吕梁市某小区室内TVOC检测及分析

2022-07-27张维中孔令寒

建材技术与应用 2022年4期

□□ 张维中，孔令寒

(1.山西省建筑科学研究院有限公司，山西太原 030001；2.山西省建筑设计研究院有限公司，山西太原 030000)

引言

随着人们生活水平日益升高，室内环境的品质和舒适度受到越来越多关注，室内装修成为必不可少的部分。据统计，人的一生约有80%～90%的时间在室内度过，这意味着室内环境的舒适与健康对人们的生活和工作至关重要。然而随着良莠不齐的装饰装修材料涌入市场，装修引起的环境污染问题时有发生，室内环境问题已经成为人们关注的焦点。其中总挥发性有机物(TVOC)作为重要的污染物之一，严重影响着人们的身体健康，因此，室内空气中TVOC的检测对改善室内空气质量和提高人民生活健康水平有重大意义。

总挥发性有机物(Total Volatile Organic Compounds)是指室温下饱和蒸气压超过133.32 Pa的有机物，其沸点在50～250 ℃之间，在常温下以蒸气的形式存在于空气中，是一种有刺激性气味的有毒气体。当TVOC浓度达到一定值时会严重影响人们的身体健康，破坏人的消化系统、神经系统、呼吸系统等，甚至引起癌症，严重威胁人们的健康。根据相关报道，当室内的TVOC浓度<0.50 mg·m-3，人的身体无不良反应；当TVOC浓度达到2.5～5.0 mg·m-3时，人的身体会产生不适感；当TVOC浓度>5.0 mg·m-3时，人的身体健康就会受到极大威胁，出现各种不良反应；当TVOC浓度>25.0 mg·m-3时，人们的生命安全将受到威胁[1]。

TVOC主要来源于建筑和装饰装修材料中的胶粘剂、涂料、板材、壁纸、地面材料(如地毯、复合木地板等)等，特别是刚装修的住宅中，TVOC浓度很高，对人们的正常居住有很大影响。GB 50325—2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》对室内空气中TVOC的浓度有明确规定，I类建筑和Ⅱ类建筑限值分别为0.45 mg·m-3和0.50 mg·m-3。

1 室内TVOC检测

1.1 采样点的选择

选取10户装修1个月以内与10户装修6个月以上，且户型一致、装修风格接近的住宅进行室内污染物TVOC的检测。选取采样点时，考虑到房间的不同功能区，每户分别在阴面房间、阳面房间和客厅选取1个点进行检测。参照标准GB 50325—2020中的采样方法，采样房间对外门窗提前关闭1 h，采样时，检测点距离房间地面高度为0.8～1.5 m，距离墙面≮0.5 m，同时采集室外上风向空气中的TVOC，并且记录现场温度、湿度与大气压。

1.2 使用设备

采用FYCY-2双通道大气恒流采样器进行采样，采样流量为0.5 L·min-1，采样时间为20 min；采样管为装有200 mg吸附剂的Tenax-TA管，采样管在使用前需要在300 ℃的活化仪中活化30 min；检测设备为带有氢火焰离子化检测器(FID)的FYGC-2000C型气相色谱，检测器温度为250 ℃，进样口温度为200 ℃，柱温升温程序为：色谱柱初始温度为50 ℃，保持10 min，升温速率为5 ℃·min-1，升至250 ℃，并保持2 min。

2 结果与讨论

2.1 装修时间对TVOC浓度影响

检测结果见表1。从表1可以看出，装修1个月以内的10户住宅中TVOC浓度较高，污染严重，其检测值范围为0.387～2.961 mg·m-3，均值为1.127 mg·m-3，超标率达到了76.7%，严重影响入住；而装修6个月以上的住宅中，检测值范围为0.087～1.242 mg·m-3，均值为0.434 mg·m-3，超标率仅为26.7%，相比较装修1个月以内的住宅TVOC浓度下降了61.49%。这说明，室内装修时由于各种装修材料的使用会使得屋内TVOC浓度升高，特别是刚刚粉刷的涂料中会释放大量的挥发性有机物[2]。放置半年后的房屋，大部分已经可以达到入住要求。根据调查表明，TVOC浓度在装修后的初期下降较快，在正常通风条件下3个月基本可以达到国家标准要求[3]。但是劣质的装饰装修材料在通风放置两年后室内TVOC浓度仍然可能会超标。

表1 不同装修时间TVOC浓度检测值

2.2 不同类型房间对TVOC浓度影响

装修6个月以上室内不同类型房间TVOC的浓度检测结果见表2。从表2可以看出，3种类型房间超标率均≯30%，大部分的住宅已达到入住的要求。不同房间中TVOC的浓度有所差异，其中客厅TVOC浓度平均值最低，最大超标倍数也最低；阴面房间和阳面房间TVOC浓度偏差不大，并且超标率与最大超标倍数略有偏差。

表2 装修6个月以上不同类型房间TVOC浓度检测值

装修6个月以上不同房间TVOC浓度检测值如图1所示。从图1中可以看出，在所选择的10户住宅中，80%住宅客厅中的TVOC浓度最低，这是因为客厅中摆放的家具较少，释放的TVOC量少；并且客厅通风较好，可以有效地将TVOC排出室内，降低室内TVOC浓度；阳面房间和阴面房间浓度较高，这是因为房间通风较差，且装饰材料和家具较多。同时，70%住宅阳面房间的TVOC浓度比阴面房间高，这是因为阳面房间光照时间长，屋内温度高，使得TVOC更容易释放[4]。

图1 装修6个月以上不同房间TVOC浓度检测值

2.3 不同家具材质对TVOC浓度影响

卧室中常用的家具材质主要有实木板材和人造板材(刨花板、胶合板、纤维板等)两种。不同家具材质TVOC浓度检测值见表3。由表3可以看出，卧室中未使用家具的住户TVOC浓度最低，均值仅为0.217 mg·m-3，并且均未超标。使用家具后的房间TVOC浓度明显升高，这是因为家具中的涂料、油漆、胶粘剂等物质含有TVOC污染物。使用实木板材的住户中，TVOC浓度均值达到0.499 mg·m-3，测量值范围为0.351～0.684 mg·m-3，而使用人造板材的住户中，TVOC浓度均值为0.665 mg·m-3，测量值范围为0.372～1.242 mg·m-3。对比实木板材家具来说，人造板材家具的室内TVOC浓度明显升高，这是因为人造板材含有油漆等，且需要大量的胶粘剂进行粘合，这些也是TVOC的重要来源[5]。

表3 不同材质家具TVOC浓度检测值

2.4 不同地面材料对TVOC浓度影响

在抽取的住户中，地面主要以地毯地面、复合木地板地面、水泥地面、瓷砖地面为主。不同地面装修材料TVOC浓度检测值如图2所示。由图2可以看出，4种地面的TVOC浓度为：水泥地面<瓷砖地面<地毯地面<复合木地板地面。地毯与复合木地板地面对TVOC浓度的影响最大，瓷砖地面次之，水泥地面最低。这是因为地毯和复合木地板中含有较多的胶粘剂、地板蜡等物质会释放TVOC，而其他两种材料含有的污染物质相对较少。

图2 不同地面装修材料TVOC浓度检测值

3 室内空气中TVOC的控制对策

室内污染物的控制是室内舒适的重要保障措施。由于装饰装修在目前是不可缺少的，则控制室内空气中的TVOC浓度应从污染源头治理、污染过程稀释、污染物净化等方面努力[6]。

3.1 选用绿色建材

应当重视污染源中污染物的浓度，家中应尽量减少装修材料的使用，特别是溶剂型的涂料和胶粘剂、高挥发性有机物的地毯等[7]。应尽量选用天然的材料或者环保无污染、或者低污染的绿色建筑材料，尤其是涂料、胶粘剂、壁纸、地毯等，这些材料中含有大量易挥发的有机化合物，在购买时需向卖方索要产品检测报告；选用人造板材时，一定要选择正规且环保达标的产品。同时优先采用影响小、环保且成熟的施工工艺。

3.2 通风调节

通风是控制室内空气中污染物浓度最有效的途径之一[8]。在装修后，应当经常通风，促进污染物的排放，改善室内空气质量。尽量增加新风量，不仅可以降低室内污染物的浓度，还可以保持室内空气的湿度等。常见的通风方式有自然通风、局部通风、全面通风等。自然通风即通过门窗进行空气流动来改善室内的舒适度，这种方法经济且高效，对于无特殊要求的场所可以优先采用自然通风的方式。局部通风即利用局部的气流，使得局部特定位置的空气进行净化，如厨房和卫生间的烟道可以短时间内将该区域的污染物排到室外，使污染物浓度降低。全面通风即对整个空间进行通风换气使室内污染物浓度降低，一般适用于污染物分散且浓度较高的情况。

3.3 吸附与反应技术

室内污染物的吸附与反应技术是当前的一个研究热点[9]。其中，吸附技术是通过具有丰富的孔道结构以及大比表面积的吸附剂将TVOC污染物吸附，从而达到降低TVOC浓度的目的，常见的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛、绿植(如吊兰、芦荟、铁树)等，但是其吸附能力会随着时间推移不断减弱，当吸附达到饱和时甚至会释放出吸附的污染物，造成二次污染。反应技术常见的是光催化技术，光催化剂在紫外光照射下具有氧化还原能力，可以将空气中的可挥发性有机物转化为水和CO2，进而降低室内污染物的浓度。该技术在当前有着广阔的应用前景，常见的光催化剂有TiO2催化剂等[10]，但吸附剂基材、催化剂失活等技术问题仍然有待解决。