、甲醛、氨、苯、tvoc检测

摘 要 3 Abstract 4 前言 5 1国内室内空气污染的研究进展 .6 2我国的室内空气污染现状 .7 3 我国室内空气的主要污染物来源 8 3.1 室内装修材料及装饰材料 8 3.2 家用电器及办公设备 8 3.3 建筑物自身的污染 9 3.4 室外大气的污染 9 3.5 燃烧产物造成的室内空气污染 9 3.6 人体自身的新陈代谢和室内活动 9 4 空气中的污染物 10 4.1 常见的污染物 .10 4.1.1 氡 10 4.1.2 甲醛 10 4.1.3 苯 11 4.1.4 氨 11 4.1.5 总挥发性有机物 11 4.2 改善和提高室内空气品质的途径 .12 5 检测中的质量控制 15 5.1 室外质量控制 .15 5.1.1 采样前的准备工作 15 5.1.1.1 采样仪器 15 5.1.1.2 吸收剂 15 5.1.1.3 采样吸附管 15 5.1.1.4 现场采样记录 15 5.1.2 检测现场条件 .15 5.1.2.1 检测总条件 .15 5.1.2.2 检测不同物质所需的现场采样检测条件 15 5.1.3 采样过程 .15 5.1.3.1 实验部分 16 5.2 结果与讨论 17 5.2.1 采样湿度 .17 5.2.2 空白实验 .17 5.2.3 室外空白检验 .17 5.2.4 检测点的位置确定 18 5.2.4.1 采样流速 18 5.2.5 样品保存 18 5.3 室内检测质量控制 18 5.3.1 样品的检测 18 5.3.1.1 标准曲线的绘制 18 5.3.1.2 室内空气中甲醛的测定 18 5.3.1.3 室内空气中氨的测定 18 5.3.1.4 热解析仪中的温度设置 18 5.3.1.5 气相色谱条件的设定 19 6 结论 20 参考文献 21 致谢 22 中文摘要 - 3 - 摘 要 在新事物日益发展的今天，室内环境污染对人们高质量的生活有着越来越 大的威胁，因此，关注室内环境污染问题显得尤为重要。文章对于室内空气污 染物氡、甲醛、氨、苯、TVOCS 检测的具体过程和细节，质量控制方面进行详 细归纳，对国家检测标准中没有明确规定的地方提出自己的看法。并找出不同 过程中的最佳实验条件。对于采样过程中室内温度对污染物浓度影响做了进一 步研究提出相应的解决方法，对检测的质量控制进行归纳。 关键词：室内空气污染物 污染物浓度 苯 甲醛 TVOC 质量控制 前言 - 5 - 前言 人们每天 2/3 以上的时间在室内度过，室内空气品质问题已经成为当前建 筑环境领域内的一个研究热点，从 20 世纪 70 年代末开始，国内外的科研人员 在这方面作了大量的研究工作，但前尚缺乏对室内空气品问题系统而全面的认 识那什么是室内空气品质呢？有关它的定义在这二十几年中经了许多变化，最 初人们把室内空气品质几乎完全等价为一系列污染物浓度的指标。直至 1989 年 室内空气品质讨论会上，丹麦 Fanger 教授提出:品质反映了满足人们要求的程 度，如果人们对空气满意，就是高品质；反之，就是低品质。所以说“品质” 带有很大的主观它反映了人们对该居住环境的满意程度。 “病态建筑综合症”的 出现，使室内空气品质为建筑环境领域的研究热点之一。1983 年，世界卫生组 织（WHO）定义：病态建筑综合症因建筑物使用而产生的症状，包括眼睛发红、 流鼻涕、嗓子疼、困倦、头痛、恶心、头晕、皮瘙痒等。由此引起的室内环境 问题已经严重危及到人们的身心健康。人们在拥挤、空气不流通的房间内，常 感到眩晕、呼吸困难，严重者出现胸闷、出虚汗、恶心等，所以提高室空气质 量，控制室内环境污染已成为一个全球性的战略问题，正在引起各方面的广泛 关注。 室内空气品质的影响因素从大的方面可以分为两类：一类是暖通空调系统 设计或运行不当，二类是各类室内污染源产生的污染物作用 。 1国内室内空气污染的研究进展 针对室内空气质量的调查和改善，世界各国的科研工作者开展了大量的研 究工作。我国在这一领域起步较晚，但已取得了一定的成果，在污染物实验测 定方面，王玲玲等人对几种典型室内空气质量进行监测，并就室内装修对空气 质量的影响进行了研究。结果表明，室内空气质量状况不容乐观，PM10 是不同 类型室内空气的共同特征污染因子，PM10 和细菌总数是公共场所的特征污染因 子，室内装修是造成甲醛和苯系物等挥发性有机物污染的主要原因。朱利中等 人采集并测定了杭州市不同地区、不同户型家庭室内空气中具有代表性的多环 芳烃，分析了室内空气中 PAH 污染现状、存在形态、来源及影响因素；戴树桂 等人深入研究了室内苯系物的污染源种类、污染物的发生、迁移转化等环境行 为，在预防和改善室内空气污染，减轻对人体健康的危害方面具有重要意义。 另外，邹越等人从建筑学的角度分析了室内空气污染的原因，并在建筑设计和 构造方面提出了改善空气质量的建议。林锦基指出影响空调房间环境的主要因 素，并提出了改进的措施。此外，中国消费者协会等于 2001 年初对北京部分装 修后的室内环境状况进行了入室测试，并就消费者在装修中存在的问题进行了 问卷调查，与此同时，浙江省消费者协会与杭州市疾病预防控制中心也在杭州 开展了对新装修家庭室内环境质量的调查测试。2001 年 8 月 6 日，中消协公布 了对北京、杭州部分居室内空气抽样检测的调查，结果表明不少有害物质超标 十分严重。目前，室内空气污染已被世界银行列为全球四个最关键的环境问题 之一，全球每年因此而导致死亡的人数达 280 万人。现代人每天 80以上的时 间都是在室内度过的，室内环境质量与人体健康密切相关，故研究室内环境状 况，控制室内环境污染，提倡居室绿色装修对维护人体健康具有重要意义。 我国的室内空气污染现状 - 7 - 2我国的室内空气污染现状 随着我国工业化进程的不断推进，高技术的办公设备、化纤地毯、漂亮的 装饰壁纸的出现，引起了室内环境的巨大变化。由于一些不合适的运行和维护， 通风不好及室内建筑中所用的材料散发出的一些化学物质，使得室内积聚了一 些污染物，从而造成了室内空气的污染。据调查，我国目前使用的大部分装饰 材料都不同程度地含有有机溶剂、甲醛、苯、氯化烃等有机物，其中甲醛、苯、 三氯乙烯等是已知的致癌物质，其对人体的伤害是非常严重的。2000 年 12 月 6 日，中国预防医学科学院、市卫生防疫站完成了北京市餐馆、咖啡厅室内 空气质量状况研究 ，报告表明，国家规定的公共场所空气质量 15 个监测项目 中，北京市餐馆、咖啡厅除酚类化合物、一氧化碳外，其余 13 个指标均已超标， 而可吸入颗粒物、二氧化碳、噪声、温度和湿度严重超标，超标率分别高达 75、72、72、69和 69。北京的室内空气污染状况在全国并不特殊， 我国城乡室内空气现状已经对人们的健康形成了威胁，各种公共场所室内空气 污染普遍超标。冬季，北方居民室内空气污染尤其严重，急性煤气中毒、由于 建筑装饰材料引起的急性上呼吸道刺激和眼结膜损伤时有发生。煤烟型氟中毒、 砷中毒已成为地方病。因此，我国的室内环境污染问题已经不是局部性的问题， 应该引起人们的充分重视。 3 我国室内空气的主要污染物来源 我国室内空气中的污染物按存在形态主要分为两大类：悬浮颗粒物和气态 污染物。悬浮颗粒物主要指灰尘、棉絮等可以被鼻子、喉咙过滤掉的悬浮颗粒。 至于肉眼无法看见的细小悬浮颗粒物， 如二次扬起粉尘、纤维、细菌和病毒等， 这些微粒大都属于气溶胶的范畴，会随着呼吸进入肺泡， 造成免疫系统的负 担， 危害人体的健康。 气态污染物指的是室内空气中的气态污染源，气态污染物种类繁多，除甲 醛、CO、CO 2、NH 3和氡等气体之外，还有各种挥发性有机化合物（VOC） 。它们 对人类的呼吸系统、心血管系统及神经系统有较大影响，甚至有些还会致癌。 气态污染源主要来自 建筑材料（甲醛） 、复印机（臭氧） 、香烟烟雾（尼古丁） 、 清洁剂（甲酚） 、溶剂（甲苯）和燃烧产物（硫氧化物、铅）等，部分会附着在 颗粒物上被消除掉，大部分会被吸入口、肺部。医学证实这些气态污染源是造 成肺炎、支气管炎、慢性肺阻塞和肺癌的主要原因。综合文献资料可知，室内 空气污染物有以下几个来源。 3.1 室内装修材料及装饰材料 这是目前造成室内空气污染的主要方面。随着人们生活水准的不断提高和 高分子化学的发展，现在的建筑材料已由以往的砖木结构逐渐为高性能的塑料 及钢铁所取代， 而这些材料中大都含有甲醛、苯、 甲苯、氯仿等易挥发的有 机溶剂， 这些物质大都具有一定的致癌性。此外，我国目前使用的大部分装饰 材料也都不同程度地含有有毒的有机溶剂、甲醛、苯、二甲苯、氯化烃等有机 物，其中甲醛、苯、三氯乙烯等都是已知的致癌物质。特别是源于涂料、油漆、 粘和剂、防水材料中的苯及苯系物，能够抑制人体造血功能，致使红细胞、白 细胞、血小板等减少，诱发白血病，女性及儿童对此更加敏感。 3.2 家用电器及办公设备 现代化的办公设备和家用电器在给人们的学习和工作提供方便的同时，也 不可避免地造成了许多环境问题：噪声污染、电磁波及静电干扰、紫外线辐射 等。例如，复印机、打印机在放电的同时，高压电弧光能激发周围空气中的氧 转变为臭氧， 并通过复印机排风口排出，散发在工作室内，而臭氧是一种强氧 化剂，其浓度超过 0.08ppm 就对人体有害。此外，现代建筑物内大量地使用空 调系统， 而无论是窗式空调还是挂壁式空调，它们所处理的空气基本全部来自 空调房间本身，很多空调的换新风功能不完善，新风量的不足导致房间内氧气 浓度逐渐降低，而其它污染物浓度相对升高，引起所谓的“空调病” 。综合调查 我国室内空气污染的主要污染物来源 - 9 - 结果显示，通风空调系统、建筑及装饰材料、办公设备和家用电器等是室内空 气质量最重要的污染源。 3.3 建筑物自身的污染 从化学角度讲，室内环境可以看作一个持续性输入和输出的化学反应器。 在建筑施工中,一般会加入一些化学物质,其中的一种或几种可以发生反应,生成 新的物质。而生成的这种新物质往往比它们的本体更具有危害性。例如，室内 的氮氧化物在一定条件下发生光解反应会产生酸性气体，再与空气中的水汽结 合便形成酸雾，这不仅会腐蚀家具，还危及到人们的健康。另外，地下土壤和 建筑物中石材、地砖、瓷砖中放射性物质形成的氡是一种无色无味的天然放射 性气体，对人体危害极大，却不易察觉。 3.4 室外大气的污染 室外的大气污染与生态环境的破坏也是加剧室内污染的原因之一。室内和 室外大气是一个完整的大气系统，不断地进行气体交换，所以室外大气对室内 大气的影响不容忽视，随着目前大气污染及生态破坏越来越严重，室外的氮氧 化物、一氧化碳、二氧化碳、扬尘等会加剧室内空气污染。室外的大气污染和 生态环境的恶化也是室内空气污染加重的原因之一。室外大气中的气溶胶颗粒 是室内颗粒物污染的主要来源，所以居住在闹市区的家庭受室外大气的影响更 大一些。气溶胶对人体的危害程度主要与其成分、浓度、来源和粒径有关。 3.5 燃烧产物造成的室内空气污染 做饭与吸烟是室内燃烧的主要污染，厨房中的油烟和香烟中的烟雾成分极 其复杂，目前已经分析出的 3800 多种物质，它们在空气中以气态、气溶胶态存 在。其中气态物质占 90%。其中许多物质具有致癌性。研究发现，不论燃煤还 是燃气都可导致室内空气污染物水平显着高于室外，燃煤导致的室内空气污染 状况比燃气家庭严重。在燃气的家庭中，使用液化石油气的室内空气污染状况 要比使用天然气的严重。 3.6 人体自身的新陈代谢和室内活动 人在室内活动，除人体本身通过呼吸道、皮肤、汗腺可排出大量污染物外， 其它日常生活，如化妆、灭虫、打扫卫生等也会造成空气污染。另外，室内活 动时会增加室内温度，如果湿度再达到一定程度，细菌、病毒等微生物就会大 量繁殖。室内人员的不良行为对空气质量的影响主要表现在吸烟方面，吸烟会 大幅度降低室内空气的质量，使室内烟雾浓度增加，负离子浓度减少， 而负离 子对人体有良好的生理作用，素有“空气维生素”之称。 4 空气中的污染物 民用建筑工程室内空气污染控制对象和指标高低直接影响到工程成本和材 料选择，要求过高会造成不必要的浪费并会阻碍建筑装修行为的正常发展和水 平提 高，根据上面的分析，综合大量文献，当前对室内空气中氡、甲醛、氨、 苯、VOC 或 TVOC(多种可挥发性有机物的总和)这些由建筑材料和装修材料产生 的主要污染物进行控制是适宜的，也是可行的。 4.1常见的污染物 4.1.1 氡 氡(radon)是自然界唯一的天然放射性无色、无味惰性气体。氡气在水泥、 沙石、砖块中形成后，一部分会跑到空气中来，会被人体吸入体内，在体内形 成照射。氡的 12 射线会致癌，WHO 认定的 19 种致癌因素中，氡为其中之一， 仅次于吸烟。规范中规定，I 类民用建筑室内限值定为 200Bqm 3，II 类民用建 筑工程室内限值是 400Bqm 3。 氡的分布很广，它存在于家家户户的房间里。据检测，美国几乎十五分之 一的家庭氡含量较高。调查结果表明，室内氡的来源主要有以下几个方面： （1）从房基土壤中析出的氡。在地层深处含有铀、镭、钍的土壤、岩石中， 可以发现高含量的氡。这些氡可以通过地层断裂带，进入土壤和大气层。 （2）从建筑材料中析出的氡。1982 年联合国原子辐射效应科学委员会的报告 中指出，建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类， 特别是含有放射性元素的天然石材，易释放出氡。 （3）从户外空气中进入室内的氡。在室外空气中，氡被稀释到很低的含量， 几乎对人体不构成威胁。可是一旦进入室内，就会在室内大量的积聚。 （4）从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。只有水和天然气 的含量比较高时才会有危害。 4.1.2 甲醛 甲醛(formaldehyde meth an oloxide)，是无色、具有强烈气味的刺激性 气体， 略重于空气，甲醛易溶于水，是一种挥发性有机化合物，污染源很多， 污染浓度也较高，是室内环境的主要污染物之一。 甲醛是原浆毒物，对眼、呼吸道、皮肤有刺激作用，能与蛋白质中的氨基 酸结合，使蛋白变性，甲醛与空气中的离子性氯化物反应可生成致癌物质 二氯 甲醛醚。当室内空气中甲醛的含量为 0.1mgm 3时就有异味和不适感； O.5mgm 3可刺激眼睛引起流泪；O.6mgm 3时引起咽喉不适或疼痛；浓度再高 空气中的污染物 - 11 - 时可引起恶心、呕 吐、咳嗽、胸闷、气喘甚至肺气肿；当空气中浓度达 30m/m3时可导致死亡，高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害。 甲醛还有致畸、致癌作用，长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽 喉、皮肤和消化道的癌症。室内甲醛有多种来源，可来自室外的工业废气、汽 车尾气、光化学烟雾等等；室内来源主要有两个方面，一是来自燃烧和烟叶的 不完全燃烧，二是来自建筑材料、装饰物品及生活用品等化工产品。甲醛的化 学反应强烈，价格低廉，故广泛用于工业生产已有大约 100 年历史。 甲醛在室内浓度的变化，主要与污染源的释放量和释放规律有关，也与使 用期限、室内温度、湿度以及通风程度等因素有关，其中温度和通风的影响最 重要。 4.1.3 苯 苯(benzene)是无色具有特殊芳香味的液体，是室内挥发性有机物装饰装修 材料的一种，其嗅觉闽为 4.815.0 mgm 3，苯具有易挥发、易燃、蒸气有爆 炸性的特点。H1 苯在各种建筑材料的有机溶剂中大量存在，常用作室内各种涂 料、胶粘剂和防水材料的溶剂或稀释剂，同时劣质家具也会释放出苯系物等挥 发性有机物。目前室内装修中多用甲苯、二甲苯代替纯苯。 在通风不良的环境中工作，短时间内吸入高浓度苯蒸气可引起以中枢神经 系统抑制为主的急性苯中毒。苯可以抑制人体造血功能，对皮肤和黏膜有局部 刺激作用，已经被专家确认是严重致癌物质，轻度中毒会造成嗜睡、头痛、头 晕、恶心、呕吐、胸部紧束感等，并可有轻度黏膜刺激症状。重度中毒可出现 视物模糊、震颤、呼吸浅、心律不齐、抽搐和昏迷，少数严重病例可出现呼吸 和循环衰竭，心室颤动。苯系物中的甲苯、二甲苯的毒害作用与苯基本相同， 但对中枢神经作用较苯强，对造血系统作用比苯低。 4.1.4 氨 氨(ammonia)，分子式 NH3，是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，可 感觉最低浓度为 5.3 ugm 3。氨是一种碱性物质，它对接触的组织有腐蚀和刺 激作用。它可以吸收组织中的水分，使组织蛋白变性，并使组织脂肪皂化，破 坏细胞膜结构，减弱人体对疾病的抵抗力。浓度过高时除腐蚀作用外，还可通 过三又神经末梢的反射作用而引起心脏停搏和呼吸停。 一般建筑室内氨气污染来源有三种类型： 室内排水管道 室内装修材料 混凝土外加剂 4.1.5 总挥发性有机物 挥发性有机物(VOC)是指饱和蒸气压7091Pa 或沸点 9的有机化合物， 如芳香烃、脂肪烃、卤代烃和含氧烃等。TVOC 是一种人体神经对非特异性刺激 的一种量化指标。从广义上说，室内任何液体或固体在常温常压下自然挥发出 来的有机化合物都属于 TVOC，TVOC 在室内空气中作为异类污染物，是极其复杂 的，而且新的种类不断被合成出来。TVOC 中除醛类以外，常见的还有苯、甲苯、 二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二异氰酸酯等，主要都来源于各种涂料、 粘合剂及各种人造材料等。 我国民用建筑工程室内环境污染控制规范 中规定室内空气中 TVOC 浓 度限值 I 类民用建筑工程为 500mg/m3,I 类民用建筑 工程为 600mg/m3。 室内空气中 TVOC 含量的大小与以下四个因素有关：室内温度、室内相对湿 度、室内材料的装载度、室内换气次数(即室内空气流量)。在高温、高湿、负 压和高负载条件下会加剧 TVOC 散发的力度。 4.2改善和提高室内空气品质的途径 （1）常开窗、通风换气。这是最简单直接的提高空气品质方式。选用密封 好的门窗，选择合适的开窗换气时间，防止室外大气污染物进入室内。 （2）尽量减少在室内吸烟的机会，少吸烟或者不吸烟。烟尘气溶胶是室内 一个不容忽视的污染源，一些颗粒较小的气溶胶随呼吸进入呼吸道，会引起一 系列呼吸道疾病。在香烟的烟气成分中，含有一氧化碳、丙烯醛、氰氢酸、氨 等刺激性气体，这些有害气体，对人体的肝脏及支气管粘膜的纤毛上皮细胞， 有严重的损害作用。 （3）合理使用空调，控制室内的温度、湿度。室内湿度太大，容易滋生细 菌，经常清洗过滤器，采取换新风功能好的空调。 （4）选择适当的装修、装饰材料及装修方式。选择释放， 较少的装修材 料、胶水、涂料、油漆等。装修后，开窗换气，待室内氡降低至较低程度后再 入住。由于放射性气体氡可以引起基因突变和染色体畸变，从而对人类长期遗 传产生不良影响，而至今还未找到一个简单而经济的解决办法。所以，目前唯 一可行的只能是把用于构筑物中的具有放射性的材料从建筑材料单上剔除掉。 (5) 采用生物学的方法，有关实验证明，某些室内观叶植物对甲醛有较好 的吸收效果。采用植物来净化室内空气，改善室内空气质量，减少甲醛污染， 是一种经济实用的方法。 (6) 采用高效、负作用小的空气净化器。可吸入颗粒物净化效果、除菌效 率、负离子浓度、臭氧浓度、噪声等项目是衡量一台空气净化器优劣的主要依 据。但是,目前国内外有关空气净化器的研究尚处于不成熟阶段。 空气中的污染物 - 13 - (7) 室内环境的自然化。目前国外已盛行“绿色建筑” （green building） 的概念,但在我国却刚刚起步。所谓“绿色”就是在体现人性化的基础上尊重自 然，使人与自然有机地结合在一起。提倡采用绿色产品,在同等装修水平情况下 尽量简洁化，可有效减少室内污染源数量,从而达到降低污染目的。总之，室内 的自然化就是将人与自然融合，保持人与自然直接与间接的联系。 6 结论 现代生活方式使室内环境的空气污染日趋严重，应引起全社会的广泛关注。 在日常工作和生活中明确减少污染的注意事项，采取有效的防治对策，就能够 有效地遏制室内环境空气污染，使人们远离灾害、污染，生活在清新的空气中， 尽可能地减少室内环境污染给人体带来的伤害。通过对室内空气污染的分析， 充分认识到这是一个复合性因素带来的结果。室内空气污染已成为影响人们日 常工作和生活的重要因素，人们应该正视这一问题，合理利用现有资源的有效 配置，治理好污染的源头，减少污染的可能途径，共同致力于寻求解决室内污 染问题的更好方法。 参考文献 - 15 - 参考文献 1 陈建华.室内空气中甲醛检测的实验室内部质量控制 J广东建材， 2005,16(11)： 6365 2 曲建翘室内空气质量检验方法指南北京：中国标准出版社， 2002:5259 3 王玲玲,多克辛，徐晓力，等.室内空气污染现状与特征研究.甘肃环境研究与监测， 2002,15(2