室内空气中VOC现场快速检测方法研究

如题!

第３３卷第１期２００７年１月中国测试技术

ＣＨＩＮＡＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．３３Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００７

室内空气中ＶＯＣ现场快速检测方法研究

马

天１，方正１，关

胜２，但德忠３，谭和平１

（１．中国测试技术研究院，四川成都６１００２１；２．天津经济技术开发区环境保护局，天津３００４５７；

３．四川大学环境科学与工程学院，四川成都６１００６５）

摘

要：对基于ＰＩＤ原理的ＶＯＣ快速检测仪测定室内空气中总挥发性有机物进行了深入的研究，探讨了快检仪测定

ＶＯＣｓ的特点和优势。分别采用已知组分的ＶＯＣ标准气体和现场采样分析，对两种ＶＯＣ测定方法的测定结果进行了比较研究，得出比值Ｒ的范围，提出ＶＯＣｓ表观浓度的概念，对进一步研究两种方法的可比性提供了可靠的依据。关键词：ＴＶＯＣ；ＶＯＣ快检仪；ＰＩＤ；国家标准方法；采样；ＶＯＣ表观浓度；比对Ｘ８２１中图分类号：

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－４９８４（２００７）０１－００２９－０５

ＳｔｕｄｙｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｑｕｉｃｋｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｎｄｏｏｒＶＯＣｕｓｉｎｇＶＯＣｄｅｔｅｃｔｏｒ

ＭＡＴｉａｎ１，ＦＡＮＧＺｈｅｎｇ１，ＧＵＡＮＳｈｅｎｇ２，ＤＡＮＤｅ－ｚｈｏｎｇ３，ＴＡＮＨｅ－ｐｉｎｇ１

（１．ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００２１，Ｃｈｉｎａ；

２．ＴｉａｎｊｉｎＥｃｏｎｏｍｉｃ－ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＡｒｅａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５７，Ｃｈｉｎａ；

３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｕｔｈｏｒｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｕｓｉｎｇＶＯＣｄｅｔｅｃｔｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｏｔａｌｖｏｌａｔｉｌｅｏｒｇａｎｉｃｇａｓｅｓｉｎｉｎｄｏｏｒａｉｒ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｔｒｏｎｇｐｏｉｎｔｓｏｆＶＯＣｄｅｔｅｃｔｏｒ．ＡｐｐｌｙｉｎｇｂｏｔｈＶＯＣｓｔａｎｄａｒｄｇａｓｅｓａｎｄｓａｍｐｌｉｎｇ

ｔｈｅｙｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄｃｏｎｔｒａｓｔｅｄｔｈｅＶＯＣｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍｄｅｔｅｃｔｏｒａｎｄｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｇｏｔｔｈｅｒａｔｉｏａｉｒ，“Ｒ”．ＴｈｅｙａｌｓｏｓｕｇｇｅｓｔｔｈｅｎｏｔｉｏｎｏｆＶＯＣｓｏｓｔｅｎｓｉｂｌｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏｈａｖｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｖａｌｕｅｉｎｆｕｒｔｈｅｒｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＶＯＣ；ＶＯＣｄｅｔｅｃｔｏｒ；ＰＩＤ；Ｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄ；Ｓａｍｐｌｉｎｇ；ＶＯＣｏｓｔｅｎｓｉｂｌｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ

１引言

室内空气中ＶＯＣ种类很多，且浓度存在很大差异，将他们逐一测定将十分费时和困难。因此，通常采用一个量化指标总挥发性有机物（ＴｏｔａｌＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，简称ＴＶＯＣ）的浓度来表示室内空气挥发性有机化合物的总污染水平。ＴＶＯＣ是指室内空气中挥发性有机化合物总的质量浓度，它是利用ＴｅｎａｘＧＣ或ＴｅｎａｘＴＡ采样，非极性色谱柱（极性指数小于１０）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物［１］。

ＶＯＣ现场快速测定仪（以下简称ＶＯＣ检测仪）可在现场直接测定ＶＯＣ浓度，响应快速，实时显示，操作简便，可连续监测。基于ＰＩＤ原理的ＶＯＣ检测

由于国内外均无对色谱分析方仪能测定ＶＯＣ总量。

法与ＰＩＤ原理ＶＯＣ检测仪测定方法的比对研究，更

收稿日期：２００６－０６－１２；收到修改稿日期：２００６－０８－０５基金项目：科技部社会公益重点专项（２００２ＤＩＢ１００３９）作者简介：马染物研究。

天（１９７０－），女，工程师，主要从事室内空气污

没有现场测定ＶＯＣ浓度的标准分析方法，以及相应

的检定规程。为解决两种方法的可比性，建立一种测定室内空气中ＶＯＣ的可靠、简捷、快速、实时显示、操作规范、可计量传递的现场快速方法，我们开展了研究工作。

２仪器设备与实验方法

２．１ＶＯＣ检测仪

根据室内空气质量标准中ＴＶＯＣ的浓度控制范围，参考国家标准方法的测量范围和检出限，本研究选择基于ＰＩＤ原理的ＰＧＭ－７２４０ＶＯＣｓ快速检测仪（美国ＲＡＥ公司），其测量范围（０～９９９９）ｐｐｂ，分辨率１ｐｐｂ，响应时间５ｓ。

ＰＩＤ（ＰｈｏｔｏＩｏｎｉｚａｔｉｏｎＤｅｔｅｃｔｏｒ）光离子化检测器是用一只１０．６ｅＶ光子能量的紫外灯作光源，高能量的紫外辐射可使空气中几乎所有的有机物电离，但空气中的基本成分Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ及ＣＨ４等不被电离。有机物电离后产生带正电的离子与带负电的离子，在正负电场的作用下，形成正比于ＶＯＣ浓度的微弱电流，检测此电流大小，确定ＶＯＣ浓度。分

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３０

中国测试技术２００７年１月

表１甲苯标气测定结果（Ｔ＝１５℃，ＲＨ＝２０％）裂的基团经过电极后又重新复合，被

测定结果（ｐｐｂ）抽出测试腔［２］。甲苯浓度ＲＳＤＳＤ（（ｐｐｂ）％）１２３４５６７８２．２ＶＯＣ快速检测方法

１８０１６９１７１１７０１７２１７５１７８１７４１７５１７３３．０２１．７状态下，按（Ｙ）开机后在“Ｒｅａｄｙ”

５２０５２３５２８５２６５２３５２３５２１５２０５１８５２３３．１４０．６键，内置泵启动，预热时间为１２０ｓ，将

１１５０１１１４１１４７１１８６１１８９１１３６１１６４１１９６１１５６１１６１２７．８６２．４感应头对准被测点，采集气体，测定结

３１６０３１４７３１２２３１１３３１５８３１９９３１８８３１６４３１７５３１５８３０．１１１．０果直接显示，测定结束后，按下（Ｍｏｄｅ）

表２精密度（Ｔ＝１５℃，ＲＨ＝２０％）键，仪器显示“Ｓｔｏｐ？”，再按（Ｙ）键，仪

测定结果（ｐｐｂ）器停止工作，重新回到待机状态。ＲＳＤ甲苯浓度ＳＤ（％）（ｐｐｂ）１２３４５６７８２．３方法可靠性实验

１８０１６９１７１１７０１７２１７５１７８１７４１７５１７３３．０２１．７２．３．１线性范围

５２０５２３５２８５２６５２３５２３５２１５２０５１８５２３３．１４０．６本研究仅选用甲苯标气来考察

１１５０１１１４１１４７１１８６１１８９１１３６１１６４１１９６１１５６１１６１２７．８６２．４仪器的响应范围，同时将仪器读数乘

１７２０１７２５１６８９１７２６１７２４１７１８１７５５１７６７１７８２１７３６３０．０９１．７以甲苯的校正系数０．５，作为最终结

３１６０３１４７３１２２３１１３３１５８３１９９３１８８３１６４３１７５３１５８３０．１１１．０

果。考虑到国内公共场所和居室内挥

测器的设计有很大关系。在“轴向”气流设计中，气４０００）ｐｐｂ，因此分发性有机物浓度范围一般为（０～

流直接射向灯的表面，可能会增加污染物沉积的机别配制浓度为１１０ｐｐｂ、５２０ｐｐｂ、１１５０ｐｐｂ和３１６０ｐｐｂ

会；而＂切向＂气流设计则是气流平行通过灯的表面，的甲苯标气，进行８次平行测定，结果见表１。以甲

就可能减少这种影响［３］。不论何种设计，在仪器零点苯标气浓度为横坐标，仪器响应值为纵坐标，绘制

漂移显著、灵敏度降低时，应对传感器进行清洗。标准曲线，经回归分析：Ｙ＝１．０００２Ｘ＋０．７５３７，Ｒ２＝１。可

２．３．３检出限（分辨率）见，在考察的浓度范围，仪器响应值与甲苯标气浓

经常使用分辨率这一概念，它是指可以对ＰＩＤ，度具有很好的线性。

被仪器可靠地检测到的最低浓度。ＰＧＭ－７２４０检测２．３．２灵敏度

仪的分辨率与测量范围有关，当测量范围为（０～ＰＩＤ是一种ｐｐｍ水平非常精确和灵敏的检测

９９９９）ｐｐｂ（、１０～９９．９）ｐｐｍ和（１００～１９９）ｐｐｍ时，分辨器。然而，ＰＩＤ不具选择性，它区分不同化合物的能

率分别为１ｐｐｂ、０．１ｐｐｍ和１ｐｐｍ。可见，随测定浓度ＰＩＤ对不同化合力较差。换句话说，在相同条件下，

的增大，分辨率有所降低。物响应的灵敏度是不同的。通常，ＰＩＤ是用异丁烯标

２．３．４精密度定的，如果测定其它的有机物，就要适当调整ＰＩＤ

配制浓度为１８０ｐｐｂ、５２０ｐｐｂ、１１５０ｐｐｂ、１７２０ｐｐｂ的灵敏度，才能获得待测物的正确浓度。例如，用异

分别进行８次平行测定，结丁烯校正的仪器测量１ｐｐｍ的苯，仪器显示２ｐｐｍ，和３１６０ｐｐｂ的甲苯标气，

果见表２。从表２可见，对不同浓度的甲苯标气，测表明后者的灵敏度是前者的两倍。一旦确认化学物

精密度很好。定结果ＲＳＤ≤２．４％，质是苯，就可将ＰＩＤ的灵敏度调整到苯的校正系

数，此时仪器就可以准确测量１ｐｐｍ的苯了。可见，２．３．５准确度

评估测定结果的准确度，可采用不同的方法。对ＰＩＤ，校正系数ＣＦ代表了测定的灵敏度。ＣＦ值越

本研究采用甲苯标准气体来评价ＶＯＣｓ检测仪的准低，这种物质的灵敏度就越高。

湿度２１％。确度。测试环境温度１７℃，ＰＩＤ的灵敏度取决于紫外灯的能量和有机物的

配制不同浓度的甲苯标准气体（表３），对各浓电离电位（ＩＰ），同时还受到其它因素尤其是湿度的

计算相对误差，结果见表４，相对度平行测定８次，影响。尽管水蒸气不能被ＰＩＤ灯离子化，但它可以

误差均小于１．５％。在离子化腔中反射、散射和吸收紫外光线。非离子

２．３．６方法的总不确定度，比如甲烷，也化的蒸气（ＩＰ值大于灯能量的物质）

按精密度规定，被测物在方法测定范围（０．５～５可能象水蒸气那样散射紫外光，从而降低检测器的

倍卫生标准的浓度）内对各浓度水平进行重复６次灵敏度。采样进到检测腔中的灰尘和颗粒同样会降

测定，其全量程的平均相对标准偏差应小于或等于低检测器的灵敏度，沉积在窗口上的颗粒也可能减

７％；上、下限浓度点的相对标准偏差应小于或等于少灯对样品的辐射，水蒸气或其它较热的气体和蒸

１０％。方法总不确定度规定，在上述精密度的条件气在窗口上的冷凝也有同样的影响。上述影响同检

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第３３卷第１期马天等：室内空气中ＶＯＣ现场快速检测方法研究

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知物质准确定量；对其它未知的挥发性有机物

（ＶＯＣ），用甲苯的响应系数定量。即ＴＶＯＣ是已知标准气流量稀释气流量配气浓度

甲苯标气浓度（ｍＬ／ｍｉｎ）（ｍＬ／ｍｉｎ）６］（ｐｐｂ）ＶＯＣ与未知ＶＯＣ（以甲苯计）的浓度之和［５，。

９５８５７１１０３．２实验室比较１１００ｐｐｂ

１３６４３５２６２本研究考虑到ＶＯＣ检测仪与国家标准方法检７３１２０７８５５

测原理的差别，为了使完全不同的两种方法具有相１５ｐｐｍ

１００８６０１５６２

对可比性，在相同条件下，仅对单一标准物质和两种组分已知、比例固定的混合标准物质进行了比对。表４ＶＯＣ快检仪准确度（Ｔ＝１７℃，ＲＨ＝２１％）

３．２．１单一挥发性有机物测定值（ｐｐｂ）相对误差标准气

（％）（ｐｐｂ）１先分别用标准方法和ＶＯＣ检测仪测定２３４５６７８３０ｍ３实验舱中的背景值，再取３８ｕＬ甲１１０１１２１１４１１５１０３１０７１０８１０３１０６１０９０．９

苯溶液于舱中表面皿上，用吹风机吹干，２６２２６２２６４２６３２６３２６３２６１２６０２６５２６３０．３

打开风扇混匀，５ｍｉｎ后，用采样管热解８５５８６３８４５８６３８５７８５９８９１８７８８８４８６８１．５

吸气相色谱和ＶＯＣ检测仪同时测定，测１５６２１５７４１５６１１５７９１６００１５９４１５８２１５８８１５５７１５８０１．２

定结果需扣除背景，结果见表５。下，全量程的测定值与真实值之差，在概率９５％置

Ｔ２０℃，ＲＨ２０％，大气压标准方法采样条件：信度时，小于或等于±２５％。通常是以标准物质的定

力１０１．３ｋＰａ，采样流量２４５ｍＬ／ｍｉｎ，采样时间５ｍｉｎ，值或者用精密度和准确度符合要求的标准方法的

实测值作为真实值。总不确定度的表达式为［４］：背景值为７１μｇ／ｍ３。ＶＯＣ检测仪设置：预热时间

×｜ＭＲＳＤ｜］×１００％２ｍｉｎ，数据采集时间间隔６０ｓ，测定时间５ｍｉｎ，取

∑ｂｉｎｉ＋ｂｉｎｉｂｎ＋ｂｎ＋Λ５ｍｉｎ测定的平均值作为测定结果，背景值为＝１１２２ｉｉ

１０２ｐｐｂ。

－ｘ表５ＶＯＣ检测仪法与标准方法测定甲苯结果比对（μｇ／ｍ３）ｂｉ＝ｘ０ｉ

表３

甲苯标准气体配气浓度

１２２ｉＭＲＳＤ＝１ｉ#

３

序号１２３４５６

测定结果

国家标准法

８３９７８０６８４５８２５６６４９４

ＶＯＣｓ检测仪法

８４２７８４６８０５８２５４８５０８

相对误差（％）

０．４０．５０．６０３．２２．８

ｓ

ＲＳＤｉ＝ｉ

ｘ"ｉ

———平均相对偏差的绝对值；ｂｉ———对第ｉ水平的测定值和真实值之间的相对偏差；ｎｉ———对ｉ水平重复测定的次数；ｉ———对第ｉ水平ｎ次测定值的平均值；ｘ０ｉ———第ｉ水平的真实值；ＭＲＳＤ———平均相对标准偏差的绝对值；ＲＳＤｉ———对第ｉ水平ｎ次测定值的相对标准偏差；ｓｉ———对第ｉ水平上６次测定值的标准偏差。由表４计算平均相对标准偏差（ＭＲＳＤ）为１．６１％，平均相对偏差（为－０．３０％，代入公式得到ＰＧＭ－７２４０现场快速测定仪测定甲苯标气总不确定度（ＲＯＵ）为３．５％。

对国家标准方法和ＶＯＣ检测仪根据表５数据，

法测定甲苯的结果进行相关分析，作出相关曲线（图１），线性回归方程：Ｙ＝１．００３２Ｘ－２．２７２４，ｒ＝０．９９３８（ｎ＝６）。对相关系数ｒ进行显著性检验：ｔ＝１７．８８＞ｔ

０．０１，两种方法相关有非常显著意义。（，６）

３

３．１

与现行国家标准方法比较

现国家标准ＶＯＣ分析方法

在非极性色谱柱、热解吸－ＧＣ／ＦＩＤ或ＭＳＤ条件下，对保留时间在Ｃ６～Ｃ１６之间所有化合物，首先定出尽可能多的有机物（至少十个最大峰），对这些已

如题!

３２３．２．２

中国测试技术２００７年１月

甲苯和正戊烷混合物

先测出３０ｍ３实验舱中的背景值，按以下比例，再分别挥发三组甲苯、正戊烷混和液，用两种方法同时测定，测定结果需扣除背景，结果见表６。

Ａ：２μＬ甲苯＋２μＬ正戊烷Ｂ：１０μＬ甲苯＋１０μＬ正戊烷Ｃ：３０μＬ甲苯＋３０μＬ正戊烷实验条件：Ｔ１５．８℃，ＲＨ２０％，大气压力１０１．３ｋＰａ，采样流量２５０ｍＬ／ｍｉｎ，采样时间５ｍｉｎ，背

ｇ／ｍ３。ＶＯＣ检测仪设置：预热时间２ｍｉｎ，景值为９９μ

数据采集时间间隔６０ｓ，测定时间５ｍｉｎ，取５ｍｉｎ测定的平均值作为测定结果，背景值为２６８ｐｐｂ。

表６

ＶＯＣ检测仪法与标准方法测定甲苯和正戊烷混合物结果比对（μｇ／ｍ３）

混合物ＡＢＣ

ＶＯＣｓ检测仪法相对误

差（％）总浓度＊甲苯正戊烷总浓度＊７０５８４８２４５０６７２６４４

１９７２２６１０５６１０２３１５４３１６１８

４２３６２８０２６３３９３３８２

４３３４２９７２７３３７２３５９

２．４５．６６．１３．８５．３６．０

国家标准方法

根据表

６数据，对国家标准方法和ＶＯＣ检测仪

法测定甲苯和正戊烷的结果进行相关分析，作出相

表７

ＶＯＣ检测仪法与国家标准方法现场测定结果比对

检测仪法Ｒ

Ｂ（ｐｐｂ）（Ａ／Ｂ）２４２４７３１１９７８０１１８４３８３３２８６１５３７４２６７３１６３７６８４２２３００２１６２６２４５０１４９４８８１９４１４９４６０２１１６２２２２７４

１．５７１．４９２．５０１．３０３．１３１．７８２．７６１．９０２．１１２．１０２．０７０．０７２．２１２．５９２．７７３．５９１．８６６．１０４．５６５．２１０．９４１．７３０．６００．９８３．９３

温度湿度标准法Ａ色谱峰主序号（℃）（％）（μｇ／ｍ３）成分＊１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１２２２３２４２５２６

１２１５１６１４１６１４１７１４１６１２１６１５１１１４１５１５１４１４１０１１１５２０１８１５１１１４

１５１６１５１９２３１３１６１２１８１９２０１９２２１６３０１６２０１５７１５１５１９２３１６１４１２

３７９７０４２９９０１０４２５７６６８０９０５１１６９７９０５６１４７３６５４２５１８６５５９６４５９８９４２８３８９０９２２２４１０１０１４００１０４０６９５２１７２９１

Ｂ、Ｔ、ＢＡｐＤ、２ＥＴ、Ｘ、ＢＡ、Ｅ

ＴＴ、Ｂｚ、ＣｐＤ、２ＥＢＡ、ＢｚＴ、Ｔ、Ｂｚ、ＴＴ、Ｂｚ、ＴＢｚ、２Ｅ、ＴＴ、２ＥＢＡＴ、Ｂ、ｐＤ、ＡＣ、ＴＴ、Ｔ、Ｂｚ、ＣＴ、Ｂｚ、ＣＢｚ、ＸＴ、Ｔ、ＴＴ、ＢｚＴ、ＢＡ、ｐＤＣ８、Ｂｚ、ＣＴ、ＸＴ、ＢＡＢＡ、ＢｚＢｚＴ、Ｔ、Ｂｚ

注：总浓度单位为ｐｐｂ

对混合物的浓度进行单位换算时，仅根据ＶＯＣ

检测仪读数是无法知道混合物中各种物质含量的，也就无法换算单位。因此，需通过标准方法色谱分析，得出各种物质的浓度（μｇ／ｍ３），才能将单位换算成ｐｐｂ，与仪器方法结果进行比较。换算公式如下：

Ｃｐ＝ｂ×Ｃ

式中：Ｃｐ———以ｐｐｂ表示的气体浓度；

Ｃ———以μｇ／ｍ３表示的气体浓度；Ｍ———物质的摩尔质量（ｇ／ｍｏｌ）；ｂ———气体的摩尔体积（Ｌ／ｍｏｌ）。

将被测物浓度Ｃ由公式转换为Ｃｐ后，还需对Ｃｐ进行校正。因ＰＩＤ仪是用异丁烯标定的，因此，要以被测物质对异丁烯的校正系数进行校正。公式如下：

Ｃｐ异＝Ｃｐ

式中：Ｃｐ异———被测物质相对异丁烯的ＰＩＤ响应值

（ｐｐｂ）；ＣＦ———被测物质的校正系数。

Ｃｐ异＝２２．４Ｃ总换算公式：

将各被测物的Ｃｐ异相加后，可与ＶＯＣ检测仪读数比较。甲苯和正戊烷的校正系数分别为０．５和８。

２０９２．２７

注：＊色谱峰主成分：Ｂ－苯，Ｔ－甲苯，Ｘ－二甲苯，ＢＡ－乙酸丁酯，ｐＤ－对二氯苯，２Ｅ－异辛醇，Ｅ－乙苯，Ｃ－樟脑，Ｂｚ－苯甲醛，Ａ－苯乙酮，Ｔ－萜烯，Ｃ７－正庚烷，Ｃ８－正辛烷

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第３３卷第１期马天等：室内空气中ＶＯＣ现场快速检测方法研究

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关曲线（图２），线性回归方程：Ｙ＝０．９５６５Ｘ＋７．１２３５，

ｒ＝０．９９０８（ｎ＝６）。对相关系数ｒ进行显著性检验：ｔ＝１４．６４＞ｔ０．０１，两种方法相关有非常显著意义。（，６）

可见，ＶＯＣ检测仪方法与国家标准方法对于单一挥发性有机物的测定，相关性很好，具有可比性；对于挥发性有机物的混合物，当其中的各种成份已知并且它们所占比例确定时，两种方法相关性也很好，也具有可比性。

３．２．３与国家标准方法的现场比较

本研究将ＶＯＣ检测仪与国家标准方法在现场同时采样测定。分别在不同的现场，随机布点采样，

其中有效数据１９０户。同时测定。共采样２１３户，

采样点主要集中在客厅、卧室和书房，采样点距离

采样高度保持在呼吸带（１～１．５）ｍ之间。墙壁１ｍ以上，

标准方法采样流量１００～３００ｍＬ／ｍｉｎ，采样时间３０ｍｉｎ；ＰＧＭ－７２４０ＶＯＣ检测仪预热时间２ｍｉｎ，数据采集时间间隔３０ｓ，测定时间１０ｍｉｎ。部分测定结果见表７。

由于ＶＯＣ检测仪的读数反映的是ＶＯＣ瞬间浓度，而采样现场ＶＯＣ的释放受到温度、湿度、气流、气压等诸多因素影响，浓度并不恒定。而采气管采样测定的是平均值，这会给两种方法比对带来一定误差。为尽量消除这种误差，本研究确定ＶＯＣ检测仪每３０ｓ读一数据，１０ｍｉｎ读２０个，取其均值为测定值。

对室内空气ＶＯＣ现场测定结果表明，两种方法没有直接可比性。这是因为国家标准方法是对保留时间在正己烷和正十六烷间的化合物进行分析，而实际情况远比这复杂得多。而ＰＩＤ可对浓度差别较大的各组分准确定量。但是各物质的电离电位和物理性质不同，ＰＩＤ对它们的响应是不同的。因此，在对室内空气ＶＯＣ组成不了解的情况下，无法确定具体的校正系数，这是造成两种方法不能直接可比的主要原因。

仅从数字大小看，两种方法测定从表７可见，

结果的比较有三种情况：

ａ．标准法结果≈仪器法结果ｂ．标准法结果＞仪器法结果ｃ．标准法结果＜仪器法结果

我们将这一浓度称之为ＴＶＯＣ的表观浓度。ＴＶＯＣ表观浓度对判断ＶＯＣ污染的相对水平、跟踪ＶＯＣ的变化规律方面特别实用。

本研究以甲苯标气为代表物，对ＶＯＣ检测仪性能和测定条件进行了深入考察。对１１０ｐｐｂ～１５６２ｐｐｂ甲苯标气，测定的相对误差＜１．５％，日内８次测定的ＲＳＤ＜２．４％；对５２０ｐｐｂ～３１５０ｐｐｂ甲苯标气，日间８次

总不确定度为３．５％。仪器适宜测定的ＲＳＤ＜２．６％；

的湿度范围：０～８０％，在所考察范围内，温度和风速对测定无影响。

本研究提出用ＶＯＣ检测仪与国家标准方法测定结果的比值Ｒ来粗略估算两者的相关性。通过对现场两种方法测试的大量数据分析，发现比值Ｒ集中在１．５～３．５间的占了全部样本的７３％以上；其中２．０～２．５的占了全部样本的１／４。这表明我国室内空气中ＶＯＣ污染的规律性较强，主成分相对稳定，这为进一步研究两种方法的可比性提供了可靠依据。

同一类物质，ＣＦ随观察ＶＯＣ校正系数表发现，

着分子量的减少而增大，且变化幅度大。例如，校正系数：戊烷８．４，庚烷２．８，辛烷１．８，壬烷１．４；乙酸乙

乙酸丙酯３．５，乙酸丁酯２．６。对于含苯环的酯４．６，

有机物，ＣＦ相差不大，通常小于１，如苯乙烯０．４，氯甲苯０．６，苯乙醚０．７，苯酰氯０．６，苯胺０．５等。

Ｃ１６之间的化合物，对标准方法计算的是Ｃ６～

小于Ｃ６的低碳化合物不考虑。而ＶＯＣ检测仪对它们均能产生灵敏响应。如果室内空气中大量存在这些物质，就会对两种方法的比对产生较大影响。由于它们的校正系数大，仪器的读数就会变小，造成两种方法测定结果的比值Ｒ增大。

ＶＯＣ检测仪（ＰＩＤ原理）与国家标准分析方法（ＧＣ－ＭＳ／ＦＩＤ）的检测原理不同，两种方法不具直接可比性。但是在ＶＯＣｓ中化合物已知、其所占比例确定的情况下，两种方法测定结果有很好的可比性，且测定结果可相互换算，本研究提出了换算公式。

［１］王

参考文献

俊，张景义，陈双基．室内空气中总挥发性有机物

４结果与讨论

的污染［Ｊ］．北京联合大学学报，２００２，１６（３）：５２－（ＴＶＯＣｓ）

５６．

［２］美国ＲＡＥ公司．ＰＩＤ及气体监测应用技术指南，２０００．［３］张思福，ＰｅｔｅｒＲｏｌｆｅ，俞志伟．室内空气现场实时监测的

技术和仪器［Ｊ］．中国环境卫生，２００３，（６１～３）：４５－５４．［４］崔九思．室内空气污染监测方法（第１版）［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２：７６５－７７０．［５］ＧＢ／Ｔ１８８８３－２００２，室内空气质量标准［Ｓ］．［６］ＰｅｌｌｉｚｚａｒｉＤ，ＣａｒｐｅｎｔｅｒＨ，ＢｕｎｃｈＥ．ＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓ

ｏｆＴｒａｃｅＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒ－ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｎＡｍｂｉｅｎｔＡｔｍｏｓｐｈ－

ｅｒｅ［Ｊ］．Ｅｎ－ｖｉｒｏｎ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，１９７５，（９６）：５５６－５６０．

ＶＯＣ是许多种挥发性有机物质组成的复杂混

合物。前已述及，对于室内空气中的ＶＯＣ，仅凭ＶＯＣ检测仪是无法确定其中含有哪些具体物质以及它们各自所占比例的，当然也就无法确定具体的校正系数，换句话说，其真实浓度是不知道的。因此，从理论上讲，用ＶＯＣ检测仪测定室内空气中的ＴＶＯＣ，其测定结果只能反映ＶＯＣ相对浓度的高低，

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