039天津市某新装修办公楼室内空气中苯系物的监测研究

天津市某新装修办公楼室内空气中苯系物的监测研究天津大学环境学院张欢高彩凤由世俊铁道部第三勘测设计院王斌摘要：本文给出了利用活性炭吸附采样器与气相色谱分析仪相结合，对天津市某新装修办公楼室内空气中苯系物浓度衰减的监测结果。分析了苯系物的释放特性。即在装修后苯系物的浓度随着时间推移而降低，其间有可能出现起伏，这主要是由于房间内的温度、湿度和气流组织的变化导致的短期现象。持续监测表明装修四个月之后仍有部分污染物浓度超标。文章最后得出值得参考借鉴的结论。关键词：室内空气品质苯系物溶剂脱附气象色普法随着人们生活水平的提高，室内空气中挥发性有机物的研究，已经成为现代人工环境的一个前沿研究课题。而苯系物作为室内挥发性有机物（VOCs）的主要组成成分之一，其浓度及释放特性日益受到人们的关注。一些现代化的办公楼，由于装修和装饰都大量使用有机材料，不同程度地含有挥发性有机污染物，在使用过程中会不断散发出一些有毒的有机气体[1]污染室内的空气，特别是其中含有的苯系物，所表现出的毒性、刺激性、致癌作用和具有的特殊气味，能导致人体呈现种种不适反应，对人体健康造成较大影响[2]。同济大学白玮[3]等人利用实测数据，通过对上海市六栋办公楼室内空气品质的主观和客观评价的分析得出，上海市办公楼室内空气品质的可接受率远远低于ASHRAE62-1989所提出的可接受室内空气品质应满足80％的可接受率，另外，深圳和广州的一些学者专家们也通过研究指出当地的某些写字楼等室内公共场所空气品质并不能保证绝大多数人满意[4][5]。众所周知，室内VOCs的主要散发源之一是装修装饰的材料。那么，对于新装修后的办公楼室内空气中主要挥发性有机物——苯系物遵循怎样的释放特性？本文将利用活性炭吸附采样结合气象色谱仪分析的方法，通过四个多月的跟踪监测获得实测数据，并进行分析得出值得参考借鉴的结论。1监测对象本文测试对象为天津市某电子有限公司新装修的办公楼，该建筑是3月份完成装修，4月就正式投入使用，并且在使用过程中为了减小负荷，不经常开窗，空气质量很差。为了具体检测不同功能区的污染情况，我们在其研发部门中选取4个典型区域进行测试：办公区、试验区、会议室和小组室四个房间。主要对苯、甲苯、二甲苯的浓度进行了监测。2监测方法根据室内空气质量标准GB/T18883-2002中GB11737-89的要求，居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法—气相色谱法，因此本测试对苯系物采用活性炭吸附气相色谱法。2.1原理空气中的苯、甲苯、二甲苯（3种）用活性炭管采集，然后用二硫化碳提取，用毛细管色谱柱分离，氢火焰离子检测器检测，用保留时间定性，峰高或面积定量。本监测采用峰高定量。2.2主要仪器和设备配氢火焰离子化检测器的气相色谱仪、空气采样泵以及装入预处理的GH-1型活性炭的采样管，两端用玻璃棉固定，使用前于300～350℃用氮气吹10min，两端密闭保存，使用前用砂轮将两端打开。另外还需注射器、样品管及色谱柱。2.3试剂和材料1除了色谱纯的苯、甲苯及二甲苯外，还需活性炭和二硫化炭，测试时需临时用二硫化碳稀释成所需浓度的苯、甲苯、二甲苯（3种）标准工作液。2.4采样和样品保存各房间采样点的选取以及采样时间、采样频率均按照室内空气质量标准GB/T18883-2002要求来确定，采样后在采样点取出采样管，将采样管接到采样泵，以0.5L/min的流速抽取40L空气，取下采样管放入密闭试管内。2.5分析方法根据气相色谱仪型号和性能制定能分析苯、甲苯、二甲苯的最佳色谱条件，本次测试使用Aglient生产的6890N。利用FID探测器和非极性分离柱进行分析。将混合标准储备液用二硫化碳稀释成浓度分别为0，2µg/mL，5µg/mL，10µg/mL，50µg/mL苯、甲苯、二甲苯混合标准系列管。分别取1µL各混合标准系列管溶液，在最佳色谱分析条件下，进样分析。测量保留时间和峰高，每个浓度重复3次，取峰高平均值（mm）为纵坐标，各组分的含量（µg/mL）为横坐标绘制各组分标准曲线。将采过样的样品管中活性炭倒入样品管内，加入1mL二硫化碳，塞紧管塞，放置1h，并时常振摇。取1µL样品液在与做标准曲线相同条件下进行分析，用保留时间定性，用峰高定量。在每批样品测定的同时，用一支未经采样的空白管按相同的操作条件和步骤作为实际空白测定。最后空气中苯、甲苯、二甲苯的浓度由下式计算[6]：ssEVBhhc××−=00)(式中c——空气中苯、甲苯、二甲苯（3种）的浓度，mg/m3；h——样品管中苯、甲苯、二甲苯（3种）的峰高，mm；h0——空白管中苯、甲苯、二甲苯（3种）的峰高，mm；Bs——由标准曲线得到的计算因子，µg/(mL·mm)；V0——换算成标准状况下的采样体积，L；Es——由试验确定的脱附效率3监测结果与分析3.1小会议室测试结果下面的图1表示小会议室测试结果，该房间面积为15平方米，简单装修，家具为旧家具。有一面砖墙（乳胶漆），两面为木板墙（乳胶漆），剩下一面为玻璃墙；有一个书桌，一个书架，4把椅子，空调经常开。5月份开始重视通风。200.511.52苯甲苯二甲苯污染物浓度mg/m3国家标准4月5日4月10日4月16日4月30日5月16日5月30日6月15日7月7日图1小会议室数据图国家标准允许浓度1小时均值为苯：0.11mg/m3，甲苯：0.2mg/m3，二甲苯0.2mg/m3。由图1我们可以看出该房间内挥发性有机物浓度在监测初期即装修完成后两个月内挥发性有机物浓度严重超标，其中以甲苯最为严重，最大时达到国家标准允许浓度的9倍多。但是所监测的各种有机物浓度总体呈下降趋势，且苯和二甲苯在五月份（装修完成两个月后），在常开门窗等通风手段的辅助下浓度降到了国家标准允许的范围内。但甲苯浓度到监测结束仍未降到国家标准允许的范围。3.2大会议室测试结果下面的图2为大会议室监测结果，该房间面积为80平方米，精装修，家具为新家具，铺设有地毯，不经常开空调。5月份开始重视通风。00.511.522.533.5苯甲苯二甲苯污染物浓度mg/m3国家标准4月5日4月10日4月16日4月30日5月16日5月30日6月15日7月7日图2大会议室数据图由图2可以看出精装修后的大会议室内挥发性有机物浓度值较大，除了二甲苯在装修后两个月浓度下降到国家标准允许范围内之外，其他两种在监测的四个月内均严重超标，以甲苯最为突出。另外在整个监测的时间段内，有机物浓度值在总体下降的趋势下，仍有小幅度的波动，比如4月30日的测试值较大，因为4月底5月初天津市区气候突然变暖，室外气温较之前有大幅度上升，空气湿度也有较大变化。包括六、七月份浓度值的微小回升，这都说明有机物的释放和受室外气象条件影响的室内空气温3度、湿度有关。4月16日的测试结果显示有机物浓度较低，这可能和此次测试之前大会议室举行一次会议，有多人进入并且停留约一小时有关，可见人体对挥发性有机物的吸收过滤能力不容忽视。五月份监测到的结果有机物浓度显著降低和加强通风有很大的关系。3.3办公区测试结果图3为办公区测试数据结果，该区域面积为800平方米，简单装修，家具以旧家具为主，只有书架、报纸架为新家具，只启动内部循环风，无新风进入。5月份开始重视通风。00.511.522.5苯甲苯二甲苯污染物浓度mg/m3国家标准4月5日4月10日4月16日4月30日5月16日5月30日6月15日7月7日图3办公区数据图由上图可以看出，在面积较大且简单装修的办公区，其污染物浓度总体要小于精装修的大会议室，且同样呈良好的下降趋势。通风状况对污染物浓度的影响在该图中表现较为明显，即五月份重视通风以后挥发性有机物浓度显著下降。尽管如此，在监测时间段内，该房间苯和甲苯浓度仍持续超标。3.4实验区测试结果下图4为实验区测试结果，该区域面积为600平方米，简单装修，家具以旧家具为主，只有椅子为新家具，有新风进入，并时常开窗。5月份开始重视通风。00.511.52苯甲苯二甲苯污染物浓度mg/m3国家标准4月5日4月10日4月16日4月30日5月16日5月30日6月15日7月7日图4实验区数据图该图反映的有机物浓度值起伏较大，其中4月30日可视为受室内空气温湿度的影响有机物的挥发4速度增大，而5月30日监测结果增大是因为该房间当天及之前几天通风不好，是为了再次验证通风的效果而故意密闭房间所测得的结果，该结果很好的反映了人为通风对降低室内挥发性有机物浓度的有效性。由于实验区通风状况较好，有机物最高浓度值均小于其他区域。4结论通过对上述图表的分析，我们可以得出以下结论：（1）新装修后办公楼室内空气中苯系物的浓度严重超标。但随着时间的推移，呈逐渐下降的趋势，并且在装修之后的三个月内苯系物浓度下降幅度较大，从第四个月开始浓度下降缓慢。（2）密闭和通风情况对室内空气污染程度有很大影响，因为室外污染物浓度一般低于室内空气中污染物浓度，良好的通风能够将污染物稀释，从而减轻污染状况。（3）四月底浓度较之前同等情况大以及六、七月份部分有机物浓度值有回升，说明温度升高可以使有机物更加易于释放出来。（4）装修机构对用户入住使用的时间建议一般为装修后2到3个月，而持续监测表明装修四个月之后仍有部分污染物浓度超标，由此可见，短期内仅靠通风并不能完全达到控制室内有害物浓度达标的要求，因此，若不得不使用污染物浓度超标建筑，可借助一些先进的空气净化设备来降低室内污染物浓度，使其达标。（5）本次测试突出的污染物为甲苯，说明在该建筑中应用的装饰材料中甲苯量超标严重，浓度最大时是国家标准允许浓度的14倍之多。建议生产厂家在加工时尽量减少苯系物的份额，当然这基于对新型材料的开发和研制。只有尽量的减少甚至杜绝含VOCs的建筑材料进入市场，才能真正的解决室内污染问题，还人类一个健康的工作和生活环境。参考文献[1]ZhangYinping,YingXu，CharacteristicsandcorrelationsofVOCemissionsfrombuildingmaterials,InternationalJournalofHeatandMassTransfer2003（46）：4877－4883[2]戴树桂张林白志鹏等室内空气中苯系物的测定与模拟研究中国环境科学1997，17（6）：485－488[3]白玮龙惟定上海市办公楼室内空气品质的测试和分析建筑热能通风空调2004，23（4）：11－15[4]刘玉峰沈晋明深圳某写字楼室内空气品质主观评价与相关性分析洁净与空调技术2003，4：17－20[5]彭燕陈迪云王伯光等广州市某些室内公共场所中挥发性有机物的研究重庆环境科学2003，25（12）：68－70[6]《室内空气质量标准》GB/T18883－2002中国环境科学出版社2003年1月1日出版作者简介：张欢（1962－），女，副教授通讯地址：天津大学环境学院建筑设备系300072E-mail：[e-mail]电话：13820834971022-27400832传真：[phone]