空气中总挥发性有机物的测定研究徐晓

空气中总挥发性有机物的测定研究徐晓

徐晓

上海建耘建设工程检测有限公司上海奉贤201499

摘要：随着社会的发展及人们生活水平的不断提高，人们对室内环境质量的要求也越来越高。室内空气质量直接关系着人们的日常生活，对室内空气总挥发性有机物的检测极为重要。本文提出了一种操作简单，测试时间短的室内空气总挥发性有机物的测度方法，通过实验发现苯、甲苯、乙酸丁酯、十一烷、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯九种TVOC的挥发性有机物的分离度均高于96.49%。

关键词：测定；空气；总挥发性；有机物

引言

TVOC主要来自油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、人造板、壁纸、地毯等，其存在于住宅、办公场所及车内等地方，对人们的身体健康会产生极为不利的影响。GB50325—2010选用有机物苯、甲苯、乙酸丁酯、十一烷、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯等九种有机物作为计量TVOC的有机挥发物，对TVOC的测度等事项进行了详细的规定。然而，GB50325—2010的检测分析时间需要52min，且不能很好的分离对二甲苯和间二甲苯，所以需要找出减少测试时间的试验方法。

1挥发性有机物概述

挥发性有机物（VOC）是指室温下饱和蒸气压超过133．32Pa的有机物，其沸点在50℃-250℃，在常温下可以蒸发的形式存在于空气中，对人体产生影响。VOC一般可分为八类：芳烃类、烷类、烯类、酯类、卤烃类、醛类、酮类及其他等。它的主要成份有苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、醇、胺、酯、醚、酸和石油烃化合物等。它们能够对人体的呼吸系统、心血管系统及神经系统产生较大的影响，甚至有些还会致癌，VOC也是造成SBS（SickBuildingSyndrome）的主要原因。

2挥发性有机物对空气环境造成的污染

在室内空气中，挥发性有机物是常见污染物，其具有来源广泛及成分复杂的特点，对人体健康的危害较大。挥发性有机物以甲醛为代表，其来源于室内装饰胶合板、纤维板、油漆和泡沫塑料等各种建筑装修材料及家具。

按照污染来源可以将室内挥发性有机化合物分为一次源影响和二次源影响两种。前者是材料在使用过程中对其他辅助器材产生的影响，如各种添加剂和溶剂残留物等，后者为应用各种化学和物理材料过程中挥发出的污染物。随着人们物质生活水平的不断提高，人民对各种生活用品和办公用品的要求也越来越高，如香水、光亮剂、修正液、杀虫剂和染发剂等在内的各种用品都会产生挥发性有机物。

此外，不科学的使用空调设备，也会产生一定量的挥发性有机物。而室内空气中也常包含苯及其同系物及卤代烃等各类挥发性有机物，将给人体呼吸系统、神经系统和血管系统带来威胁。目前，室内空气中挥发性有机物大致可以划分为烷类、醛类、酮类、芳烃类、卤烃类等８类，其中包含苯系物、有机酮、醚、脂等各类化合物，常温下以蒸发形式存在于空气中，并侵入人体。

3挥发性有机物的测定方法

对室内空气中挥发性有机物进行测定，通常可以采取用固体吸附剂来捕获空气中的挥发性有机物，然后通过对样品预处理和分析的方法完成有机物测定。通常情况下，需要使用吸附容量大、收集效率高和化学性质稳定的吸附剂进行采样，然后使用溶剂解析法、热解析法、超临界流体萃取法、固相萃取法等方法对样品进行处理和分析。在样品预处理上，使用热解析法是在载气流吹气下进行吸附剂加热，从而将吸附得到的挥发性有机物释放到色谱柱中。

在样品分析方法中，气相色谱质谱联用法是较为常见的一种分析方法，可以完成室内空气中挥发性有机物中各组分种类和浓度的测定，并且能够获得准确的测定结果。但是，该方法需要完成复杂的采样和分析过程，测定成本较高，测定周期也相对较长。使用该方法测定的过程中，可以使用质谱检测器完成未知化合物的定性鉴定，并完成痕量组分的定量分析。

在定性分析过程中，通过采用全扫描质谱图，并对图中分子离子峰进行分析，确定待测组分的分子量。由于分子由各碎片离子构成，所以可以利用计算机检索定性，也可以利用图谱完成定性解析。在定量分析过程中，需要确保待测组分的峰强与含量成正比。为此，还要先完成总离子流图中待定量组分的鉴定，以确认样品中有该组分。在此基础上，要对定量分析使用的特征离子进行确定，并绘制标样校准曲线，以完成实际样品分析。

相较于其他测定方法，该方法能够实现有机物的高效分离和准确测定，并且得到的数据十分可靠。按照国家室内空气质量标准，室内空气中挥发性有机物浓度应小于600/m3。

3实验测定部分

3.1仪器和试剂的选择实验仪器。安捷伦GC7820A气相色谱仪（AgilentGC7820A）；AlltechEC-WAX（柱长：30m，膜厚：0.32mm，内径：0.25mm），珀金埃尔默热脱附仪。实验试剂：标准溶液，甲醇中9种TVOC混合-空气质量监测标准溶液。

3.2样本采集

为了准确采集样本，在采集室内气体前12h关闭门窗，直至采集完成。采集样本时，以100mL/min-500mL/min的流量采集室内空气10min；同时，在室外上风处采集空白样本。每批样本包含一组平行样本以及1个第二采样管。在采集的同时，记录采样的流量、温度、时间以及大气压强等数据，样本避光封闭保存两周以内。

3.3分析条件

样本的干吹温度为313.15K，干吹时间为120s，样品管和聚焦管脱附温度都为523.15K，两者的脱附时间为180s，脱附的流速为0.5mL/s。

色谱进口温度为423.15K，初始温度保持480s（323.15K），然后以10K/min的速度升至393.15K，然后以30k/min的速度加至513.15K。检测仪器温度为523.15K。

3.4校准曲线的绘制

对于五组标准溶液（0.5μL、1.0μL、2.0μL、5.0μL、10.0μL）进行测试，首先N2以0.1L/min的速度吹扫300s，得到五组校准曲线的样品管，其数值为5ng、10ng、20ng、50ng、100ng，同时绘制质量和相应两个参数的校准曲线。

3.5计算结果

样本内各组份的浓度可以按照ρ=（W-W0）/（1000*Vnd），其中ρ、W、W0、Vnd的单位分别为mg/m3，ng、ng、L。总挥发性有机物的总能浓度为所有组份浓度的总和，而对于不能识别的峰而言，本文利用甲苯代替计量，一般保留4位有效数字。

4实验结论与分析

对于某住宅的室内气体按照文章所述方法进行采集发现，苯、甲苯和二甲苯以及总挥发性有机物的含量低于GB/T18883—2002规定的限值，其中有80%左右的未识别峰，在实际条件下，由于TVOC的组份种类较多，难以将其组份进行一一的定性或定量的分析，但是各物质的峰分离度高于98%。利用国际标准化组织ISO16017—1规定的检测方法选用极性指数小于10的毛细管柱，利用1阶升温的方式，发现要得到结果需要50min，而本试验的测试时间为23.19min。

结束语

总而言之，空气是人们维持生命活动最基本的物质条件，但是基于目前我国空气中含有较多有机物的现状，需要采取科学的测定方法，缩短测定时间，提高测定结果的准确性，根据空气中有机物的种类及含量采取合适的净化方法。

参考文献：

[1]王珺.环境空气中挥发性有机物的测定方法及注意事项[J].资源节约与环保，2016，12：42.