王朝杰，李 倩

(1 臨安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測中心，浙江 臨安 311300；2 浙江銳翱檢測技術(shù)服務(wù)有限公司，浙江 臨安 311300)

隨著居民生活水平的提高和環(huán)保意思的增強，越來越多的居民開始重視家庭裝修后所帶來的室內(nèi)空氣質(zhì)量的污染問題。室內(nèi)空氣中的總揮發(fā)性有機物(TVOC)是一種成分極為復雜的混合物，它具有特殊氣味，在常溫情況下，它可以氣態(tài)的形式存在于空氣中，其毒性、刺激性、致癌性會影響人類的皮膚和黏膜，對人體健康產(chǎn)生極大的損害，因此它是室內(nèi)空氣污染物中較為嚴重的一種。TVOC的含量越高，所引起的機體免疫水平失調(diào)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂的情況就越嚴重，不但會影響到消化系統(tǒng)，還會出現(xiàn)頭痛、惡心、嗜睡、胸悶、食欲不振和四肢無力等癥狀，嚴重的可損傷肝臟以及造血系統(tǒng)，甚至引起死亡[1-2]。為了控制室內(nèi)環(huán)境污染，建設(shè)部制定了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2010)[3]，國家環(huán)境保護總局制定了《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》(GBT 18883-2002)[4]，規(guī)定了常見的污染物甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、總揮發(fā)性有機物化合物 (TVOC)的限量。本實驗致力于研究是否可以同一種檢測方法，同時檢測苯系物和TVOC的檢測方法的可行性，來實現(xiàn)VOC和苯系物的同時檢測，具有實際應(yīng)用價值。

1 方法原理

用Tenax TA吸附管采集一定體積的空氣樣品，揮發(fā)性有機化合物被吸附在吸附管中。采樣后，將樣品采集管安裝在熱脫附儀上進行解吸，待測樣品中的揮發(fā)性有機化合物隨惰性載氣(氮氣)進入毛細管氣相色譜儀中，經(jīng)過多次調(diào)整儀器色譜分析條件，使目標組分分離，由 FID 檢測，用保留時間定性，峰面積定量。

2 儀器和設(shè)備條件

2.1 儀器設(shè)備

具氫火焰離子化檢測器的氣相色譜儀；進樣器：10 μL；色譜柱：ZKAT-TVOC毛細管柱填充料為聚二甲基硅氧烷毛細管柱(50 m×0.32 mm，1.0 μm)；熱脫附裝置；老化裝置。

2.2 熱脫附儀條件

吸附管溫度：310 ℃；傳輸線溫度：200 ℃；進樣閥溫度：160 ℃；冷阱：-30 ℃；聚焦管溫度：310 ℃；老化溫度：320 ℃；吹掃時間：400 s；進樣時間：500 s；老化時間：1 100 s。

2.3 氣相色譜條件

進樣口溫度：280 ℃；柱箱溫度：初始溫度為50 ℃且保持 10 min，以5 ℃/min升溫至250 ℃，并保持2 min；分流比：1∶10；檢測器溫度：280 ℃；尾吹氣流量：30 mL/min；氫氣流量：40 mL/min；空氣流量：400 mL/min。

3 結(jié)果與結(jié)論

3.1 各組分的出峰順序

室內(nèi)空氣揮發(fā)性有機物的組分復雜，經(jīng)過多次調(diào)整，需要選擇最佳采樣效率、熱解吸條件和色譜分析條件，對各環(huán)節(jié)進行優(yōu)化控制，要嚴格按照標準規(guī)定的要求，降低檢測分析的系統(tǒng)誤差到最小，來達到提高檢測的準確性和時效性的目的。

本實驗所得到的色譜圖如圖1所示。由圖1可見，各組分的出峰順序依次為正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、壬烷、異辛醇、十一烷、十四烷、十六烷。其中對二甲苯和間二甲苯不能完全分離，樣品和標準物質(zhì)都合并為一個峰參與計算。

圖1 標準物質(zhì)氣相圖譜

由圖1可見：在程序升溫、載氣、進樣及檢測器溫度等采用3儀器設(shè)備條件部分中所述的熱脫附條件和氣相色譜參數(shù)條件后進樣，所有的組分均能在42 min內(nèi)實現(xiàn)各待測組分的完全分離，出峰峰形也比較理想，能滿足實際樣品檢測的需要。

3.2 校準曲線繪制

取市購的的標準溶液系列：50、100、400、800、12 000、2 000 μg/mL。將老化后的采樣管連接于氣相色譜進樣口功能的自制裝置，用進樣針進1.0 μL標準系列溶液，通流量為100 mL/min的氮氣5 min，迅速取下采樣管，用聚四氟乙烯帽將采樣管兩端密封，得到質(zhì)量濃度為0.05、0.1、0.4、0.8、1.2、2.0 μg校準曲線。將采樣管按吸附標準溶液時氣流相反的方向連接入熱脫附儀分析，根據(jù)目標組分質(zhì)量和響應(yīng)值繪制校準曲線。結(jié)果如表1所示。

表1 TVOC濃度校正曲線結(jié)果表

實驗結(jié)果顯示，正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、壬烷、異辛醇、十一烷、十四烷、十六烷的標準線性方程的相關(guān)系數(shù)均≥0.995，其中包括苯系物中的苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯。

3.3 檢出限的測定

選用優(yōu)化后的實驗條件，按照HJ168-2020《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制訂技術(shù)導則》[5]附錄 A中A1.1的方法檢出限的一般確定方法的要求，來測定各物質(zhì)的檢出限。本次實驗對7支空白吸收管進行加標，加標目標物質(zhì)量均為10 ng。對7支加標過的吸收管進行組分測定，采樣空氣體積按10 L，經(jīng)過計算所得檢出限分別為正己烷0.3 μg/m3、苯0.2 μg/m3、三氯乙烯0.3 μg/m3、甲苯0.3 μg/m3、辛烯0.1 μg/m3、乙酸丁酯0.4 μg/m3、乙苯0.3 μg/m3、對(間)二甲苯0.2 μg/m3、鄰二甲苯0.3 μg/m3、苯乙烯0.3 μg/m3、壬烷0.3 μg/m3、異辛醇0.3 μg/m3、十一烷0.3 μg/m3、十四烷0.4 μg/m3、十六烷0.2 μg/m3，具體檢測結(jié)果見表1所示。由實驗結(jié)果可以看出各組分的檢出限均低于方法中要求的檢出限0.5 μg/m3。

3.4 正確度和精密度實驗

在剛裝修的同一個房間內(nèi)平行采樣6支，用同樣的色譜條件進行測定，并計算相對標準偏差(RSD)作為精密度計算結(jié)果。分別對空白熱解吸管進行高、中、低濃度加標，用上述儀器色譜條件，氣相色譜儀檢測。記錄色譜峰的保留時間和相應(yīng)值。測定結(jié)果如表2所示。

表2 TVOC正確度、精密度測定結(jié)果表

實驗結(jié)果顯示，正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、壬烷、異辛醇、十一烷、十四烷、十六烷高中低三個濃度的加標回收率在83.7%～108.8%范圍內(nèi)，實際樣品測定的相對標準偏差小于10%，符合標準要求。

3.5 實際樣品檢測

按照《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》(GBT18883-2002)[4]，關(guān)閉門窗12 h后再進行采樣。采樣時關(guān)閉門窗，為確保結(jié)果的準確性，分別在同一家住宅的客廳、臥室、書房等設(shè)置3個采樣點，打開吸附管與空氣采樣器入氣口垂直連接，調(diào)節(jié)流量為0.5 L/min，采集時間為20 min，采集空氣體積為10 L。同時記錄采樣時間、采樣流量、采樣溫度、大氣壓。采樣后密封吸附管兩端并貼好樣品標簽。用Tenna TA吸附管采集室內(nèi)空氣中TVOC，所得樣品測得結(jié)果作為精密度實驗的結(jié)果數(shù)據(jù)。結(jié)果見表2。

3.6 TVOC的計算

計算TVOC，包括色譜圖中從正己烷到正十六烷之間的所有化合物；對盡可能多的 VOCs定量，至少對十個最高峰進行定量，與TVOC一起，列出這些化合物的名稱和濃度；計算VOCs已鑒定和定量的揮發(fā)性有機化合物的濃度；用甲苯的響應(yīng)系數(shù)計算VOC 以外未鑒定的揮發(fā)性有機化合物的濃度；如果檢測到的化合物超出了TVOC定義的范圍，這些信息應(yīng)該添加到 TVOC值中，計算中應(yīng)注意扣除吸附劑空白 TVOC值[4]。

3.7 檢測結(jié)果的影響因素

經(jīng)過多次檢測摸索得到影響VOCs檢測結(jié)果的因素主要有以下幾點：VOCs標準物質(zhì)的準確度；標樣放置的密封性和放置時間；吸附管的活化條件及空白值；采樣溫度、采樣流量和采樣時間；采樣流量的校正和準確性；吸附管裝接時的周圍溫度；VOCs標準吸附管制備方法；標準曲線繪制的準確性和重復性；氣相色譜分析條件，氣體流量流量比及程序升溫的重復性；熱解吸操作的重復性及回收率[6]。在使用TenaxTA采樣管之前，要通過氮氣吹，350 ℃加熱和活化處理后使用。活化溫度應(yīng)高于解析溫度，活化時間至少60 min以上。

4 結(jié) 論

有相關(guān)文獻研究已經(jīng)表明：通常改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要措施是加大新風量，提高新風過濾效率，增加空調(diào)房間的換氣次數(shù)等[7]。裝修完工2個月的新裝修房間封閉1 h TVOC含量比通風狀態(tài)增加5倍，而連續(xù)開啟家用空調(diào)5 h后室內(nèi) TVOC含量比通風狀態(tài)增加7.9倍；完工4個月的新裝修房封閉房間1 h TVOC含量比通風狀態(tài)增加0.5倍，而連續(xù)開啟家用空調(diào)5 h后室內(nèi)TVOC含量比通風狀態(tài)增加2.5倍；污染程度不同的房間在使用空調(diào)后 TVOC含量也有不同的變化[8]。

室內(nèi)環(huán)境已成為現(xiàn)代人類居住、休息、娛樂的主要場所，據(jù)近年的資料表明，城市居民每天有70%～90%的時間在室內(nèi)環(huán)境中度過，因此，室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞優(yōu)劣，對人體健康的影響不容忽視[9]。室內(nèi)環(huán)境污染不僅影響人們的工作效率，還會對人體身心健康造成極大的影響，污染物通過跟人體的皮膚接觸和呼吸道吸收，刺激內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)，從而讓人產(chǎn)生不適并破壞各組織功能，嚴重的甚至導致癌癥[10]。室內(nèi)空氣TVOC的濃度不僅受到溫度的影響，還是空氣流速、家庭成員等因素綜合作用的結(jié)果。室內(nèi)空氣污染物是一個長期釋放的過程，房屋裝修后不能很好的通風透氣，往往容易檢測出污染物超標。理論上，溫度越高，TVOC釋放速率越快，因此可以通過采取提高室溫的方法，加快TVOC的釋放，再進行通風，減少裝修材料和家具中TVOC的殘留量，以減少入住后TVOC對人體的危害；在炎熱的夏季還應(yīng)經(jīng)常通風換氣。除了打開門窗進行通風外，通風機或電風扇也可以用來加速室內(nèi)空氣的順暢流動另外，在入住之前，最好對室內(nèi)空氣中的TVOC含量進行檢測，如果檢測結(jié)果超出規(guī)定值，應(yīng)該繼續(xù)放置，并保持室內(nèi)通風，把抽屜等都打開，直到達到入住標準為止[11]。

我們在進行室內(nèi)裝修時一定要購買符合國家質(zhì)量標準的裝修材料。對于新裝修的房屋最好半年以上入住，家具一并購入并且做通風處理。有相關(guān)的研究表明，如果室內(nèi) TVOC濃度超標，可關(guān)閉門窗提高室內(nèi)溫度，加快建材家具中TVOC的釋放；購買活性炭或者空氣凈化器物理吸附，凈化室內(nèi)空氣；屋內(nèi)種植蘆薈、吊蘭等綠色植物[12]。

本次實驗研究中，主要選用 Tenax-TA吸附采集管進行室內(nèi)空氣樣品采集，然后使用熱解吸儀連接氣相色譜儀進行TVOC測定，并建立標準曲線，實驗結(jié)果顯示，正己烷、苯、三氯乙烯、甲苯、辛烯、乙酸丁酯、乙苯、對(間)二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯、壬烷、異辛醇、十一烷、十四烷、十六烷的標準線性方程的相關(guān)系數(shù)均≥0.995，其中包括苯、甲苯、乙苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、苯乙烯。高中低三個濃度的加標回收率在83.7%～108.8%范圍內(nèi)，實際樣品測定的相對標準偏差小于10%，說明本實驗的色譜分析條件可以達到同時檢測苯系物和TVOC的方法要求，可以實現(xiàn)VOC和苯系物的同時檢測，操作相對簡單、方便，且測定結(jié)果具有較高的準確性及可靠性。