室內環境TVOC分布情況及檢測技術

TVOC是揮發性有機物的一種簡稱，其構成成分十分復雜，包括醛類、苯等物質。從用途上看，主要應用于涂料以及粘合劑等材料商。TVOC濃度則是指對室內空氣環境質量進行評估的一種指標。TVOC濃度過高容易造成人體危害，因此，加強對室內TVOC技術檢測進行研究有助于預防空氣污染對人體造成的危害。并為提高人體健康水平狀況提供依據。針對室內環境TVOC分布情況以及檢測技術進行探討，尤其對室內環境中的TVOC濃度、技術檢測情況進行分析。

作為人體需求，我們每天需要攝入一定的食物、水和空氣。其中成年人每天應當攝入約10kg的空氣，占身體攝入總量的75%，而小孩兒的空氣攝入量更高。經過調查我們可以發現，人們無論是在學習還是在工作和娛樂，大部分的時間是在室內進行的。因此，室內空氣質量的優劣對人體健康狀況影響巨大。社會經濟的快速發展使得人們逐漸提高了對居住環境和辦公環境的裝飾需要。室內裝修材料的大量使用往往會產生大量的TVOC氣體。并影響室內空氣質量。TVOC（Total Volatile Organic Compounds）影響室內空氣質量，因此人們在這個過程中逐漸認識到應當研究相關檢測技術，預防空氣危害。本文正是基于室內TVOC濃度分析情況進行的方法研究。通過形成一系列的數據模擬工作以及實際檢測方法，測定室內環境的TVOC濃度以及其造成的影響。預防和降低TVOC濃度對人體造成的不良影響。

基于室內環境空氣質量研究中的TVOC濃度時空分布情況分析

在多種環境下的室內TVOC濃度情況分布，人體采取不同的姿勢時，呼吸高度不同。仰臥的呼吸高度為0.6m，坐立的呼吸高度為1.1m，戰力的呼吸高度為1.6m。現假定平面Z=0.6m；Z=1.1m；Z=1.6m為基本檢測對象。對室內造成TVOC濃度影響的環境因素很多，其中包括通風的時間和風速情況；門窗的開關形式；溫差情況以及裝修竣工的時間等。本真主要對不同環境下的室內TOVC濃度規律進行模擬，采用三種公式進行質量分數與TVOC濃度的換算。

另外，

W氣為TVOC的質量分數；

m氣為TVOC的質量；

C氣為TVOC的濃度；

m空為空氣的質量；

V空為空氣的體積；

ρ空為空氣的密度；

裝修竣工時間對室內TVOC濃度影響的模擬，依據《民用建筑工程室內環境污染控制規范》和《室內空氣質量標準》對室內空氣釆樣前密閉時間分別是是1h和12h的規定，用Fluent軟件模擬裝修竣工 7d、14d、26d、62d、87d、180d 時將房間密閉1h、6h 和 12h 的 TVOC 濃度分布情況。探討室內9個點TVOC濃度隨裝修竣工時間的變化，著重探討點3、5、9處TVOC的分布規律。其中點3為躺在床上的位置，點5為坐在桌邊的位置，點9為人站立的位置。9個點的編號及對應坐標如下：

1（1.5，2.5，0.6）2（2.5，0.5，0.6）3（0.5，4.5，0.6）4（1.5，2.5，1.1）5（0.5，0.5，1.1）6（2.5，0.5，1.1）7（1.5，2.5，1.6）8（0.5，2.5，1.6）9（2.5，2.5，1.6）

因為床面和桌面兩側，在初始的密閉階段，有很大差別的污染物濃度，這種現象會造成室內空氣的污染物流動，致使TVOC在污染源處的釋放速度較大，所以，在封閉前1小時，TVOC的濃度有較快的增長，點3的TVOC濃度逐漸降低，TVOC濃度在點5和點9一直是上升趨勢。當封閉6小時以后，室內的TVOC的濃度逐漸穩定，TVOC濃度一直在上升，直到密閉12h后，點3、5、9三點的濃度約等于6.14mg/m3。

室內環境TVOC的檢測技術

Tenax熱解吸-毛細管氣相色譜法是目前TVOC檢測技術的常用方式，對吸附劑Tenax-TA進行合理選擇是其主要思路，其方法是使用吸附管對一定體積的空氣樣品進行采集，采集空氣中具有揮發性的有機化合物，放入到吸附管中。樣品采集后，對吸附管進行加熱，解吸有機化合物的揮發性，當待測樣品因為惰性載氣進入毛細管氣相色譜儀，分析其色譜。然后用峰高或峰面積定量，保留時間定性，并通過標準曲線對TVOC樣品的濃度進行計算。這種方法可以對TVOC各成分進行很好的分離，但是在采樣、儀器分析有很多缺陷。現根據TVOC的檢測技術，分析室內環境TVOC技術存在的不足，并提出相應的改進方式，將其應用在實際應用中。

根據《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB50325-2010（2013年版）的檢測規定，能夠得知TVOC污染物在Ⅰ類民用建筑中，不應大于0.5mg/m2，在Ⅱ類民用建筑中，不應大于0.6mg/m2。要根據準確的測試方式，對TVOC污染物進行測試，若超出相關標準，要及時處理。

（1）實驗儀器及試劑

本文運用的實驗儀器和實際主要有：

1）SP-3420氣相色譜儀：其電源AC=220±10%V，是穩定與一點的電壓，而不是在區間內波動。頻率為50±0.5Hz，并鋪設良好的底線。色譜柱的特點：50mx0.32mmx0.18μm；色譜數據工作站為N2000；色譜使用的空氣發生其為G103；0-0.4MPa為輸出壓力；0-300mL/min為輸出的氫氣流量；高純氫氣發生器為TP-3030C，氫氣純度要高于99.99%，液體微量進樣器的型號為0.5μL、1μL、5μL、10μL、100μL，Tenax-TA采樣管：外直徑50min，內直徑40mm，長度為160 mm的不銹鋼管，內裝Tenax-TA，并在兩端用使用防護帽進行保護。

2）TVOC混合標準溶液：具體是由多種化學物質混合而成，濃度可以分為幾類，如0.01mg/mL、0.1 mg/mL、1 mg/mL、10 mg/mL，二氧化硫為溶劑。氮氣是其載體，并且純度不應小于99.99%。

（2）樣品采集

1）選取采樣點

選取TVOC采樣點，要遵循以下規定：如房間面積不大于50平方米，那么可以選取一個采樣點，若房間的面積大于50平方米，那么可以選擇兩個采樣點。因為TVOC的濃度在房間分布不均勻，所以需要考慮室內TVOC的模擬結果和實際情況合理布置采樣點，以便能夠準確了解室內TVOC在空間中的分布和變化。本文通過9個點進行分析，從高度的角度分為3層，每層設置為3個點。測點高度時，需要選擇人仰臥呼吸高度0.6米、1.2米為人左立的呼吸高度，1.6米為人站立時的呼吸高度。

2）采樣流程

Tenax-TA吸附管在使用前，應先將熱脫附儀插入其中30分鐘，直到出現無雜質峰。然后將吸附管去下，在兩端套上防護帽，并妥善進行保管，在抽取樣品時，應在采樣地點將吸附管打開，和空氣采樣器的如期口垂直連接，流量為0.5L/min，抽取的空氣容量大約為10L。采樣結束后，將塑料帽套于吸附管兩端，并對當時的溫度和大企業進行記錄。采樣流量會影響采樣的準確性，為了對通過采樣器的空氣體積進行精準測量，需要用合適的工具進行校準和調節，確保流量的精準性。通過研究實踐表明，這種采樣器在每次使用之前和之后，都應該進行校準，并在使用過程中能夠定點的進行檢查。

（3）熱解吸過程

熱解吸過程和色譜分析過程是氣相色譜分析技術的主要方面。熱解吸氣相色譜法可以對室內空氣樣品進行測定，樣品中各成分的量也能通過保留時間定性，記錄時間峰面積進行測量。根據我國對氣相色譜法的色譜柱的工作條件的相關規定可知，TVOC的分析結果因為其不確定性會與實際情況出現一定偏離，另外，為了對TVOC中的熱解吸參數進行檢測，本文選用的是L9（34）正交表方法，并通過實驗，對熱解吸的最優方案進行探討，包括熱解吸溫度和氣流量、進樣時間等等，通過這些因素對TVOC檢測的準確度進行分析和優化，以此提供了一種室內TVOC檢測的有效方法，并在實踐上給予一定指導。

1）實驗方法

對TVOC的標準樣品進行取樣，然后根據各項參數繪制有關于TVOC濃度的標準曲線。然后Tenax-TA采樣管可以吸附TVOC標樣，然后進行熱解吸，氣相色譜分析是通過熱解吸直接進樣。實驗載氣為氮氣，熱解吸儀裝入的是Tenax-TA，完成進樣后，通過一定熱解吸參數吸取采樣管，然后將解吸氣候和空氣融合共同進入到氣相色譜儀中，使色譜工作條件下能夠對峰面積進行記錄，TVOC樣品的濃度可以通過標準曲線進行計算。直接進樣的標準濃度和測出的樣品濃度進行對比，求出熱解吸率，并測定各組分的回收率。

2）實驗內容與結果

通過熱解析對TVOC的標準樣品進行取樣，得到各質量點的峰面積。以峰面積為縱坐標，以TVOC對應組分的質量為橫坐標，求出各組分標準曲線方程。通過用同一濃度不同體積的TVOC標準樣品對TVOC各組分的標準曲線進行繪制，繪制所得的各組分標準曲線的線性相關系數R2均大于0.9880，能夠滿足實際應用中的檢測需求。

結語

綜上所述，本文針對室內環境TVOC濃度分布情況以及檢測技術進行了簡要分析。由于市場上的裝飾裝修材料的種類日益增多，這些都為室內污染情況的加劇造成一定的影響。為了不斷提升室內環境質量，改善控制情況，人們開始關注室內空氣污染預防手段以及相關檢測技術。采用傳統方法防治TVOC濃度污染往往效率低下，因此，應當采用更為科學的技術手段實現這一目的。基于計算流體力學技術的TVOC濃度數值模擬，與實驗測定相比，省時、省力并具有準確度與可行性，具有實際應用價值。實驗測定具有數據準確、誤差較小的優點，但操作過程比較繁瑣，會花費較長的時間。

（作者單位：上海虹口建設工程質量檢測有限公司）

作者簡介：毛婷婷（1984-），女，上海人，大專，助理工程師，研究方向：民用建筑工程室內環境污染物濃度的檢測。