主题:【第十三届原创】总挥发性有机物基础知识

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oscar_2007
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总挥发性有机物基础知识

随着我们生活水平不断提高,对家居装修环境也就越来越重视;不合格的装修材料往往会污染家居室内生活环境,从而影响人的身体健康,那么室内环境污染来源哪里,会产生什么污染源,有什么危害,有哪些检测方法,下面就从TVOC的定义,室内TVOC主要来源及其散发的VOC成分,TVOC的危害及浓度标准,TVOC检测方法四个方面阐述。

.总挥发性有机物(TVOC)的定义

1.1.物理性质角度的定义:在常温下以蒸气的形式存在于空气中 ,饱和蒸气压超过了133.32Pa的有机物,其沸点在50℃至250℃之间。

1.2.从化学角度的定义:美国环境署(EPA)对VOCs的定义是:除了一氧化碳,二氧化碳,碳酸,金属碳化物,碳酸盐以及碳酸铵外,任何参与大气中光化学反应的含碳化合物。

1.3、分析化学角度的定义:用极性指数小于10的石英毛细色谱柱分析,保留时间在正己烷(C6)和正十六烷(C16)之间的挥发性有机化合物。

总挥发性有机物(TVOC)的定义

中国对VOCs 定义汇总表

国家/地区/组织

描述内容

GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》利用Tenax-GC 或Tenax-TA采样,非极性色谱柱( 极性指数小于10) 进行分析,保留时间在更有已烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物。
GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》在本规范规定的检测条件下,所测得空气中挥发性有机化合物的总量。
城市大气挥发性有机化合物VOCs监测技术指南是指在常压下沸点低于260℃或常温下饱和蒸气压大于70. 91Pa 的有机化合物
GB 21902-2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》指常压下沸点低于250℃,或者能够以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物( 不包括甲烷) ,简写作VOCs。
GB 18581-2009室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量在101.3 kPa 标准大气压下,任何初沸点低于或等于250 ℃ 的有机化合物。

国外对VOCs 定义汇总表

国家/地区/组织

描述内容

国际组织

WHO(世界卫生组织)熔点低于室温而沸点在50 ~ 260℃之间的挥发性有机化合物的总称。
国际标准化组织

ISO 4618 /1-1998
在常温常压下,任何能自然发挥发的有机液体和/或固体,一般都视为可挥发性有机物。

欧盟

欧盟VOCs 指令1999 /13 /EC指在293.15 K 温度下,蒸汽压大于或等于0.01 kPa 的任何的有机化合物。

美国

USEPA(环境空气国家实施计划SIP)除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外,任何参加大气光化学反应的含碳化合物。
ASTM D3960-98任何能参加大气光化学反应的有机化合物。

日本

日本大气污染防治法第17条指沸点50℃~260℃的各种有机化合物的总称。

德国

DIN 55649-2000在常温常压下,任何能自然发挥发的有机液体和/或固体,一般都视为可挥发性有机化合物。


二.室内TVOC主要来源及其散发的VOC成分

2.1.建筑、装修材料:家具、各类人造板材、塑料板材、地板、地毯、油漆、涂料、壁纸

可能含有VOC成分:苯、甲苯、二甲苯、异丁烯苯、正十一烷

2.2.添加剂:有机溶剂,胶黏剂

  可能含有VOC成分:苯、甲苯、乙酸乙酯、癸烷

2.3.生活、办公用品:化妆品、杀虫剂、清洁剂、计算机、打印机

可能含有VOC成分:苯、二甲苯、丙苯、丁酮、乙酸乙酯

2.4.室外污染物:工业废气、汽车尾气、工业污染物

可能含有VOC成分:烷烃、芳烃

三.TVOC的危害及其浓度标准

3.1.TVOC的危害

TVOC能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。

3.2.TVOC浓度标准

3.2.1 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》

3.2.1.1该标准由中华人民共住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局于2010年8月18日联合发布并于2011年6月1日起施行的。于2013年6月24日做局部变更,现行版本为GB50325-2010(2013年版),该标准已经成为评价居室室内空气质量是否合格的一项重要项目。

3.2.1.2标准中规定的TVOC浓度限量Ⅰ类民用建筑工程:0.5mg/m3;Ⅱ类民用建筑工程:0.6mg/m3

3.2.1.3适用范围:GB50325-2010适用于民用建筑工程验收(工程完工至少7天以后、工程交付使用前进行验收),是强制性标准。

3.2.2 GB/T18883-2002 《室内空气质量标准》

3.2.2.1该标准由国家质量监督检验检疫总局、卫生部和国家环保总局于2002年11月19日联合发布并于2003年3月1日起正式实施的。

3.2.2.2标准中规定的TVOC浓度限量:0.6mg/m3 。

3.2.2.3适用范围:GB/T18883-2002适用于住宅和办公建筑物、室内环境质量检测(入住后),为推荐性标准。

四.TVOC检测方法介绍(固体吸附/热脱附-气相色谱法)

4.1.方法原理

    选择合适的吸附剂[Tenax (2,6-二苯基对苯醚)GC 或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,峰高或峰面积定量。

4.2.采样及样品保存

    将吸附管与采样泵用塑料或硅橡胶管连接。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(1~10L)。如果总样品量超过1mg,采样体积应相应减少。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14天。

4.3.样品的解析和浓缩(热脱附)

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。

二级热脱附与一级热脱附



二级热脱附优点:

a.无需液体冷却剂(液氮)

b.几乎所有挥发性组分定量准确,包括 C2 组分

c.在很宽沸点范围内目标分析物进行快速解吸附,产生窄峰

d.无需进一步聚焦

4.4.热脱附解析条件

参数条件

GB/T18883-2002标准参考条件(非极性柱)


HJ583-2010标准参考条件(强极性柱)
(GC-2010气相色谱仪&TD-20 热脱附仪)
解吸温度

250℃~325℃


250℃
230℃
解吸时间

5~15min


3min
5min
解析流量

30~50ml/min


30ml/min
50ml/min
冷阱的制冷温度

+20℃~-180℃


/
-10℃
冷阱的加热温度

250℃~350℃


250℃
230℃
传输线温度

/


150℃
200℃
冷阱中的吸附剂

如果使用,一般与吸附管相同,40~100mg


/
20~100mg,电子制冷
载气

99.999%高纯氮气


99.999%高纯氮气
99.999%高纯氮气
分流比

样品管和二级冷阱之间以及二级冷阱和分析柱之间的分流比应根据空气中的浓度来选择


/
10:1
参数条件GB/T18883-2002标准参考条件(非极性柱)

HJ583-2010标准参考条件(强极性柱)


(GC-2010气相色谱仪&TD-20 热脱附仪)
色谱柱非极性(极性指数小于10)石英毛细管柱

固定液为聚乙二醇PEG-20M毛细柱


固定液为聚乙二醇DB-WAX毛细柱
程序升温初始温度50℃保持10min,已5℃/min速率升至250℃

80℃恒温


50℃保持2min,以5℃/min速率升至100℃,然后以20℃/min速率升至160℃,保持1min
柱流量/

3.0mL/min


1.20mL/min
进样口温度/

150℃


200℃
检测器温度/

250℃


200℃
尾吹扫流量/

30mL/min


30mL/min
氢气流量/

40mL/min


40mL/min
空气流量/

400mL/min


400mL/min


4.5.色谱分析条件

4.6标准曲线的绘制(外标法)

用微量注射器移取TVOC质量分别为0.09μg(每种挥发性有机物质量为0.01μg)、0.18μg(每种挥发性有机物质量为0.02μg)、0.45μg(每种挥发性有机物质量为0.05μg)、0.9μg(每种挥发性有机物质量为0.1μg)、1.8μg(每种挥发性有机物质量为0.2μg)、4.5μg(每种挥发性有机物质量为0.5μg)、9μg(每种挥发性有机物质量为1μg)混合标液,逐个通过热脱附仪配套液体进样口使用氮气吹至Tenax管中,进样分析。以每种物质的峰面积为纵坐标,质量为横坐标,绘制9种物质的标准曲线。

4.7.结果计算

4.7.1采样体积换算成标准状态下的采样体积

    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,273K;

    T---采样时采样点现场的温度(t)与标准状态的绝对温度之和,(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。

4.7.2  TVOC浓度计算

式中:

  c---TVOC的浓度,mg/m3;

  m---样品TVOC质量,µg;

  V0---标准状况下采样体积,L。
该帖子作者被版主 zyl336789810积分, 2经验,加分理由:原创有奖
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真够详细的,内容丰富。
谢谢
陈小Q96
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