建筑环境测试技术TVOC

---TVOC

室内(shìnèi)环境监测精品资料室内(shìnèi)环境监测

----TVOC什么是TVOCTVOC的危害(wēihài)TVOC的来源TVOC的分析方法

精品资料

什么(shénme)是TVOC?

VOC就是挥发性有机化合物(VotatileOrganicCompound)的英文简称。无论是涂料还是油漆，在使用过程中，都会释放VOC。那什么是TVOC呢？很简单就是:总挥发性有机化合物。是指常温下能够挥发成气体的各种有机化合物的统称。其中主要气体成分有烷、芳烃、烯、卤、酯、醛等。刺激眼睛和呼吸道，伤害人的肝、肾、大脑和神经系统。TVOC对人体有害是毋庸置疑的。某些提出TVOC无害理论的根据就是香水里含有TVOC，而这并不能说明TVOC无害，世界卫生组织经过论证，其数据明确显示TVOC对人类有危害。TVOC是空气中三种有机污染物（多环芳烃、挥发性有机物和醛类化合物）中影响较为严重的一种。TVOC是指室温下饱和蒸气压超过了133．32pa的有机物，其沸点在50℃至250℃，在常温下可以蒸发(zhēngfā)的形式存在于空气中，它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。

精品资料TVOC分为八类：

烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他(qítā)。它们都以微量和痕量形式出现，所以容易被忽视。TVOC的化学性质：

TVOC是指沸点范围在50～100℃到240～260℃之间的化合物。TVOC在施工中大量挥发，使用中缓慢释放。暴露于不同含量水平的TVOC下所引起的健康效应如下表：

含量范围（mg/m3）描述：

<0.2舒适范围

0.2-0.3多因素暴露范围

0.3-2.5不舒适范围

>2.5毒性范围精品资料TVOC的危害(wēihài)它对人体健康危害很大，若长期处于含有TVOC的环境中，在感官方面会造成人体视觉、听觉、嗅觉受损，在感情方面会造成应激性、神经质、冷淡症或忧郁症，在认识方面会造成长期或短期记忆混淆(hùnxiáo)或迷向，在运动功能方面会造成体力变弱、振颤或不协调。TVOC有嗅味及刺激性气味，且具有化合物基因毒性。目前认为，TVOC可引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状；还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等，严重时可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。一般认为，正常的、非工业性的室内环境TVOC浓度水平还不至于导致人体的肿瘤和癌症。当TVOC浓度为3.0-25mg/m3时，会产生刺激和不适，与其他因素联合作用时，可能出现头痛；当TVOC浓度大于25mg/m3时，除头痛外，可能出现其他的神经毒性作用。

精品资料TVOC的来源(láiyuán)在由于室内装饰装修材料造成的室内空气污染中，挥发性有机气体(qìtǐ)是一种很普遍且对人体危害较大的一类污染物。英国材料、建筑物研究所测定了100户住宅在28天中室内TVOC的浓度水平，研究结果再次证实室内TVOC浓度高于室

外，室内TVOC浓度为室外的2.4倍。室内TVOC的均值为121.8ug/m3。它的特点是：种类多、成份复杂、长期低剂量释放、对人体危害大。总体来说，它的释放主要是使用了大量有机溶剂的溶剂型涂料以及家装使用的各种板材粘合剂。

精品资料TVOC的主要(zhǔyào)来源：

1、室外的燃料燃烧和交通运输；

2、室内的燃煤和燃气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾;

3、建筑材料(如人造板、泡沫隔热材料、塑料板材)和装饰材料(如壁纸、其他装饰品等)；

4、在室内装饰过程中的油漆、涂料和胶粘剂中。一般油漆中TVOC含量在0.4至1.0mg/m3。由于TVOC具有强挥发性，一般情况下，油漆施工后的10小时内，可挥发出90%，而溶剂中的TVOC则在油漆风干过程中只释放总量的25%。

5、化妆品、洗涤剂、捻缝胶、纤维材料(如地毯、挂毯和化纤窗帘)、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排泄物等;

6、室内VOC浓度在0.16mg/m3至0.3mg/m3时，对人体健康基本无害，但在装修中往往要超标，特别是不当的装修。

精品资料TVOC的分析方法热解吸/毛细管气相色谱法光离子化总量直接(zhíjiē)检测法光离子化气相色谱法

气相色谱法（2）精品资料热解吸/毛细管气相色谱法1.方法提要2.适用范围3.试剂和材料(cáiliào)4.仪器和设备5.采样和样品保存6.分析步骤7.结果计算8.方法特性精品资料1.方法(fāngfǎ)提要1.1相关标准和依据ISO16017-1Indoor,ambientandworkpolaceair—Samplingandanalysisofvolatileorganiccompoundsbysorbenttube/thermaldesorption/capillarygaschromatography-Part1:Pumpedsampling1.2原理选择合适的吸附剂（TenaxGC或TenaxTA），用吸附管采集(cǎijí)一定体积的空气样品，空气流中的挥发性有机化合物保留在吸附管中。采样后，将吸附管加热，解吸挥发性有机化合物，待测样品随惰性载气进入毛细管气相色谱仪。用保留时间定性，峰高或峰面积定量。1.3干扰和排除采样前处理和活化采样管和吸附剂，使干扰减到最小；选择合适的色谱柱和分析条件，本法能将多种挥发性有机物分离，使共存物干扰问题得以解决。精品资料2.适用范围2.1测定范围：本法适用于浓度范围为0.5μg/m3～100mg/m3之间的空气中VOCs的测定。2.2适用场所：本法适用于室内、环境和工作场所空气，也适用于评价小型或大型(dàxíng)测试舱室内材料的释放。精品资料3.试剂(shìjì)和材料

分析过程中使用的试剂应为色谱纯；如果为分析纯，需经纯化处理，保证色谱分析无杂峰。3.1VOCs：为了校正浓度，需用VOCs作为基准试剂，配成所需浓度的标准溶液或标准气体，然后采用液体外标法或气体外标法将其定量注入吸附管。3.2稀释溶剂：液体外标法所用的稀释溶剂应为色谱纯，在色谱流出曲线中应与待测化合物分离。3.3吸附剂：使用的吸附剂粒径为0.18mm～0.25mm(60目～80目)，吸附剂在装管前都应在其最高使用温度下，用惰性(duòxìng)气流加热活化处理过夜。为了防止二次污染，吸附剂应在清洁空气中冷却至室温，储存和装管。解吸温度应低于活化温度。由制造商装好的吸附管使用前也需活化处理。3.4高纯氮：氮的质量分数为99.999%。精品资料4.仪器(yíqì)和设备C.4.1吸附管：是外径6.3mm,内径5mm，长90mm（或180mm），内壁抛光(pāoguāng)的不锈钢管，吸附管的采样入口一端有标记。吸附管可以装填一种或多种吸附剂，应使吸附层处于解吸仪的加热区。根据吸附剂的密度，吸附管中可装填200mg～1000mg的吸附剂，管的两端用不锈钢网或玻璃纤维毛堵住。如果在一支吸附管中使用多种吸附剂，吸附剂应按吸附能力增加的顺序排列，并用玻璃纤维毛隔开，吸附能力最弱的装填在吸附管的采样入口端。C.4.2注射器：10μL液体注射器；10μL气体注射器；1mL气体注射器。C.4.3采样泵：恒流空气个体采样泵，流量范围0.02L/min～0.5L/min,流量稳定。使用时用皂膜流量计校准采样系统在采样前和采样后的流量。流量误差应小于5%。精品资料C.4.4气相色谱(sèpǔ)仪：配备氢火焰离子化检测器、质谱检测器或其他合适的检测器。色谱(sèpǔ)柱：非极性（极性指数小于10）石英毛细管柱。C.4.5热解吸仪：能对吸附管进行二次热解吸，并将解吸气用惰性气体载带进入气相色谱(sèpǔ)仪。解吸温度、时间和载气流速是可调的。冷阱可将解吸样品进行浓缩。C.4.6液体外标法制备标准系列的注射装置：常规气相色谱(sèpǔ)进样口，可以在线使用也可以独立装配，保留进样口载气连线，进样口下端可与吸附管相连。精品资料5采样和样品(yàngpǐn)保存将吸附管与采样泵用塑料或硅橡胶管连接。个体采样时，采样管垂直安装在呼吸带；固定位置采样时，选择合适的采样位置。打开采样泵，调节流量，以保证在适当的时间内获得所需的采样体积(tǐjī)(1L～10L)。如果总样品量超过1mg，采样体积(tǐjī)应相应减少。记录采样开始和结束时的时间、采样流量、温度和大气压力。采样后将管取下，密封管的两端或将其放入可密封的金属或玻璃管中。样品可保存14d。精品资料6分析(fēnxī)步骤6.1样品的解吸和浓缩将吸附管安装在热解吸仪上，加热，使有机蒸气从吸附剂上解吸下来，并被载气流带入冷阱，进行预浓缩，载气流的方向与采样时的方向相反。然后再以低流速快速(kuàisù)解吸，经传输线进入毛细管气相色谱仪。传输线的温度应足够高，以防止待测成分凝结。解吸条件见表C.1。精品资料精品资料C.6.2色谱分析条件可选择膜厚度为1μm～5μm,50m×0.22mm的石英柱，固定相可以是二甲基硅氧烷或70%的氰基丙烷、70%的苯基、86%的甲基硅氧烷。柱操作条件为程序升温，初始温度50℃保持10min,以5℃/min的速率升温至250℃。C.6.3标准曲线的绘制

气体外标法：用泵准确抽取100μg/m3的标准气体100mL、200mL、400mL、1L、2L、4L、10L通过吸附管，为标准系列(xìliè)。

液体外标法：利用C.4.6的进样装置分别取1μL～5μL含液体组分100μg/mL和10μg/mL的标准溶液注入吸附管，同时用100mL/min的惰性气体通过吸附管，5min后取下吸附管密封，为标准系列(xìliè)。

用热解吸气相色谱法分析吸附管标准系列(xìliè)，以扣除空白后峰面积为纵坐标，以待测物质量为横坐标，绘制标准曲线。精品资料C.6.4样品分析

每支样品吸附管按绘制标准曲线的操作步骤（即相同的解吸和浓缩条件及色谱分析(sèpǔfēnxī)条件）进行分析，用保留时间定性，峰面积定量。精品资料7结果(jiēguǒ)计算7.1将采样体积按式（C.1）换算成标准状态下的采样体积：式中：V0——换算成标准状态下的采样体积，L；V——采样体积，L；T0——标准状态的绝对温度(juéduìwēndù)，273K；T——采样时采样点现场的温度（t）与标准状态的绝对温度(juéduìwēndù)之和（t+273）K；P0——标准状态下的大气压力，101.3kPa；P——采样时采样点的大气压力，kPa。精品资料C.7.2TVOC的计算(jìsuàn)：（1）应对保留时间在正己烷和正十六烷之间所有化合物进行分析。（2）计算(jìsuàn)TVOC，包括色谱图中从正己烷到正十六烷之间的所有化合物。（3）根据单一的校正曲线，对尽可能多的VOCs定量，至少应对10个最高峰进行定量，最后与TVOC一起列出这些化合物的名称和浓度。（4）计算(jìsuàn)已鉴定和定量的挥发性有机化合物的浓度Sid。（5）用甲苯的响应系数计算(jìsuàn)未鉴定的挥发性有机化合物的浓度Sun。（6）Sid与Sun之和为TVOC浓度或TVOC的值。（7）如果检测到的化合物超出了（2）中TVOC定义的范围，那么这些信息应该添加到TVOC值中。精品资料7.3空气(kōngqì)样品中待测组分的浓度按(C.2)式计算：

式中：c——空气(kōngqì)样品中待测组分的浓度，μg/m3；F——样品管中组分的质量，μg；B——空白管中组分的质量，μg；V0——标准状态下的采样体积，L。精品资料8方法(fāngfǎ)特性

8.1检测下限：采样(cǎiyànɡ)量为10L时，检测下限为0.5μg/m38.2线性范围：106。8.3精密度：根据待测物的不同，在吸附管上加入10μg的标准溶液，TenaxTA的相对标准差范围为0.4%～2.8%。8.4准确度：20℃、相对湿度为50%的条件下，在吸附管上加入10mg/m3的正己烷，TenaxTA、TenaxGR(5次测定的平均值)的总不确定度为8.9%。精品资料光离子化总量直接(zhíjiē)检测法1

原理2

测定范围3

试剂和材料4

仪器和设备5

采样和样品保存6分析步骤8

方法(fāngfǎ)特性7

结果计算精品资料1

原理(yuánlǐ)将空气样品直接注入光离子(lízǐ)化气体分析仪，样品采样泵直接吸入后进入离子(lízǐ)化室，在真空紫外光子（VUV）的轰击下，将TVOC电离成正负离子(lízǐ)。测量离子(lízǐ)电流的大小，就可确定TVOC的含量。

精品资料2

测定(cèdìng)范围以苯为标准物质，苯的检出限为：5μg/m3，测定(cèdìng)范围为：5μg/m3～350mg/m3（进样1mL)精品资料3

试剂(shìjì)和材料

3.1

苯：分析纯；

3.2

椰子壳活性炭：20～40目，用于净化零空气(kōngqì)；

3.3高纯氮气：99.999%；

3.4苯标准气体的制备

将配气体积按4.7.7换算成标准状态下的配气体积。

在20℃，一个大气压下（苯在20℃下密度为0.878g/mL），用5μL微量注射器准确取1.06μL液体苯，注入装有1L高纯氮气的气袋中，并混合均匀，制成苯标准气。该标准气所含苯的浓度为：

准确抽取1mL苯储备气（103mg/m3），再注入充有1L高纯氮气的气袋中，并混合均匀,制备成为1mg/m3的苯标准气体。精品资料4

仪器(yíqì)和设备

4.1

光离子化气体(qìtǐ)分析仪；

4.2

气袋：1L，Tedlar或铝-聚酯薄膜采样袋；4.3

微量进样器：1μL、5μL，经校正；

4.4

注射器：1mL，经校正；

4.5

转子流量计：0～1

L/min，经校正；

4.6

经校正的温湿度计；

4.7

经校正的气压表。

精品资料5

采样和样品(yàngpǐn)保存.将仪器带到现场(xiànchǎng)分析空气中的TVOC。

精品资料6分析(fēnxī)步骤6.1

分析条件

6.1.1

环境要求

除特殊规定外，试验场所的环境条件如下：

环境温度：10℃～35℃；

相对湿度：≤85%RH；

大

气

压：86

～106kPa。

6.1.2

采样(cǎiyànɡ)泵的流速

流速应大于等于400mL/min，用转子流量计在出气口监测流量。

精品资料6.2

仪器的启动

按仪器操作说明书启动仪器进行检测。

6.3

仪器的校正

用1mg/m3苯标准气体(qìtǐ)对仪器进行校正。重复3次，取其中两次数值接近者的平均值。

6.4

样品的定量分析

在相同的分析条件下，对样品进行定量分析。仪器内置的吸气泵将样品从TVOC进样口吸入，由光离子化检测器直接进行检测。

精品资料7

结果(jiēguǒ)计算

样品中待测组分(zǔfèn)浓度的计算：

式中：

CTVOC——样品中组分(zǔfèn)TVOC的浓度，mg/m3；

hTVOC——样品峰高（峰面积）的平均值；

C苯——苯浓度，mg/m3；

h苯——苯峰高（峰面积）。

精品资料8

方法(fāngfǎ)特性

准确度取决于标准气的不确定(quèdìng)度（小于2%）和仪器的稳定性（小于1%）。精品资料光离子化气相色谱法

1

相关标准与依据2

原理3

测定范围4

试剂和材料5

仪器和设备6

采样和样品保存7

分析步骤(bùzhòu)8

结果计算9

线性范围、精密度和准确度10

干扰和排除精品资料1

相关(xiāngguān)标准与依据

.

本方法主要参考GB/T

18883《室内空气质量标准》，并参照美国环境保护局EPA21《挥发性有机化合物泄漏的测定(cèdìng)》而制订。

精品资料2

原理(yuánlǐ)

将空气样品直接注入光离子化气体分析仪，样品由色谱柱分离后进入离子化室，在真空紫外光子的轰击下，将TVOC电离成正负离子。测量离子电流的大小，就可确定(quèdìng)TVOC的含量，根据色谱柱的保留时间对TVOC定性。精品资料3

测定(cèdìng)范围

.

以苯为标准(biāozhǔn)物质，苯的检出限为：5μg/m3，浓度测定范围为：5μg/m3～350mg/m3（进样1mL）。精品资料4

试剂(shìjì)和材料

4.1

苯：分析纯；

4.2

5A分子筛：φ2.8

～φ4.5mm，用于净化载气；

4.3椰子壳活性炭：20

～

40目，用于净化载气；

4.4高纯氮气：99.999%；

4.5压缩空气：钢瓶空气；

4.6

苯储备气(1000mg/m3)的制备(zhìbèi)

将配气体积按4.7.7换算成标准状态下的配气体积。

在20℃，一个大气压下（苯在20℃下密度为0.878g/mL），用5μL注射器准确抽取1.06μL液体苯，注入装有1L高纯氮气的注射器中，并混合均匀，制成苯储备气。该标准气所含苯的浓度为：

精品资料4.7

标准混合气体（1000μg/m3）的制备

根据苯储备气的制备方法，先按上述公式计算出TVOC中已鉴定各物质的取样(qǔyàng)量，然后按取样(qǔyàng)量分别抽取液体苯和已鉴定各物质，注入装有1L高纯氮气的气袋中，并混合均匀，配制成浓度均为1000mg/m3的苯和已鉴定物质的混合气体。再抽取1mL混合气体，注入另一装有1L高纯氮气的气袋中，并混合均匀，制成浓度均为1000μg/m3的苯和已鉴定物质的标准混合气体。

精品资料5

仪器(yíqì)和设备

5.1

光离子化气相色谱(sèpǔ)仪；

5.2

色谱(sèpǔ)柱：28%角鲨烷（80%

Chromsorb

P），尺寸：5m

×Φ3mm，聚四氟乙烯填充柱，柱温：50℃；

5.3

气袋：1L，Tedlar或铝-聚酯薄膜采样袋；

5.4

微量进样器：5μL、100μL，经校正；

5.5

注射器：1mL，经校正；

5.6

转子流量计：0～60

mL/min，经校正；

5.7

经校正的温湿度计；

5.8

经校正的气压表。

精品资料6

采样(cǎiyànɡ)和样品保存

用采样气袋，抽取现场空气冲洗3次，采气1L，密封进气口，带回实验室分析，也可以将仪器带到现场分析。空气中TVOC的浓度(nóngdù)在μg/m3量级的样品保存时间不超过24h。

精品资料7

分析(fēnxī)步骤

K.3.7.1

分析条件

K.3.7.1.1

环境要求(yāoqiú)

除特殊规定外，试验场所的环境条件如下：

环境温度：10℃～35℃；

相对湿度：≤85%RH；

气压：

86

～106kPa；

K.3.7.1.2

载气

普通钢瓶压缩空气，柱前压0.3MPa；

载气流速：最佳流速15mL/min左右，用转子流量计在出气口监测流量。

K.3.7.2

仪器的启动

按仪器说明书启动仪器，一般情况下预热30min后检测。

精品资料K.3.7.3

标准曲线的绘制

K.3.7.3.1

绘制标准曲线

外标法：苯标准气体系列配制见下表：

苯标准气体浓度（mg/m3）苯储备气（103mg/m3）取样量（mL）用高纯氮气定容后体积（L）

111

0.80.81

0.50.51

0.30.31

0.1100μL1

分别抽取上述浓度的苯标准气体各1mL进样，测量保留时间(shíjiān)及峰高（峰面积）。每个浓度重复3次，取其中两次峰高（峰面积）接近者的平均值。分别以苯的浓度为横坐标，峰高（峰面积）平均值为纵坐标，绘制标准曲线。

精品资料

7.3.2

相对校正因子的计算（相对于苯）

采用外标法，测定TVOC中已鉴定化合物的相对校正因子。准确抽取1mL标准(biāozhǔn)混合气体（浓度见K.3.4.7）进样，测量保留时间及峰高（峰面积）。重复进样3次，取其中两次峰高（峰面积）相近者的平均值，计算各物质的相对校正因子：

式中：

fi——待测物质的相对校正因子和测定计算因子。

7.4

样品定性和定量分析

在相同的色谱条件下，从采样气袋中准确抽取被测样气1mL进样。与标准(biāozhǔn)图谱对比定性，峰高（峰面积）(或峰面积)定量，每个样品重复3次分析，取其中两次峰高（峰面积）接近者的平均值。

精品资料8

结果(jiēguǒ)计算8.1

对谱图中的所有(suǒyǒu)物质进行分析。

8.2

根据苯标准曲线及各物质的相对校正因子，对尽可能多的物质定量，然后将物质的名称和浓度一同列出。

8.3

计算已鉴定和定量的物质的浓度Ci：

式中：

Cid——已鉴定化合物i的浓度，mg/m3；

fi——组分i的相对校正因子（相对于苯，由K.3.7.3.2可得）；

Ci——已鉴定化合物在标准曲线上的浓度，mg/m3。

8.4

在标准曲线上直接计算未鉴定物质的浓度Cun（假设相对校正因子为1）：

8.5

TVOC浓度的计算公式为：

式中：

CTVOC——TVOC浓度，mg/m3。

精品资料9

线性范围(fànwéi)、精密度和准确度

线性范围105，精密度取决于进样误差（小于5%）；准确度取决于标准(biāozhǔn)气的不确定度（小于2%）和仪器的稳定性（小于1%）。

精品资料10

干扰(gānrǎo)和排除采用椰子壳活性炭和5A分子筛排除、净化了载气中的污染物，降低了背景，提高了灵敏度，消除了样品电离电位高于10.6eV的化学物质干扰；加之采用了气相色谱分离技术，选择合适的色谱分离条件，可以消除样品中其它有机杂质气体(qìtǐ)对被测物质的干扰。精品资料气相色谱法（2）

2.1

相关标准与依据2.2

原理2.3

仪器及设备2.4

试剂和材料(cáiliào)2.5

采样2.6

空气样品的测定2.7

计算

精品资料1

相关标准(biāozhǔn)与依据

本方法主要依据GB50325《民用建筑工程(gōngchéng)室内环境污染控制规范》。精品资料2

原理(yuánlǐ)选择合适的吸附剂Tenax-TA，用吸附管采集一定体积的空气样品，空气流中的挥发性有机化合物保留在吸附管中。采样后，将吸附管加热，解吸挥发性有机化合物，待测样品随惰性载气进入毛细管气相色谱仪。用保留时间定性(dìngxìng)，峰高或峰面积定量。

精品资料3

仪器(yíqì)及设备

3.1

气相色谱仪：带氢火焰离子化检测器；

3.2