【摘 要】通過對(duì)采樣方法、采樣儀器、采樣環(huán)境條件、采樣點(diǎn)的布置及樣品儲(chǔ)存等方面分析了對(duì)民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染物采樣的影響因素，提出了不同環(huán)境條件下采樣時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。

【關(guān)鍵詞】采樣方法；恒流采樣儀；室外溫度；夏熱冬冷；采樣時(shí)間

1、引言

于2011年6月1日實(shí)施的GB50325- 2010《民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》規(guī)定對(duì)新建、擴(kuò)建和改建的民用建筑工程驗(yàn)收時(shí)必須進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛、氨、苯、TVOC和氡的檢測。實(shí)際工作中對(duì)氡的測量一般采用現(xiàn)場儀器直讀，不涉及采樣環(huán)節(jié)。除氡以外四項(xiàng)污染物的采集是室內(nèi)環(huán)境污染物綜合評(píng)定步驟中非常重要的環(huán)節(jié)，如果樣品采集方式方法不正確，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的分析人員采用先進(jìn)分析儀器和準(zhǔn)確的分析方法，也無法反映出驗(yàn)收現(xiàn)場污染物的真實(shí)值。采樣人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)氣體污染物的存在狀態(tài)、濃度、物化性質(zhì)等選用適合的采樣方法和采樣儀器，然后根據(jù)驗(yàn)收現(xiàn)場建筑物的實(shí)際情況合理的選擇好具有代表性的采樣點(diǎn)，并做好采樣記錄。

2、采樣方法

室內(nèi)空氣污染物的濃度一般都比較低，故一般使用濃縮采樣法進(jìn)行采集。甲醛和氨分別按照GB/T18204.26和GB/T18204.25中規(guī)定的液體吸收法進(jìn)行采集；苯和TVOC按照GB50325-2010附錄F、G中規(guī)定的固體吸附法進(jìn)行采集。

2.1液體吸收法

2.1.1原理

液體吸收法是用一個(gè)氣體吸收管，內(nèi)裝吸收液，后面連接抽氣裝置，以一定的氣體流量，通過吸收管抽入空氣樣品。當(dāng)空氣通過吸收液時(shí)，在氣泡和液體的界面上，被測組分的分子由于溶解作用或化學(xué)反應(yīng)很快進(jìn)入吸收液中。同時(shí)氣泡中間的氣體因存在濃度梯度而運(yùn)動(dòng)速度加快，能迅速擴(kuò)散到氣-液界面上[1]。因此，整個(gè)氣泡中被測氣體分子很快被溶液吸收。采樣結(jié)束后倒出吸收液，分析吸收液中被測組分的含量，根據(jù)采樣體積和含量計(jì)算室內(nèi)空氣中污染物的濃度。

2.1.2吸收液

吸收液的選擇原則是與被采樣的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)快或?qū)ζ淙芙舛却?；污染物被吸收后要有足夠的穩(wěn)定時(shí)間；吸收液毒性小、易于購買且價(jià)格低。酚試劑分光光度法測定甲醛中使用的吸收液為酚試劑水溶液，靛酚藍(lán)分光光度法和納試劑分光光法測定氨中使用的吸收液為0.005mol/L的H2SO4水溶液。

2.1.3收集器

增大被采氣體與吸收液的接觸面積的有效措施是選用適宜的收集器。常用的收集器有氣泡吸收管、沖擊式吸收管和多孔篩板吸收瓶。由于甲醛和氨非氣溶膠形態(tài)物質(zhì)，一般選用價(jià)格低廉的氣泡吸收管即可。

2.2固體吸附法

采樣器用一根玻璃管內(nèi)裝顆粒狀填充劑制成。采樣時(shí)，讓氣體以一定流速通過填充柱，被測組分因吸附作用滯留在填充劑上，從而達(dá)到富集濃縮采集樣品的目的。采樣后，通過熱解析或溶劑洗脫，使被測組分從填充劑上釋放出來進(jìn)行測定。苯采用活性炭為填充劑的采樣器采集，TVOC采用Tenax-TA高分子多孔微球?yàn)樘畛鋭┑牟蓸悠鞑杉?/p>

TVOC中本身就有苯一項(xiàng)，為什么不用Tenax-TA采樣管采集苯污染物呢？因?yàn)殡S著從低溫到室溫的溫度增加，苯吸附作用迅速降低（穿透），也就是說，當(dāng)使用Tenax-TA吸附管在20—30℃取樣時(shí)，苯因穿透吸附管而大量流失，分析結(jié)果將大大減小?；钚蕴抗軐?duì)苯的回收率一般情況下均高于95%。不同溫度、采樣流速、采樣時(shí)間下Tenax-TA管對(duì)苯的回收率試驗(yàn)結(jié)果，見表1。

表1 Tenax-TA管對(duì)苯的回收率

采樣條件 Tenax-TA采樣管采樣溫度℃采樣流速ml/min采樣時(shí)間min

420305510025050081220

苯回收率%>95≈60<4095907639928768

由表1可見，不可用Tenax-TA管采集TVOC中苯的數(shù)據(jù)代表空氣中苯的情況，空氣中苯的取樣測量應(yīng)采用活性炭采樣管的方法。

3、采樣儀器

采樣儀器應(yīng)兼具流量顯示和采樣動(dòng)力功能，氣體流量是計(jì)算采集氣體體積的必要參數(shù)。一般常用采樣儀有轉(zhuǎn)子流量計(jì)大氣采樣儀和數(shù)字恒流大氣采樣儀。

3.1轉(zhuǎn)子流量計(jì)大氣采樣儀

此種大氣采樣儀利用流量計(jì)讀取氣體流量。轉(zhuǎn)子流量計(jì)是由一個(gè)上粗下細(xì)的錐形玻璃管和一個(gè)金屬轉(zhuǎn)子組成，當(dāng)氣體由玻璃管下端進(jìn)入時(shí)，由于轉(zhuǎn)子下端的環(huán)形孔隙截面積大于轉(zhuǎn)子上端的環(huán)形孔隙截面積，轉(zhuǎn)子下端的氣體流速小于上端的流速，下端壓力大于上端，使轉(zhuǎn)子上升，直到上升到上下兩端壓力差與轉(zhuǎn)子的的重量相等，轉(zhuǎn)自停住上下不移動(dòng)。氣體流量越大，轉(zhuǎn)子升的越高，可直接從轉(zhuǎn)子上沿位置讀出流量。流量從0-2L可調(diào)。

3.2恒流大氣采樣儀

此種大氣采樣儀通過采樣儀內(nèi)置氣流質(zhì)量傳感器對(duì)流量信號(hào)進(jìn)行采集，通過調(diào)節(jié)電壓輸入輸出信號(hào)換算，進(jìn)而控制氣泵。精度相對(duì)比較高，但成本也較高[3]。

流量范圍包含0.5 L/min ，并且當(dāng)流量0.5L/min時(shí)，能克服5kPa～10kPa之間的阻力，負(fù)載時(shí)用皂膜流量計(jì)校準(zhǔn)系統(tǒng)流量，相對(duì)偏差應(yīng)不大于±5%。

3.3適用范圍

轉(zhuǎn)子流量計(jì)大氣采樣儀適用于采集甲醛和氨，有條件的實(shí)驗(yàn)室也可用恒流采樣儀采集甲醛，采集苯和TVOC應(yīng)用恒流采樣器。一般浮子流量計(jì)式采樣器顯示的流量不真實(shí)是影響苯和TVOC測量結(jié)果的主要因素。以QC-2轉(zhuǎn)子型大氣采樣儀為例，在不同氣體流量下用皂膜流量計(jì)進(jìn)行測量空載和負(fù)載活性炭管、Tenax-TA管狀態(tài)下的實(shí)際流量，結(jié)果見表2。

表2 不同氣體流量下采樣儀空載和負(fù)載活性炭管、Tenax-TA管狀態(tài)下的實(shí)際流量

顯示流量L/min

測試內(nèi)容0.10.20.30.40.50.81

測前空載0.1180.2070.3050.3930.5220.8281.043

測后空載0.1180.2090.3060.3910.5200.8261.041

空載平均值0.1180.2080.3060.3920.5210.8271.042

活性炭管10.1110.2010.2920.3870.4950.7730.885

活性炭管20.1100.1950.2960.3820.4710.7550.864

活性炭管30.1140.1930.2930.3750.4830.7620.870

活性炭管均值0.1120.1960.2940.3810.4830.7630.873

Tenax-TA10.1100.2020.2990.3780.4820.7410.853

Tenax-TA20.1140.1950.3010.3850.4860.7600.846

Tenax-TA30.1130.1980.2800.3660.4650.7050.835

Tenax-TA均值0.1120.1980.2930.3760.4780.7350.845

從以上數(shù)據(jù)可以看出，由于吸附管的個(gè)體差異，在流速0.1～1L/min 變化時(shí)，隨著顯示流速的增加，與真實(shí)流速差異有增大趨勢：顯示流速在0.4L/min以下時(shí)，真實(shí)流速差異基本在10%以內(nèi)；顯示流速達(dá)到0.5～1L/min時(shí)，真實(shí)流速差異達(dá)20%左右。所以2010版的GB50325規(guī)范規(guī)定對(duì)苯和TVOC的采集要求使用恒流采樣儀。

4、采樣環(huán)境

4.1溫度、濕度、大氣壓

對(duì)于大多數(shù)氣體污染物而言，當(dāng)溫度較高、濕度低的時(shí)候更容易揮發(fā)，造成室內(nèi)該項(xiàng)污染物濃度升高。大氣壓力會(huì)影響采集氣體的體積，從而影響濃度。

對(duì)于夏熱冬冷地區(qū)，四季溫差及室內(nèi)外溫差較大。當(dāng)室內(nèi)溫度超出20℃，對(duì)于苯及TVOC這些沸點(diǎn)低的有機(jī)污染物，吸附管內(nèi)固體填充劑難以對(duì)其阻留完全，采樣效率大大下降。這時(shí)就需要采用吸附管外套冷阱的辦法，對(duì)污染物進(jìn)行低溫凝聚，稱為低溫冷凝法[2]。將吸附管插入冷阱中，當(dāng)空氣樣品流經(jīng)吸附管時(shí)，被測物質(zhì)因冷凝而凝結(jié)在采樣管底部。由于空氣中的水蒸氣、二氧化碳等氣體也會(huì)同時(shí)冷凝下來，因此在樣品進(jìn)入吸附管之前，應(yīng)當(dāng)裝上堿石棉、氫氧化鉀、氯化鈣等的過濾器。

4.2室外空氣質(zhì)量

室內(nèi)空氣污染不僅來源于室內(nèi)的墻面粉刷、內(nèi)門油漆、外加劑、廚房衛(wèi)生間使用的防水涂料等方面，也會(huì)由室外滲入。因此當(dāng)室外環(huán)境存在污染源時(shí)，室內(nèi)相應(yīng)的污染物的濃度有可能較高。GB50325在于控制室內(nèi)產(chǎn)生的污染，扣除（除氡外）室外空氣空白值可以突出控制建筑材料和裝修材料所產(chǎn)生的污染。

室外空氣空白（本底值）樣品的采集應(yīng)注意選擇在上風(fēng)向，選取適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)的適當(dāng)高度進(jìn)行（注意避免地面附近污染源，如下水道、化糞池等），并與室內(nèi)樣品同步采集。

有些工程確實(shí)需要冬季驗(yàn)收時(shí)，室內(nèi)由于供暖而溫度適于采樣，室外溫度低于0℃而不適用于液體吸收液方法采集本底值。由于苯和TVOC一般在5℃以下就已經(jīng)凝聚，甲醛和氨濃度也會(huì)隨溫度的下降而降低很多，此時(shí)的空白值可用兩個(gè)空白吸附管和兩組空白吸收液平行試驗(yàn)的均值代替。

5、采樣點(diǎn)的布置

5.1檢測條件

民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染物濃度檢測時(shí)，對(duì)采用集中空調(diào)的民用建筑工程，應(yīng)在空調(diào)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下進(jìn)行；對(duì)采用自然通風(fēng)的民用建筑工程，檢測應(yīng)在對(duì)外門窗關(guān)閉 1h 后進(jìn)行；氡濃度檢測時(shí)，應(yīng)在對(duì)外門窗關(guān)閉 24h 后進(jìn)行。

5.2 采樣布點(diǎn)

民用建筑工程驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)抽取有代表性的房間，抽檢數(shù)量不少于總房間數(shù)5%，每個(gè)建筑單體不得少于3間；房間總數(shù)少于3間時(shí)，應(yīng)全數(shù)檢測。凡進(jìn)行了樣板間檢測且結(jié)果全部合格的工程，抽檢數(shù)量減半并不得少于三間；檢測點(diǎn)數(shù)因房間使用面積的不同而不同，<50m2房間檢測點(diǎn)數(shù)為1個(gè)；≥50 m2且<100 m2房間檢測點(diǎn)數(shù)為2個(gè)；≥100 m2且<500 m2房間檢測點(diǎn)數(shù)為不少于3個(gè)；≥500 m2且<1000 m2房間檢測點(diǎn)數(shù)為不少于5個(gè)；≥1000 m2且<3000 m2房間檢測點(diǎn)數(shù)為不少于6個(gè)；≥3000 m2房間檢測點(diǎn)數(shù)每1000 m2不少于3個(gè)[4]。

采樣布點(diǎn)應(yīng)考慮現(xiàn)場的平面、立面布局，高層建筑立體布點(diǎn)應(yīng)有上、中、下三個(gè)監(jiān)測平面，并分別在三個(gè)平面上布點(diǎn)；房間采樣點(diǎn)2個(gè)及以上時(shí)，應(yīng)采用對(duì)角線、斜線、梅花狀布點(diǎn)的方法；環(huán)境污染物濃度現(xiàn)場檢測點(diǎn)應(yīng)距內(nèi)墻面不小于0.5m，距樓地面高度與人的呼吸帶高度一致，在0.8m～1.5m之間；檢測點(diǎn)應(yīng)均勻分布，并離開門窗一定距離，以免局部微小氣候造成影響，避開通風(fēng)道和通風(fēng)口。

6、采樣時(shí)間及儲(chǔ)存

6.1采樣時(shí)間

甲醛的采集，用內(nèi)裝5ml吸收液的氣泡吸收管，以流量0.5L/min，采集20min，采氣量約10L；氨的采集，用內(nèi)裝10ml吸收液的氣泡吸收管，以流量0.5L/min，采集10min，采氣量約5L；苯和TVOC的采集應(yīng)使采樣管與空氣采樣器入氣口垂直連接，調(diào)節(jié)流量0.5L/min的范圍內(nèi)，采集20min，采氣量約10L。

6.2儲(chǔ)存

甲醛和氨采集完成后的吸收液應(yīng)及時(shí)完全轉(zhuǎn)移至潔凈的10ml具塞閉塞管中，標(biāo)明序號(hào)，以封口膜封口，并于24h內(nèi)交由分析人員分析。苯和TVOC采樣后取下吸附管，應(yīng)旋緊兩端橡膠帽，并封上封口膜，標(biāo)明兩端序號(hào)標(biāo)識(shí)，放入具塞閉塞管中再次密封，苯樣品可保存5d，TVOC樣品可保存14d。

7、結(jié)論

綜上所訴對(duì)室內(nèi)空氣污染物采樣時(shí)的影響因素包括采樣方法、采樣儀器、采樣環(huán)境條件、現(xiàn)場布點(diǎn)及采樣結(jié)束后的樣品保存等。平時(shí)注意對(duì)采樣儀的保養(yǎng)，并在使用前對(duì)每個(gè)采樣儀進(jìn)行空載、負(fù)載時(shí)流量的校準(zhǔn)；對(duì)采樣儀定期校準(zhǔn)檢定， 保證其有良好的工作狀態(tài)；在空氣濕度較大、溫度較高的條件下采樣時(shí)， 采樣管應(yīng)與冷阱和干燥管聯(lián)合使用[5]。加強(qiáng)操作技能和經(jīng)驗(yàn)積累， 選擇合理的采樣點(diǎn)位置，確保采集樣品的純凈性和真實(shí)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王德才主編，室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)監(jiān)測，人民衛(wèi)生出版社[M]，2006.12.370-381

[2]遲長濤主編，空氣監(jiān)測技術(shù)問答，化學(xué)工業(yè)出版社[M]，2006.8.56-57

[3]陳薇，數(shù)字式大氣采樣儀的研制，河北科技大學(xué)學(xué)位論文[D]，2011.5.3-4

[4]GB50325-2010， 民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范[S]，2011.6.19-20

[5]周中平主編，室內(nèi)污染檢測與控制，化學(xué)工業(yè)出版社[M]，2002.5.140-143