上时间在室内度过, 可见, 室内空气品质对人的影响更是至关重要。

2 室内环境污染背景

当今, 人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”之后, 又出现了“室内空气污染”为主的第三次环境污染。美国专家检测发现, 在室内空气中存在五百多种挥发性有机物, 其中致癌物质就有二十多种, 致病病毒二百多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等。大量触目惊心的事实证实, 室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”, 也成为全世界各国共同关注的问题。据统计, 全球近一半的人处于室内空气污染中, 室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病, 22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌。

3 关于开展室内空气质量服务的几点设想

3.1 着手调查国内家庭和办公室内空气质量的基本情况。

3.2 了解并着手引进室内空气质量检测设备。

3.3 进行规模较大的宣传活动, 首先应由气象主管部门与环保主管部门联合建立室内空气质量问题的管理机制。

3.4 对国际环保部门有关室内空气质量的法规、技术标准、室内污染测定方法及对测定仪器等问题进行专门的调查和研究。

4 空气检测仪的强力武器——传感器

检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要工具。下面将介绍六种在空气质量检测方面发挥重要作用的传感器。

4.1 金属氧化物半导体式传感器。

金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用, 改变半导体的电导率, 通过电流变化的比较, 激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大, 输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器, 因其反应十分灵敏, 故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

4.2 催化燃烧式传感器。

催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一, 具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理, 感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧, 是温度使感应电阻的阻值发生变化, 打破电桥平衡, 使之输出稳定的电流信号, 再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。

4.3 定电位电解式传感器。

定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术, 在此方面国外技术领先, 因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内, 安装工作电极、对电极和参比电极, 在电极之间充满电解液, 由多孔四氟乙烯做成的隔膜, 在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接, 在电极之间施加了一定的电位, 使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应, 在对电极发生还原或氧化反应, 电极的平衡电位发生变化, 变化值与气体浓度成正比。

4.4 迦伐尼电池式氧气传感器。

迦伐尼电池式氧气传感器的结构:在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜, 在其容器内侧紧粘着贵金属 (铂、黄金、银等) 阴电极, 在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极 (用铅、镉等离子化倾向大的金属) 。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应, 使阳极金属离子化, 释放出电子, 电流的大小与氧气的多少成正比, 由于整个反应中阳极金属有消耗, 所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟, 完全可以国产化此类传感器。

4.5 红外式传感器。

红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理, 具有抗中毒性好, 反应灵敏, 对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂, 成本高。

4.6 PID光离子化气体传感器。

PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成, 在离子室有正负电极, 形成电场, 待测气体在紫外灯的照射下, 离子化, 生成正负离子, 在电极间形成电流, 经放大输出信号。PID具有灵敏度高, 无中毒问题, 安全可靠等优点。

5 气体检测仪器仪表产业发展现状深度分析

近年来, 随着中国经济的高速发展, 仪器仪表产业也得到了快速发展, 自2004年产销首次突破千亿元大关, 行业发展进入了快车道, 2006年行业总产值突破两千亿元;2007年仪器仪表行业总产值达3078亿元, 增长率高达28.5%;据仪器仪表行业协会统计, 08年上半年仪器仪表行业总产值实现1755.9亿元, 同比增长23.8%, 其中分析仪器、环境监测仪器仪表增长率高达32%。

科学技术的进步为气体检测仪器仪表行业的发展提供了条件, 市场和政府政策的推动、人们安全意识的提高、相关法规法律的完善是气体检测行业发展的核心动力, 这些推动使气体检测仪器仪表行业处于产业高速增长期。

从技术发展的角度看, 根据使用传感器原理的不同, 常见的气体检测仪器仪表各自有适用气体及应用领域, 新技术新产品正在成为未来气体检测仪器仪表的主流。

6 对未来空气质量检测的展望

随着人们生活水平的不断提高和对环保的日益重视, 对各种有毒、有害气体的探测, 对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。

参考文献

[1]陈艾.敏感材料与传感器[M].北京:高等教育出版社.

[2]高晓蓉.传感器技术[M].成都:西安交通大学出版社.

[3]彭军.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社.

[4]王元庆.新型传感器原理及应用[M].北京:机械工业出版社.

室内空气污染与检测 篇9

1 室内甲醛的来源及对人体的危害

甲醛 (HCHO) , 又名蚁醛, 是一种无色有刺激性气味的气体, 可经呼吸道吸入人体, 刺激眼睛和呼吸道黏膜, 造成免疫功能异常, 若长期接触、会使人感到周身不适、头痛、眩晕、恶心、甚至可引起鼻癌。2004年6月, 世界卫生组织 (WHO) 和国际癌症研究机构 (IARC) 对甲醛现有的致癌证据进行充分评估后, 将甲醛上升为第Ⅰ类人体致癌物质[4,5]。

室内环境是由建筑材料和装修材料构成的, 其有害气体甲醛主要来源于以下三个方面: (1) 燃料、烟叶的不完全燃烧及藏书的释放。燃料燃烧可产生大量的甲醛, 香烟烟气中含甲醛14mg/m3~24 mg/m3[6]。 (2) 室内板材和家具的释放。甲醛具有较强的粘合性, 同时可加强板材的硬度和防虫、防腐能力, 因此家庭装修用的各种刨花板、中密度纤维板等板材均使用以甲醛为主要成分的脲醛树脂作为粘合剂, 因而不可避免的会含有甲醛。另外沙发用海绵、海绵床垫等都要使用粘合剂, 凡是有用到粘合剂的地方总会有甲醛气体的释放, 对室内环境造成危害[7]。 (3) 壁纸与涂料的释放。装饰壁纸是目前国内外使用最为流行的装修材料, 其中化纤壁纸和塑料壁纸中含有聚合物单体, 可向室内释放甲醛、苯、二甲苯等。涂料主要由成膜物质、助剂、颜料以及溶剂构成, 这些物质在使用过程中可以向室内空气中释放甲醛、苯、甲苯二异氰酸酯、氯乙烯、酚类等有害气体[8]。

2 室内甲醛检测方法

甲醛污染已引起人们的高度重视, 近几年随着科学技术的不断发展, 在不同研究领域, 甲醛测定技术也有了一定程度的发展, 概括起来主要有:分光光度法、液相色谱法、气相色谱法。

2.1 分光光度法

分光光度法依试剂的使用、处理方式的不同又可分为:乙酰丙酮法、酚试剂法、变色酸法和AHMT法等。

2.1.1 乙酰丙酮法

乙酰丙酮法的基本原理是空气中的甲醛在PH为5.5~7.0条件下, 被乙酰丙酮的铵盐溶液吸收、加热、生成黄色3, 5-二乙酰基-1, 4-二氢二甲基吡啶, 在波长412 nm处测量其吸光度的值, 与标准系列比较定量。张璟等[9]采用此方法对实验室中甲醛的含量进行测定, 结果表明:甲醛浓度 (x) 和吸光度 (y) 的线性回归方程为Y=0.1080+0.0370x (r=0.9997) , 检测下限为0.058μg/ml, 相对标准偏差 (n=6) 为2.04%~2.15%。宋雅范等[10]利用乙酰丙酮分光光度法测定水性涂料及胶粘剂中的甲醛含量, 结果发现, 甲醛的线性范围为0.00~80.29μg, 相关系数为0.9999, 相对标准偏差分别为3.2%、2.8%。此法的优点是操作简便, 性能稳定, 误差小, 不受酚类和其它醛类的干扰;缺点是灵敏度低, 仅适用于较高浓度甲醛的测定。

2.1.2 酚试剂法

酚试剂分光光度法是测定室内空气中甲醛浓度的较好方法。空气中甲醛被酚试剂 (3-甲基-2-苯并噻唑腙盐酸盐, MBTH) 吸收, 经缩合反应生成嗪, 嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物, 根据颜色深浅, 进行比色定量[11]。王鑫杰等[12]采用0.1mol/L盐酸配制硫酸铁铵显色剂, 在25~35℃范围内, 加入0.4 ml显色剂显色20 min, 甲醛质量浓度与吸光度在0~2.0μg/m L范围内呈良好的线性关系, r=0.999 9。该法操作简便, 灵敏度高, 检出限为, 较适合微量甲醛的测定。缺点是脂肪族醛类和SO2对测定有一定的干扰, 另外酚试剂的稳定性较差, 显色后吸光度的稳定性不如乙酰丙酮法。

2.1.3 变色酸法

变色酸法也称铬变酸法, 甲醛在浓硫酸溶液中可与变色酸 (1, 8-二羟基萘-3, 6-二磺酸) 作用, 在沸水浴中形成稳定的紫色化合物, 在波长580 nm处, 测量其吸光度的值, 与标准系列比较定量。该法的优点是操作简便、快速灵敏;缺点是在浓硫酸介质中进行, 不易控制, 且醛类、烯类化合物及NO2等对测定有干扰[13]。

2.1.4 AHMT法

AHMT法反应原理如图1所示, 空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-巯基-1, 2, 4-三氮杂茂 (Ⅰ) (AHMT) 在碱性条件下缩合 (Ⅱ) , 然后经高碘酸钾氧化成6-巯基-5-三氮杂茂[4, 3-b-S-四氮杂苯 (Ⅲ) 紫红色化合物, 其色泽深浅与甲醛含量成正比[1]。翟金霞等[14]采用此方法测定了某高校解剖实验室内甲醛浓度及其对学生的健康影响, 结果发现解剖实验室的甲醛浓度超过国家相关标准, 并引起接触人群多种不适症状, 如恶心呕吐、疲劳、精神不振等。张学忠[15]采用AHMT-光度法测定了啤酒中微量甲醛, 发现啤酒中甲醛的浓度在0.02~0.60 mg/L内, 相关系数r为0.9998, 加标回收率在95%~105%之间。该方法的优点是特异性和选择性均较好, 在大量乙醛、丙醛和苯甲醛等醛类和甲醇、乙醇等醇类物质共存时对此法均无影响, 缺点是在操作过程中显色液随时间逐渐加深, 标准溶液的显色反应和样品溶液的显色反应时间必须严格统一, 重现性较差, 不易操作[13]。

2.2 液相色谱法

液相色谱法是以液体为流动相的色谱法, 适合分离高沸点、热不稳定、离子型的样品。高效液相色谱法测定甲醛原理为甲醛与2, 4-二硝基苯肼反应生成衍生化产物2, 4-二硝基苯腙, 用有机溶剂萃取富集后, 在一定温度下蒸发、浓缩, 再用甲醇或乙腈溶解或稀释, 最后进行色谱测定。杨卫花[16]等采用高效液相色谱法测定卷烟粘合剂中甲醛、乙醛的含量, 卷烟粘合剂中醛经纯净水提取, 离心后取部分上层清液, 与2, 4-二硝基苯肼衍生反应, 生成的甲醛和乙醛的2, 4-二硝基苯腙, 用C18柱进行分离, 用乙腈与水的混合物作流动相。在358nm紫外波长下检测, 用醛衍生物配制标准定量。甲醛和乙醛在0.10~10.0mg·m L-1范围内呈线性。甲醛加标回收率在98.3%~118.9%之间, 乙醛加标回收率在79.2%~89.2%之间, 相对标准偏差 (n=5) 均小于5%。该方法简便、快速、灵敏度、准确度高、抗干扰能力强, 可用于室内及公共场所空气中甲醛的测定, 同时还可用于水和废水以及餐具洗涤剂中甲醛的分析测定。

2.3 气相色谱法

气相色谱法测定空气中甲醛的原理是空气中甲醛在酸性条件下吸附在涂有2, 4-二硝基苯 (2, 4-DNPH) 6201担体上, 生成稳定的甲醛腙。用二硫化碳洗脱后, 经OV-色谱柱分离, 用氢焰离子化检测器测定, 以保留时间定性, 峰高定量。若以0.2L/min流量采样20L时, 测定范围为0.02~1.00mg/m³, 检出下限为0.01mg/m³。清华大学的李巍[17]利用气相色谱仪, 以N2气为载气, 以氢火焰为检测器, 并改进进样系统来测定汽车尾气中甲醛含量, 其准确度可以达到1ppm, 最低能够检测5ppm的甲醛气体。天津大学的姚春德[18]用吸收液吸收的方法采集柴油/甲醇组合燃烧 (DMCC) 尾气中甲醛, 与2, 4-二硝基苯肼 (DNPH) 酸性饱和溶液反应生成甲醛腙的特性, 通过气相色谱分析技术检测甲醛腙的浓度来检测尾气中的甲醛含量。结果表明, 当发动机运行DMCC燃烧模式时, 相同转速下同一负荷时喷醇量越大, 尾气中甲醛浓度越多。

3 甲醛的净化处理措施

随着人们对室内甲醛污染严重性的日益重视, 国内外专家采用多种方法降低装饰材料和人造板中有机污染物的释放, 归纳起来主要有:吸附技术、光催化技术、低温等离子体技术以及催化氧化技术等。

3.1 吸附技术

物理吸附法主要是利用多孔固体材料 (吸附剂) 将空气中一种或多种有害物质吸附在其表面, 以达到去除污染物的目的。管蒙蒙[19]等采用溶胶凝胶法制备多孔氧化铝, 当添加20%聚乙烯醇造孔剂时, 对甲醛的吸附性能最好。肖艳华[20]等采用改性分子筛吸附甲醛。结果表明:微波改性的分子筛对甲醛的吸附效率可达到99.51%, 这是由于微波使分子的振动能量从分子筛孔道内向外传递, 形成“内加热”, 使分子筛空腔完全疏通, 降低甲醛分子扩散需克服的能垒, 增加了分子筛的活性点。姜良艳[21]等以活性炭为载体, 利用浸渍法将KMn O4负载在活性炭上, 再经热处理使其转化为锰氧化物 (Mn Ox) 。结果表明, 在KMn O4溶液浓度为0.079mol.L-1、热处理温度为650℃的条件下, 制得负载Mn Ox活性炭, 在浓度为600mg.L-1甲醛溶液中的甲醛吸附量可高达5.51mg.g-1。该方法的优点:能有效的降解低浓度的甲醛气体, 净化效率高, 操作简便;缺点:吸附剂要定期更换。此外, 绿色植物可以有效净化空气中甲醛, 如吊兰、芦荟、常春藤、绿萝等能吸收90%甲醛, 是普通家庭的居室净化器。

3.2 光催化技术

光催化技术主要利用纳米Ti O2作为光催化剂, 空气中的氧气和水吸附在催化剂表面, 分别被光生电子和空穴还原或氧化为·O2-和·OH, 为甲醛的深度氧化提供高活性的氧化剂, 而甲醛则通过中间产物甲酸氧化为CO2和H2O。大连理工大学的柳丽芬[22]研究了聚苯胺 (PANi) /Ti O2-Si O2复合催化剂对甲醛的吸附协同光催化作用, 结果表明, 复合聚苯胺的存在, 使吸光范围拓展到可见光区, 提高了对甲醛的吸附, 涂敷3层Ti O2-Si O2、吸附浓度0.26g/L的PANi溶液所得复合催化剂紫外光催化效果最好, 与没有PANi的催化剂相比, 使甲醛去除率提高2倍。清华大学的李佳[23]采用低温吸附法在Ti O2薄膜上负载纳米Au, 能促进光生电子和空穴的分离, 因此, 在真空紫外光催化降解过程中, Au/Ti O2不仅提高甲醛的降解率, 还显著分解副产物臭氧, 使尾气臭氧浓度降低32%。

3.3 低温等离子体-催化氧化技术

近几年, 低温等离子体-催化降解有机污染物已成为理想的环境治理技术, 该技术是利用气体放电产生的低温等离子体和紫外光为催化剂Ti O2光催化作用提供激发能源, 从而使污染物分解成小分子化合物的过程。韩冰雁等[24]利用脉冲放电等离子体-催化耦合技术, 降解室内空气中的甲醛, 结果表明, 相对单独的紫外光催化和等离子体作用而言, 等离子体-催化耦合多重功效结合的甲醛降解效果更好, 降解速率也更快;随着催化剂活性炭板与中心电极距离的不断扩大, 直至板移动至电场外部的过程中, 甲醛的降解率表现为先上升后下降的趋势, 催化剂活性炭板与中心电极的距离最佳距离为15mm。陈砺等[25]采用介质阻挡放电等离子体结合Ti O2光催化剂降解甲醛气体, 结果表明:Ti O2/γ-Al2O3光催化剂的填充能显著提高甲醛的降解率和产物的选择性;甲醛降解率随放电电压的升高而增大, 随焙烧温度的升高而下降, 当焙烧温度为400℃、放电电压为20.7 k V时, 甲醛降解率高达83.8%。

3.4 催化氧化技术

甲醛是一种常见的室内污染物, 严重威胁着人类的身体健康。室温下催化氧化甲醛是近年来发展起来的一种有效治理甲醛的方法, 具有价廉、有效和环保的特点。李澜等[26]以酸改性凹凸棒石为载体, 采用浸渍法以氧化锰为活性组分脱除甲醛。实验结果表明, 负载9% (质量分数) 的锰氧化物, 300℃焙烧4h制备的粒度为40~60目的凹凸棒吸附氧化催化剂在初始浓度为9.5552mg·m-3的甲醛空气中, 24h时对甲醛的吸附量可达到0.188mg·g-1, 甲醛脱除率达到98.35%。

4 结语

甲醛作为一种有毒物质, 大量存在于室内空气、装璜材料、纺织品及家具中, 不仅影响了人们的生活质量, 而且对我国商品进出口贸易增加了许多障碍。目前国内外对甲醛污染物的净化处理及测定方法进行了广泛的研究。治理方法主要有物理吸附法和化学反应法, 物理吸附法作为传统废气处理方法, 具有制备简单, 见效快等特点, 但易达到吸附平衡, 仅适用于低浓度、污染周期短的甲醛治理;化学反应法能迅速去除空气中的甲醛, 但该方法需要消耗大量化学试剂, 成本高, 且有些试剂有一定的毒性。测试方法主要有化学法和仪器法, 化学法具有价格低廉、操作经典、易于推广等优点, 但选择性差, 容易受到相似物质的干扰;仪器法虽具有更强的选择性和更高的灵敏度, 但因其价格昂贵, 成本高, 对操作人员技术要求高, 难以普及。因此, 寻找和筛选更好的载体和催化剂, 将不同处理方法复合, 建立快速、灵敏、准确的检测方法仍然是该领域研究的重点。

摘要：室内空气污染问题已成为近年来城市居民关注的热点问题之一。装修材料中挥发性有机污染物进入空气, 对人体健康造成很大威胁, 本文介绍了室内装修中空气污染物甲醛的来源、特点及检测方法, 提出了降解室内甲醛污染物的防治措施。

室内空气污染与检测 篇10

室内环境是指采用天然材料或人工材料围成的小空间。室内空气污染是指:由于室内引入能释放有害物质的污染源或室内环境通风不佳而导致室内空气中有害物质无论是从数量上还是种类上不断增加,并引起人的一系列不适症状的现象。我国20世纪80年代以前,室内污染物主要是燃煤所产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物。20世纪90年代末期,随着住宅改革和国民生活水平的提高,特别是建材业的高速发展和装修热的兴起,由装修材料造成的污染成了室内污染的主要来源[1]。

1 室内污染的来源及特征

1.1 室内污染的来源

室内空气污染包括物理污染、化学污染、生物污染。物理污染主要来源于由室内外地基、建筑材料所产生的放射性污染和室内外的噪声、部分洁具以及室内家电设备的磁辐射等,主要污染物是放射性物质和电磁辐射。化学污染主要来源于建筑材料、装饰材料、家用化学品、香烟雾以及燃烧产物等,主要污染物是甲醛、苯、二甲苯等有机物和氨、一氧化碳、二氧化碳等无机物。生物污染主要是由居室中较潮湿霉变墙壁、生活垃圾、宠物、室内花卉、地毯、空调、家具等产生,主要污染物为细菌、病菌和尘螨等。室内空气污染主要是人为污染,以化学性污染和生物性污染为主[2]。

1.2 室内空气污染的特征

由于所处环境的不同,室内空气污染与大气空气污染的污染特征也不同。室内空气污染具有如下特征:(1)累积性。室内环境相对是封闭的空间,从污染物进入室内导致浓度升高,到排出室外浓度趋于零,大都需要经过较长的时间;(2)多样性。室内空气污染物的种类具有多样性,可以是化学污染,也可能是生物污染;可能是分子态的,也可能是粒子态的。污染物来源同样具有多样性,既有室内污染源,又有室外污染源;(3)长期性。有关调查显示:人的一生约有70%～90%的时间是在室内度过的,婴幼儿和老弱残疾者在室内的时间更长。即使浓度很低的污染物,在长期作用于人体后,也会影响人体健康,出现“病态建筑综合症”;(4)浓度低、危害大。室内空气污染物虽然种类繁多,但就某一种污染物来说,其浓度远低于《工业企业卫生标准》,但它是多种低浓度污染物综合的、长时间地对人起作用,由于叠加、相乘作用,对于人体的危害更大。

2 室内空气主要污染物及检测方法

2.1 甲醛

2.1.1 甲醛性状及危害

甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。它有凝固蛋白质的作用,其35%～40%的水溶液通称为福尔马林,常作为浸渍标本的溶液。甲醛为较高毒性的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上甲醛高居第二位。世界卫生组织(WHO)甲醛致癌公报研讨会上,全世界30多名专家一致确认:甲醛致癌,且是第一类致癌物质。吸入过度甲醛对身体健康产生危害,轻则流眼泪,重则引起身体免疫能力的下降,会导致其他病菌入侵人体,造成危害。

2.1.2 检测方法

2.1.2. 1 酚试剂分光光度法[3]

酚试剂分光光度法(GB/T18024.26—2000)在检出限、灵敏度、抗干扰程度等方面的综合性能较优,是测定室内空气中甲醛的仲裁方法。甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化生成蓝绿色化合物,在波长630 nm下比色定量。采用酚试剂比色法并合理使用甲醛测量装置进行测量是目前市场化的现场甲醛测定方法。

2.1.2. 2 单扫描极谱法[4]

在0.07 mol/L盐酸苯肼溶液-0.2 mol/LNaC1溶液体系中,甲醛在-700 mV处出现灵敏而清晰的波峰,依据峰电流与相应甲醛含量绘制标准曲线,再根据样品峰电流大小,计算样品中甲醛含量,峰高与甲醛的含量成正比。该方法具有简便、快速、易操作、精密度好、灵敏度高等优点。

2.1.2. 3 气相色谱法

甲醛在酸性条件下吸附在涂有2,4-二硝基苯6201担体上,生成稳定的甲醛腙,用二硫化碳洗脱后,经OV-色谱柱分离,用FID检测器测定,峰高进行定量分析。

2.2 苯及苯系物(甲苯、二甲苯)

2.2.1 苯的特性及危害

苯为具有芳香气味的液体,在油漆、各种装修胶(107胶、白乳胶、建筑胶等)以及各类装修用涂料和各种建筑材料的有机溶剂中大量存在。三苯物质(苯、甲苯和二甲苯)已被世界卫生组织确定为强烈的致癌物质,是《室内空气质量标准》(GB T18883—2002)和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325—2001)必检项目之一。苯系物挥发性较强,以蒸汽状态存在于空气中,对人体中枢神经和植物神经系统具有较强的麻醉刺激作用。

2.2.2 检测方法[5]

苯及其苯系物的测定主要采用气相色谱法,对于样品分析技术的研究主要集中在样品的采集、解析及色谱柱的选择上。苯及其苯系物浓度常用检测方法有毛细管热解析气相色谱法、色谱柱热解析气相色谱法、毛细管二硫化碳萃取法、色谱柱二硫化碳萃取法。空气中苯及其苯系物用活性炭管采集后,采样管用二硫化碳提取检出下限较高,灵敏度较低;而用热解吸法提取检出下限较低,灵敏度较高。同时对于苯的测定还有小口径(0.32 mm×(30～50)m)非极性石英毛细管柱检测法,该方法与填充柱和大口径毛细管柱相比,柱效明显提高,还可有效去除二硫化碳溶剂拖尾现象,不仅使灵敏度明显提高,而且具有很好的精密度和准确度。参考美国国家环保局EPA21《挥发性有机化合物泄漏的测定》和EPA方法8020《芳香烃挥发性有机化合物的测定》,还提出了光离子化气相色谱法的检测方法,该方法是将空气样品直接注人光离子化气体分析仪,样品经由色谱柱分离后进入离子化室,在真空紫外光子的轰击下,将苯电离成正负离子(该过程称为离子化),测量离子电流的大小,确定苯的含量。该方法是目前苯及其苯系物检测方法中灵敏度、准确度最高的方法,但由于仪器设备昂贵,对人员的操作要求也较高,还没有得到普遍采用。

3 总结与展望

随着人们生活水平的提高和住房私有化进程的加快,购房和房屋装修已成为人们的消费热点。然而,因装修材料质量不合格和施工过程管理不严,造成的与装修和建筑材料相关的室内空气污染已成为当前我国最主要的室内质量问题。对室内空气质量的检测,随着分析仪器的发展,检测技术也在不断地提高和完善,已能在现场快速准确地检测出污染物浓度是否超标。但改善室内环境质量关键还在于室内污染源的控制,检测只能作为辅助手段。使用绿色建材,合理通风,正确使用空调,采取室内绿化等措施才能真正提高室内环境品质。

参考文献

[1]吴忠标,赵伟荣.室内空气污染及净化技术[M].北京:化学工业出版社,2005.

[2]蔡凌云.室内空气污染及其监测[J].黔东南民族师范高等专科学校学报,2006,24(3):21.

[3]赵晶,范必威.分光光度法测定甲醛[J].广东微量元素科学,2003,13(2):17-22.

[4]赵成,陈松.单扫描极谱法测定居室内空气中甲醛[J].职业卫生与病伤,2008,23(5):273-275.

室内空气污染与防治 篇11

在现代科技支持下，室内建筑的密闭性越来越好，与室外空气的交换也就越来越少，从而导致室内污染物的累积，加重了室内空气污染。大量研究表明，室内空气污染程度大多高于室外。所以，改善室内空气质量成为极为迫切的问题。

室内空气污染问题由来已久。20世纪70年代，西方国家由于能源危机，出于节约能源的考虑，提高了建筑物的气密性，却由于通风不善引发了室内空气污染，严重地影响了人们的健康，各种疾病显著增加，出现了“病态建筑综合症”。西方许多工业发达国家都曾爆发因室内空气污染引起的“军团病”，并导致大量人员的死亡。在我国随着经济的快速发展和工业化、城市化水平的提高，人们的生活方式正发生着急剧变化，购买新居，装饰装修已成为广大群众的时尚消费之一。由于我国对室内空气污染的研究工作起步晚，相对落后，致使我国室内空气污染更为复杂和普遍，且危害程度严重。媒体对室内空气污染致病乃致死亡的报道屡见不鲜。

室内空气污染是多种因素造成的，但主要是人为因素。其污染物主要来源于建筑和室内装修、人类活动、家用物品、室内家具及现代办公用品以及室外大气污染等多方面因素。

室内污染对人类造成的危害是相当严重的。据有关报道：目前发展中国家200万人超额死亡有可能缘于室内空气污染；全球4％的疾病与室内环境污染有关；我国由于室内空气污染引起的超额死亡每年可达11万人。

室内空气污染对妇女、儿童、特别是孕妇的危害尤其大。据北京市儿童医院对接诊的血液病患儿统计，发现十分之九的患儿家中在半年内曾装修，过且大多是豪华式装修。近十年来，我国每年有33000人患上白血病，绝大部分是青少年和儿童。世界卫生组织宣布全世界有十万人因室内污染而死于哮喘病，其中儿童占35％。专家研究发现环境污染使人类特别是儿童智力大大降低。

近年来的检测调查表明，装修已成为室内空气污染的最主要因素。装修材料中往往含有多种挥发性有毒有害物质，在装修过程中，大量使用的化工原料如油漆、涂料等，大多含有甲醛、苯及苯系物以及多种有机化合物，成为室内挥发性有机化合物的主要来源。据检测统计，装修过程中挥发性有机化合物的浓度很高，装修1年后，室内芳香烃类化合物的浓度才降低到世界卫生组织推荐的标准(见下表)。我们在实际检测中，有些装修2年多的居室，室内甲醛浓度仍超过国家标准。有资料称，一些胶合板、细木工板中的甲醛释放期长达13年之久。

建材市场管理不规范，造成假冒伪劣商品泛滥；装修以次充好、弄虚作假，致使大量有毒有害物质超过国家标准的装修材料进入室内，严重污染室内环境，危害人们的身体健康。

为了控制室内空气污染，我们认为：应采取防重于治的策略。即首先要设法控制污染源，其后，发现室内空气质量问题或潜在趋势，再来针对性的采取各种治理措施。

1、控制污染源

治污要治源。污染源得以控制，环境质量才能得以保证。消除或减少室内污染源无疑是改善室内空气质量，保证工作、居住安全的最经济、最有效的途径。

要控制污染源，首要是选择和开发无毒无害的建筑装修材料。欧洲、美国、日本等发达国家和地区，早就积极开发“绿色”建筑装修新产品。我国也已大力开展新型“绿色”建筑装修材料的开发和生产。世界上已有20多个国家和地区对建筑装修材料实施环保标志制度。我国的环保标志制度始于1993年。

据报道，在我国健康型涂料、无毒或低毒的黏胶剂均在研制开发，无毒人造板材制品如水刷膜、树脂胶板、水基涂料等新型材料已投入生产使用。

另外，加强建筑装修材料市场管理，认真执行国家的有关规定、法规。对建筑装修生产厂家和销售市场做到严格监督监测，真正做到无环保标志、无监测报告的不合格产品不出厂、不销售，使消费者能买到真正合格的装饰装修材料，是控制室内污染的重要环节。

2、合理装修

人们往往误以为原材料达标了，就可以放心使用、随意装修。其实不然，任何事物都是相对的。“达标”不等于“无”，只不过是有毒有害物质含量很低(低于国家规定的限量)。殊不知还有一个集少成多的道理。原材料的用量超过一定限度，其挥发性有毒物叠加起来，也会造成室内空气中的有毒有害物质超标。

所以，装修要讲求合理、适度，而且要采用好的工艺、技术，这样装修过的房屋居住、工作起来才更安全、舒适、健康。

3、加强室内通风换气

室内空气污染物具有长期性和累积性。缺乏和室外空气流通的密闭房屋，空气污染物会越积越多，其浓度亦越来越大。而且，密闭性越好，危害越大。人们为了舒适，长时间的使用空调使室内保持恒温，这样不仅浪费能源，更不利于健康。原因有二：一是人的习性自然天成。自人类生存于世，便适应了地球的四季寒暑冷暖的变化，而今，长期生活工作在同一温度中，反而容易引起不适乃至疾患，如所谓的空调病；二是要保持恒温，就必须保证室内密闭性能好，特别是目前广泛使用的分体式空调。只是室内空气循环冷却，久而久之，空气污染会越来越严重，危害人体的健康。

所以，加强通风换气，用室外新鲜空气置换室内污浊空气，以降低室内污染物浓度，互换率越高，室内空气质量改善效果越好。

人们常问，改善室内空气的最好办法是什么?经常打开你的窗户吧，通风换气是最经济、最有效的办法。哪怕在寒冬也要经常开窗透气以保证室内空气的清洁。

4、室内绿化

目前，人们已经注意到绿化对于净化环境的意义，“绿色住宅”、“环保小区”、“健康社区”等概念即由此而生。同时，人们也意识到室内绿化的作用。室内进行合理、适度的绿化，确有净化空气、美化环境、改善室内小气候的作用。实验发现：绿色植物能有效降低空气中的化学物质并将其转化为自己的养料，从而起到净化空气的作用。研究表明，有许多植物能针对性的吸收二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、甲醛以及其它一些有机化合物。

绿色植物除可以绿化、美化、净化室内环境外，还可以因其对某种有害气体的敏感性而及时测知空气中的有害气体，以便及时采取相对措施。

5、污染治理

我国现阶段室内空气污染治理技术似乎尚未成熟，好多办法理论上可行，可在实际应用上则存在这样那样的问题难以推广。近几年的方法试验跟踪检测，尚未发现一种切实可行、行之有效的治理方法。“纳米技术”、“催化和光催化”“净化技术”在国外已经广泛应用，在我国尚处于试用阶段。

在室内空气污染治理上，不外乎脱臭法、化学反应法、吸附法以及生物法等。

脱臭法就是以空气清新剂掩盖有害气体的刺激性味道，使人在感觉上消除有害气体的影响，而有害气体依然存在。这是劳而无功反而有害的消极办法，不仅除不掉有害气体，反而增加了二次污染的危险。

化学反应法主要是通过化学反应使有害物质分解或生成其它的无害物质，常用的是强氧化剂、催化氧化和光氧化法。此法对较易被氧化分解的甲醛、氨类可能有一定的效果，但对稳定性很强的苯及苯系物就很难奏效。

吸附法对大部分有机化合物有效。常用的吸附剂有活性碳、硅胶、分子筛等。最常用的是活性碳。诸如室内空气净化器等大都采用这种方法，对空气净化有效，但能源消耗大、成本高。

生物法，正处在研制开发中，有些商家在推广使用，但追踪检测并不理想。

另外，采用表面薄膜覆盖法，不失于一种简便有效的方法。即在家具、墙壁等物体表面喷涂一层无毒而且透气性很差的薄膜，以隔绝或减少、减慢墙体、家具中的有毒有害物质的释放，但要注意与通风换气相结合。

室内空气检测的样品采集及处理 篇12

在实际分析之前, 采样和样品处理方法决定着分析结果的质量, 不合适或非专业的采样会使可靠正确的测定方法得出错误的结论。因此, 选择和制定周密的样品处理程序和完成准确无误的操作是非常重要的。采集样品涉及从整体中分离出具有代表性的部分进行收集。采样之前, 通常需要弄清楚下面这些问题:

(1) 对采样的环境和现场进行充分的调查。 (1) 样品中可能会存在的物质组成是什么, 它们的浓度如何? (2) 样品中的主要组分是什么? (3) 采集样品的地点和现场条件如何? (4) 应该采用非破坏性采样方法还是破坏性采样方法? (5) 采样完成后会得到哪些分析结果?

(2) 关于采样地点和采样时间应当注意如下问题。 (1) 确定采集样品的最佳时机; (2) 确定采样的位置和采集样品的装置; (3) 采样过程可以保证多长的有效时间? (4) 确定采集样品的间隔时间。

在了解了以上情况后, 根据被采集样品体系的特性和分析测定的目的, 要选择合适的采样和样品制备技术。具体如何操作, 从以下两个方面阐述。

1 样品的采集

样品的直接采集是最常用的方法之一, 有时也是最简单的和费用最低的方法。它只需要将样品直接引进到容器之中就完成了样品的采集过程。采集样品的容器最好使用新的, 如使用用过的容器, 则必须清洗干净, 保证没有前一个样品的残留物影响。

样品的富集采集就是在样品的采集过程中, 同时将欲测组分富集, 如吸附采样就是样品富集采集的一种方法, 要选择合适的吸附材料, 在采集气体或液体样品的同时吸附欲测组分, 使欲测组分在吸附材料上富集。

对气体样品, 欲测组分的浓度往往很低, 直接采集需要在现场采集体积很大的样品, 回实验室进行富集, 很不方便。所以气体样品多采用浓缩采集方法, 主要有固体吸附法、溶液吸收法、低温浓缩 (冰冻析出) 法等等, 在本规范的空气中总挥发性有机化合物 (TVOC) 等测定中, 采用了固体吸附法和溶液吸收法进行富集采集

1.1 固体吸附法

(1) 固体吸附剂。固体吸附法的核心材料是吸附剂, 通常使用的吸附剂主要有活性炭、石墨化炭黑、多孔聚合物和多孔硅球等, 其中活性炭和多孔聚全物在色谱分析样品制备中使用的最多, 吸附剂的物理特性参数主要有比表面积、孔径分布、极性、使用使用范围和组成结构等。

活性炭对大多数的有机物分子具有很好的吸附捕集特性, 但是气体样品中的水分对活性炭的吸附干扰比较大, 样品中的水分可能使活性炭采集的有机物成为不可逆吸附, 并容易引起某些物质的降解, 需要较高的热解吸温度 (一般需要溶剂解吸) 。

石墨化炭黑是非极性和无孔径的吸附材料, 具有很高的表面均匀性和硫水特性。石墨化炭黑是比较理想的吸附材料, 可吸附和浓缩空气样品中许多有机化合物, 诸如从C4, C5烃类到多氯联苯, 多环芳烃和其他的较大的有机物分子。

目前, 最常用的多孔聚合物有Tenax、Chromosorb、Porapak、Hayesep、Amberlit等系列。Tenax-TA具有广泛的应用, 它的比表面积较为35mm 2/g, 有较高的热稳定性 (300℃) , 且样品中水分的影小, 在常温下就可以吸附和浓缩高挥发性物质。例如:C2-C4的卤代烃类和C6-C9的烃类等。但是应当避免在具有氧化的氛围中进行吸附浓缩的操作。

几种吸附剂的组合或者结合可以达于是优点互补, 可以采集到所有的目标化合物。例如:Tenax-Ta和arbosphereS (石墨化炭) 结合可以采集空气中C2-C8碳氢和卤化烃化合物, 低挥发性物质被吸附Tenax-Ta上, 挥发性较大物质被吸附在arbosphereS。

(2) 吸附管的制备。吸附采样管的尺寸和材料主要有三种:玻璃采样管为13.5 (内径) ×100mm, 内部填充约1.5g的Tenax吸附材料;不锈钢采样管为12.7 (内径) ×100mm, 内部填充约1.5g的Tenax吸附材料;组合式吸附剂管分别依次填充CarbotrapC、Carbo-trap和CarbosieveS-Ⅲ等吸附材料。当然可根据自己实验室的状况和条件, 自己设计和加工吸附剂采样管。吸附剂采样管的制备通常需要如下的步骤:

1) 将玻璃管或者不锈钢管放入盛有甲醇的烧杯中并超声10mim后, 使用新鲜甲醇冲洗这些空心管, 再使用已烷超声10mim, 使用新鲜已烷冲洗这些空心管。然后, 在100mim条件下于真空 (约8kPa) 干燥箱中干燥5h, 贮存在干燥器中备用;

2) 仔细检查空心管, 特别是玻璃管, 如果在空心管的端口出现损坏或者裂纹, 应当将它们舍弃;

3) 使用镊子夹取石英棉将空心采样管的一端堵住并形成约10～50mm的石英棉塞, 再用漏斗从此空心管的另一端填充吸附材料 (Tenax) , 然后, 夹取石英棉将空心采样管的另一端堵住约10～50mm。石英棉和吸附材料的充填紧度要适中, 不要太紧密;

4) 填充完毕的采样管使用之前, 应当进行预处理, 方法:在高纯氮气或者氦气的流动下 (10～30mL/mim) 于常温至少吹扫10mim, 然后升温到250℃并保持2～5h。然后, 采样管在高纯氮或者氦气的流动下降到常温时, 取下采样管并将管的两端密封好置于干燥器中备用;

5) 使用采样管采集样品之前, 应当做一下采样管的空白实验, 然后进行标准样品的采集实验。确定了样品回收率之后, 将每一个采样管做好标记, 说明此采样管的充填材料种类、处理日期、编号等。

通常, 填充的吸附材料需要进行洗涤纯化, 特别是那些比较脏的吸附剂。以Tenax为例, 首先依次使用甲醛和已烷将吸附材料进行索氏抽提48h, 然后分别滤掉甲醇和已烷溶剂, 将Tenax转入石英盘中并置于通风厨中于常温下自然蒸发30～60mim, 再置入真空 (约8kPa) 干燥器中于100℃干燥3h后降至常温, 经过筛后备用。

1.2 溶剂吸收法

溶剂吸收法通常是使用吸收液 (诸如水、酸或碱等水溶液、有机溶液等) 采集气体或者蒸气中某些组分。当气体样品通过吸收液时, 样品气泡与吸收液界面上的被测物质的分子由于溶液作用或者化学反应很快进入吸收液中。气泡中间的气体分子由于存在浓度梯度和极快的运动速度可以迅速地扩散到气-液界面上, 因此, 整个气泡中被测物质分子很快被溶液吸收, 达到浓缩收集样品中某些目标组分的目的。气体采样装置一般由收集器、流量计和采样动力三部分组成。

2 样品前处理

2.1 蒸馏法

蒸馏是分离和纯化样品中有机物的常用方法, 特别是在样品中存在大量的树脂状杂质时。在建筑材料的涂料、胶粘剂的甲醛测定用混凝土外加剂氨和甲醛的测定中都用到这个方法。

2.2 热解吸法

从固体吸附上将欲测组分解吸下来的方式有热解吸和液体解吸两种, 目前大都采用热解吸方式。从吸附理论可知, 温度越低, 吸附剂与被吸附物之间的吸附力越强;随着温度的升高, 吸附剂与被吸附物之间的吸附力越弱。因此, 加热可以使吸附剂上的欲测组分解吸下来, 加热的温度, 即热解吸温度, 与欲测组分的沸点、热稳定性和吸附剂的热稳定性有关。热解吸温度低可能会使样品中组分解吸不完全, 回收率低, 管中残存量大;热解吸温度太高可能会使某些组分对热的不稳定而引起回收率低。吸附剂的热稳定性一般在300℃以下, 因为大多数高分子吸附剂在300℃时就开始分解了。热解吸过程中载气的流速也对热解吸有影响, 一般是载气的流速越快, 越有利于热解吸。热解吸的加热源通常是带状的加热器或者是和式炉, 当加热200～300℃进行热解吸。热解吸的影响因素:升温速率越快, 最终温度越高, 解吸速度就越快, 进入色谱柱的初始样品谱就越窄。载气的流速越快, 越有利于热解吸。

2.3 气相色谱常用的顶空进样方法

溶剂型涂料中苯的测定就采用了这种方法, 即将样品称入顶空瓶内, 在一定温度下放置一定时间, 待瓶内样品蒸气达到平衡状态, 抽取一定量的蒸气注入气相色谱仪中, 进行色谱分析的方法。

3 结语

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中所列入的5种污染物, 各自的气态物质在空气中的比重各不相同, 理化性质有很大的区别, 所以采集的方法侧重点也要有所注意。根据规范规定, 样品的收集和处理方法及其技术还必须遵循下面的原则: (1) 收集的样品必须具有代表性; (2) 采样方法必须与分析目的保持一致, 并且采集到你想要的样品; (3) 分析样品制备过程中尽可能防止和避免欲测定组分发生化学变化或者丢失; (4) 在样品处理过程中, 如果将欲测定组分进行化学反应时, 这一变化必须是已知的和定量的完成; (5) 在分析样品制备过程中, 要防止和避免欲测定组分的污染, 尽可能减少无关化合物引入制备过程; (6) 样品的处理过程应当尽可能简单易行, 所用样品处理装置应与处理的样品量相适应。