论文部分内容阅读
摘要：本文研究的主要目的是在社会经济高速发展与环保健康理念不断普及的背景下，强调研究室内空气总挥发性有机物分析方法的重要性。通过系统化总结科学的TVOC分析方法，得出相应的分析结论，以辅助改善我国室内空气环境质量，进而推动国家绿色发展理念的推进，保障人民生命健康并满足群众生活生产需要。此次研究选用的是文献研究法，通过对相应文献的查找，为文章的分析提供一些理论基础。
关键词：室内空气;总挥发性有机物;TVOC;分析方法
Abstract：the main purpose of this paper is to emphasize the importance of the analysis method of total volatile organic compounds in indoor air under the background of the rapid development of social economy and the continuous popularization of the concept of environmental protection and health. Through the systematic summary of scientific TVOC analysis methods，the corresponding analysis conclusions are obtained to help improve China's indoor air environment quality，promote the promotion of the national concept of green development，ensure people's life and health and meet people's living and production needs. This study selects the literature research method. Through the search of the corresponding literature，it provides some theoretical basis for the analysis of the article.
Key words：indoor air;Total volatile organic compounds;TVOC;Analytical method
前言：在我国可持续发展理念中要求经济效益与环境效益的统一，随着我国现代化建设脚步的推进，民用及工业建筑工程在城乡各个区域的数量激增，同时建筑从竣工到投入使用的间隔较短，使得施工建材与内部装修为建筑室内所带来的室内空气污染则对使用者的健康造成巨大影响。TVOC是室内空气化学污染的主要成分也是衡量室内空气质量的客观尺度，目前环保行业对其的检测与治理多集中与甲醛及苯类物质，但由于我国针对TVOC的相关分析方法较为庞杂，目前亟须对该方面进行科学梳理。因此，本文此次研究的内容和提出的策略对提高室内空气污染监测治理水平具有理论性意义与现实意义。
1.分析方法
针对TVOC成分的具体构成，以往我国室内环境分析工作主要采用活性炭吸附配合色谱色相分析及分光分度两种具体方案，以分别应对室内空气TVOC中的苯类及醛类空气污染物[1]。TVOC中的苯类污染主要包括三苯物质，该类物质在室内空气内的漂浮体积较大，可被活性炭吸附，同时其化学性质比较活跃在与二硫化碳进行反应后可在气相色谱中呈现较为明显的身份特质。TVOC中的醛类污染主要包括甲醛，该类物质可依据朗博比尔定律，在实际分析过程中呈现出的吸光差异，进而为分光分析创造出相应条件，以完成对室内空气中的醛类成分的定性及定量工作[2]。但以上这两类方案在实际分析过程中的局限性也比较明显：首先这两类TVOC分析办法对于分析对象的样品采集缺乏规范性，受限于室内空气的流动特性，在实际分析过程中TVOC成分分析的灵敏度将有所损耗;其次以上两类TVOC分析办法皆以提高精确度为目的在实际分析过程中引入了物质测核磁时所用氘以代指TVOC分析中实际的峰，而这种办法会在一定程度上掩盖新生痕量组份，为分析结果带来相对误差;最后，以二硫化碳为代表的有毒性有机化学物质在这两类分析方案中被普遍使用，此类物质会在分析现场对室内空气环境进行二次污染，与原本室内空气环保理念相悖。
伴随着现代科技的不斷突破，热脱附气相色谱联用技术开始在室内空气分析中投入使用。该技术使用新型吸附管材代替传统活性炭吸附，相较于活性炭材料使用的一次性与饱和限制，新型吸附管材的管状结构结合现代解吸装置的使用可以实现对目标样本进行吸附-脱附-分析-吸附流程，以保证在样本在得到分析的过程前采样工作的完整性与精确性，直接将分析的灵敏度提升至纳克级别[3]。同时该技术结合现代化化学理论突破，将原有室内中的苯、醛两类污染扩充至国家新标准中提及的九类有机物成分，并对其采用色谱条件分析以提升分析技术的科学性与精细度。
2.1分析步骤
采用液体外标法，将10与100的样品溶液进行混合，而后将混合后的标准溶液以纳克为标准单位通过10微升的进样器注入到新材质吸附管内部，而后以每分钟100毫升的速度向管内注入氮气，在持续注入5分钟后，对吸附管内密封物质进行色谱离子分析得出VOCs九类物质的成分含量[4]。某次实验中具体的离子流分析图示如下图1所示。
采用精密度实验法，使用专业微量注射仪器向新材料吸附管内注射5微升的标准样本溶液，连续注射六根吸附管，标准样品溶液每毫升液体体积内部含有100微升样品成分，而后将六根吸附管按顺序在全自动热感脱附仪内进行放置，启动仪器开关完成室内空气污染化合物的分析测定，测定结果内容包括TVOC成分的光谱曲线形状以及根据相关数r与相对标准差共同计算的物质回归方程式[5]。 2.2分析计算
液体外标及精密度实验法所获得的样品数据及色谱曲线，是TVOC分析中的重要数据支撑，根据污染物现场新生规律与单位面积最大值数额，在实际分析过程中往往以假定计算的方式完成目标环境的现场空白对照，因此样品分析的规律性与次序感对分析的做种结果起着至关重要的作用。同一场景内目标样品分析顺序如图2所示。
在样品分析过程中所涉及的运算公式由样品标况体积换算、单组分分析浓度计算及总TVOC运算构成。
样品标况体积换算公式如下：
在该公式中表示体积，指代标准环境状态下以升为单位室内空气污染物样品采样体积，则单纯代指样品的采样体积，统一单位为升;表示温度，指代标准环境状态下的以开式为单位的运算基准温度，即273开式，则单纯代指与绝对温度相加后样品采样现场温度开开始即开式;表示气压，指代以千帕为单位标准环境下的大气压强数值，即101.3千帕，则单纯指代空气污染样品的采样时刻压强，以千帕作为单位。
样品单组分分析浓度公式如下：
在该公式中指代样品气体中的浓度构成，以每立方米内的微克剂量作为浓度单位;指代样品气体中的质量构成，以纳克作为质量单位;Vs则指代标准环境下所采集样品的总体积，以升为体积单位，标准环境即氣温保持在0摄氏度，且大气压强位于101.325千帕不变的理想数值下。
样品总运算公式如下：
该公式表明在标准环境下新材质吸附管体中处于与元素之间的有机污染元素浓度之和即为室内空气总挥发性有机物浓度数值，其浓度单位采用每立方米内的微克剂量，而对于非标准环境下的采集样本则具体以甲苯浓度作为总浓度的参比定量。
2.分析结论
样本采样通常情况下以10升为固定体积，若在10升单位室内环境空气气体内检出九类污染样本有效成分则视为目标环境内室内空气中中挥发有机物超标[6]。
将热脱附气相色谱联用技术投入室内空气污染检测实践，根据国家法律法条及行业标准，在将两类污染物质扩充为九类后，现阶段室内施工中苯类污染物的已经得到较为明显的控制，三苯物质仅占室内空气中超标总挥发性有机物质的三成左右。同时技术中所使用的色谱质谱全扫描分析可以在九大类污染物类型的基础上为室内空气污染性有机物的最终定性范围延伸至三百种以上，且该技术可对多数可检测的污染物采用纳克级别完成具体分析，极大程度上地提升了TVOC分析的精密性与广泛性。
热脱附气相色谱联用技术中精密度实验法所使用的吸附管的色谱分析是建立在科学化色谱柱选择的基础上的，为更好实现对于九大类污染物的独立分析，该技术在多类型广谱柱结构中选择了柱，优先保证室内空气中总挥发性有机物中的苯类污染物的分析效果。
结束语：对室内空气中总挥发性有机物（TVOC）的分析方法进行研究是建筑行业现代化发展的必由之路，充分体现了可持续发展理念以人为本的核心主旨，是我国建设环境友好型社会的关键切口。通过本文研究得知TVOC分析方法关注于TVOC的样品的分析步骤以及分析计算，基于此本文最终总结了具体的TVOC分析结论。
参考文献：
[1]朱剑禾，王逸虹.室内空气中的TVOC（总挥发性有机物）分析方法的研究[J].环境研究与监测，2004，017（002）：12-13.
[2]陈颖毅.论室内空气中总挥发性有机物（TVOC）分析方法[J].城市建设理论研究：电子版，2011（36）.
[3]梁敏娟.室内空气中总挥发性有机物TVOC的研究[J].中国化工贸易，2018，010（025）：246，248.
[4]张英俊.室内空气中总挥发性有机物（TVOC）分析要点[J].经济技术协作信息，2008（7）：82-82.
[5]傅瑛，王亦军，张凤艳.室内空气中总挥发性有机物（TVOC）检验方法的探索[J].分析测试技术与仪器，2012（01）：47-56.
[6]彭燕，陈迪云，王伯光，等.部分宾馆室内挥发性有机物（VOCs）的初步研究[J].广州大学学报：自然科学版，2002（05）：22-26.
关键词：室内空气;总挥发性有机物;TVOC;分析方法
Abstract：the main purpose of this paper is to emphasize the importance of the analysis method of total volatile organic compounds in indoor air under the background of the rapid development of social economy and the continuous popularization of the concept of environmental protection and health. Through the systematic summary of scientific TVOC analysis methods，the corresponding analysis conclusions are obtained to help improve China's indoor air environment quality，promote the promotion of the national concept of green development，ensure people's life and health and meet people's living and production needs. This study selects the literature research method. Through the search of the corresponding literature，it provides some theoretical basis for the analysis of the article.
Key words：indoor air;Total volatile organic compounds;TVOC;Analytical method
前言：在我国可持续发展理念中要求经济效益与环境效益的统一，随着我国现代化建设脚步的推进，民用及工业建筑工程在城乡各个区域的数量激增，同时建筑从竣工到投入使用的间隔较短，使得施工建材与内部装修为建筑室内所带来的室内空气污染则对使用者的健康造成巨大影响。TVOC是室内空气化学污染的主要成分也是衡量室内空气质量的客观尺度，目前环保行业对其的检测与治理多集中与甲醛及苯类物质，但由于我国针对TVOC的相关分析方法较为庞杂，目前亟须对该方面进行科学梳理。因此，本文此次研究的内容和提出的策略对提高室内空气污染监测治理水平具有理论性意义与现实意义。
1.分析方法
针对TVOC成分的具体构成，以往我国室内环境分析工作主要采用活性炭吸附配合色谱色相分析及分光分度两种具体方案，以分别应对室内空气TVOC中的苯类及醛类空气污染物[1]。TVOC中的苯类污染主要包括三苯物质，该类物质在室内空气内的漂浮体积较大，可被活性炭吸附，同时其化学性质比较活跃在与二硫化碳进行反应后可在气相色谱中呈现较为明显的身份特质。TVOC中的醛类污染主要包括甲醛，该类物质可依据朗博比尔定律，在实际分析过程中呈现出的吸光差异，进而为分光分析创造出相应条件，以完成对室内空气中的醛类成分的定性及定量工作[2]。但以上这两类方案在实际分析过程中的局限性也比较明显：首先这两类TVOC分析办法对于分析对象的样品采集缺乏规范性，受限于室内空气的流动特性，在实际分析过程中TVOC成分分析的灵敏度将有所损耗;其次以上两类TVOC分析办法皆以提高精确度为目的在实际分析过程中引入了物质测核磁时所用氘以代指TVOC分析中实际的峰，而这种办法会在一定程度上掩盖新生痕量组份，为分析结果带来相对误差;最后，以二硫化碳为代表的有毒性有机化学物质在这两类分析方案中被普遍使用，此类物质会在分析现场对室内空气环境进行二次污染，与原本室内空气环保理念相悖。
伴随着现代科技的不斷突破，热脱附气相色谱联用技术开始在室内空气分析中投入使用。该技术使用新型吸附管材代替传统活性炭吸附，相较于活性炭材料使用的一次性与饱和限制，新型吸附管材的管状结构结合现代解吸装置的使用可以实现对目标样本进行吸附-脱附-分析-吸附流程，以保证在样本在得到分析的过程前采样工作的完整性与精确性，直接将分析的灵敏度提升至纳克级别[3]。同时该技术结合现代化化学理论突破，将原有室内中的苯、醛两类污染扩充至国家新标准中提及的九类有机物成分，并对其采用色谱条件分析以提升分析技术的科学性与精细度。
2.1分析步骤
采用液体外标法，将10与100的样品溶液进行混合，而后将混合后的标准溶液以纳克为标准单位通过10微升的进样器注入到新材质吸附管内部，而后以每分钟100毫升的速度向管内注入氮气，在持续注入5分钟后，对吸附管内密封物质进行色谱离子分析得出VOCs九类物质的成分含量[4]。某次实验中具体的离子流分析图示如下图1所示。
采用精密度实验法，使用专业微量注射仪器向新材料吸附管内注射5微升的标准样本溶液，连续注射六根吸附管，标准样品溶液每毫升液体体积内部含有100微升样品成分，而后将六根吸附管按顺序在全自动热感脱附仪内进行放置，启动仪器开关完成室内空气污染化合物的分析测定，测定结果内容包括TVOC成分的光谱曲线形状以及根据相关数r与相对标准差共同计算的物质回归方程式[5]。 2.2分析计算
液体外标及精密度实验法所获得的样品数据及色谱曲线，是TVOC分析中的重要数据支撑，根据污染物现场新生规律与单位面积最大值数额，在实际分析过程中往往以假定计算的方式完成目标环境的现场空白对照，因此样品分析的规律性与次序感对分析的做种结果起着至关重要的作用。同一场景内目标样品分析顺序如图2所示。
在样品分析过程中所涉及的运算公式由样品标况体积换算、单组分分析浓度计算及总TVOC运算构成。
样品标况体积换算公式如下：
在该公式中表示体积，指代标准环境状态下以升为单位室内空气污染物样品采样体积，则单纯代指样品的采样体积，统一单位为升;表示温度，指代标准环境状态下的以开式为单位的运算基准温度，即273开式，则单纯代指与绝对温度相加后样品采样现场温度开开始即开式;表示气压，指代以千帕为单位标准环境下的大气压强数值，即101.3千帕，则单纯指代空气污染样品的采样时刻压强，以千帕作为单位。
样品单组分分析浓度公式如下：
在该公式中指代样品气体中的浓度构成，以每立方米内的微克剂量作为浓度单位;指代样品气体中的质量构成，以纳克作为质量单位;Vs则指代标准环境下所采集样品的总体积，以升为体积单位，标准环境即氣温保持在0摄氏度，且大气压强位于101.325千帕不变的理想数值下。
样品总运算公式如下：
该公式表明在标准环境下新材质吸附管体中处于与元素之间的有机污染元素浓度之和即为室内空气总挥发性有机物浓度数值，其浓度单位采用每立方米内的微克剂量，而对于非标准环境下的采集样本则具体以甲苯浓度作为总浓度的参比定量。
2.分析结论
样本采样通常情况下以10升为固定体积，若在10升单位室内环境空气气体内检出九类污染样本有效成分则视为目标环境内室内空气中中挥发有机物超标[6]。
将热脱附气相色谱联用技术投入室内空气污染检测实践，根据国家法律法条及行业标准，在将两类污染物质扩充为九类后，现阶段室内施工中苯类污染物的已经得到较为明显的控制，三苯物质仅占室内空气中超标总挥发性有机物质的三成左右。同时技术中所使用的色谱质谱全扫描分析可以在九大类污染物类型的基础上为室内空气污染性有机物的最终定性范围延伸至三百种以上，且该技术可对多数可检测的污染物采用纳克级别完成具体分析，极大程度上地提升了TVOC分析的精密性与广泛性。
热脱附气相色谱联用技术中精密度实验法所使用的吸附管的色谱分析是建立在科学化色谱柱选择的基础上的，为更好实现对于九大类污染物的独立分析，该技术在多类型广谱柱结构中选择了柱，优先保证室内空气中总挥发性有机物中的苯类污染物的分析效果。
结束语：对室内空气中总挥发性有机物（TVOC）的分析方法进行研究是建筑行业现代化发展的必由之路，充分体现了可持续发展理念以人为本的核心主旨，是我国建设环境友好型社会的关键切口。通过本文研究得知TVOC分析方法关注于TVOC的样品的分析步骤以及分析计算，基于此本文最终总结了具体的TVOC分析结论。
参考文献：
[1]朱剑禾，王逸虹.室内空气中的TVOC（总挥发性有机物）分析方法的研究[J].环境研究与监测，2004，017（002）：12-13.
[2]陈颖毅.论室内空气中总挥发性有机物（TVOC）分析方法[J].城市建设理论研究：电子版，2011（36）.
[3]梁敏娟.室内空气中总挥发性有机物TVOC的研究[J].中国化工贸易，2018，010（025）：246，248.
[4]张英俊.室内空气中总挥发性有机物（TVOC）分析要点[J].经济技术协作信息，2008（7）：82-82.
[5]傅瑛，王亦军，张凤艳.室内空气中总挥发性有机物（TVOC）检验方法的探索[J].分析测试技术与仪器，2012（01）：47-56.
[6]彭燕，陈迪云，王伯光，等.部分宾馆室内挥发性有机物（VOCs）的初步研究[J].广州大学学报：自然科学版，2002（05）：22-26.