室内环境监测方法综述
随着近年来家居装修业的发展,各种建筑材料被广泛应用,室内环境污染也日益严重。
现场监测结果表明:室内某些污染物的水平远远大于室外,特别是新居室内的挥发性有机化合物(VOC),如芳香烃(苯、甲苯、二甲苯等)、酮类、醛类、氨和胺类等等,其浓度足以对人类健康构成危害。WHO认为,室内空气的主要污染物有:可吸入颗粒物,气溶胶,SO2、NOX、CO、CO2、氨、甲醛、VOC、PAHs、尼古丁、丙烯醛、氡、砷、汞和微生物等。下面就重点污染物的测定技术进行综述。
1 总挥发性有机物(TVOC)
由于室内TVOC的检测刚刚起步,目前采用的标准检测方法多为气相色谱和质谱法,但这些方法较为繁琐。随着便携式TVOC检测仪的出现,其检测也越来越简单了。
1.1 气相色谱或质谱分析:气相色谱和质谱法都可以精确给出TVOC中各个组分的浓度,是主要的仲裁手段。但它的缺点在于检测过程复杂。同时,由于采用“点”采样方式,一次只能给出某个点的瞬时值,由于空气流动和气体分布的变化,数据代表性较差,而且测量时间较长,成本较高。
1.2 比色管技术:比色管(亦称检测管)是一个非常简单实用的检测技术,它由一个充满显色物质的玻璃管和一个抽气采样泵构成。在检测时,将玻璃管的两头折断,通过采样泵将室内空气抽入到检测管中,吸入的气体同显色物质反应,气体的浓度同显色长度成比例关系,可以直观地得到气体的浓度。它的缺点是数据准确性差。另外,检测管检测种类目前还不足以覆盖全部的TVOC。
1.3 便携式现场检测仪器:作为现场快速检测手段、便携式仪器具有测量速度快、连续采样、自动平均等特点。它可以快速给出待测环境中的物质浓度。如果发现超标,在采用化学分析或色谱质谱等方法加以确认,从而达到多快好省的检测目的。采用便携式检测具有以下一些特点:操作简单、速度快、测量时间很少、检测范围宽。
2 苯、甲苯和二甲苯
苯、甲苯和二甲苯以蒸汽状态存在于空气中。目前广泛应用的是气相色谱法。通常有溶剂洗脱-气相色谱法和热解析进样-气相色谱法。测定原理是将空气中苯、甲苯、二甲苯吸附在活性炭管上,用二硫化碳洗脱或热解吸后,经聚乙二醇6000柱分离,氢焰离子化检测器测定,以保留时间定性,峰高定量。
3 可吸入颗粒物
室内空气中可吸入颗粒物不仅是严重危害人体健康的主要污染物,而且也是气态、液态污染物的载体,其成分复杂,并具特殊的理化特性及生物活性。测定颗粒物的方法是基于重力原理制定的,国内外广泛采用称重法。利用可吸入颗粒物采样器,以一定的流量分别将粒径大于等于10μm的颗粒采集在冲击板的玻璃纤维滤纸上,粒径小于10μm的颗粒物采集在预先恒重的玻璃纤维滤纸上,取下在称量其重量,以采样标准体积处以粒径10μm颗粒物的量,即得出可吸入颗粒物的浓度,其检测下限为0.05mg。
2002年,卫生部《室内空气质量卫生规范》规定我国室内空气质量中可吸入颗粒物(PM10)的质量标准浓度为0.15mg·m-3。
4.甲醛
测定空气中甲醛的方法很多,如酚试剂法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法、气相色谱法以及便携仪器法等。
4.1 酚试剂分光光度法:利用空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪,在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物,比色定量。该法测量范围:用5ml样品溶液,测定范围为0.1~1.5μm;采样体积为10l时,测定范围0.01~0.15 mg·m-3。本法检出限为0.056μm甲醛。再现性也比较好,当甲醛质量浓度为0.02μm·ml-1,0.12μm·ml-1, 0.3μm·ml-1时,变异系数分别为5%、5%、3%。当甲醛质量浓度0.08~0.2μm·ml-1时,加表回收率为93%~101%。值得注意的是,当二氧化硫共存时,测定结果偏低,但可将气体先通过硫酸锰滤纸过滤器予以消除。
4.2 气相色谱法;空气中甲醛在酸性条件下吸附在涂有2,4-二硝基苯(2,4-DNPH)6201担体上。用二氧化硫洗脱后,经OV-色谱柱分离,用氢焰离子化检测器测定,以保留时间定性,峰高定量。
5 氨
氨(NH3)有强烈的刺激气味,以游离态或以其盐的形式存在于空气中,对口、鼻粘膜及上呼吸道有很强的刺激作用,人对氨的嗅罚为0.5~.1.0mg·ml-1。氨的化学测定方法有:纳氏试剂比色法、靛酚蓝比色法、亚硝酸盐比色法等。纳氏试剂比色法操作简便,但此法呈色胶体不十分稳定,易受醛类和硫化物的干扰。靛酚蓝比色法灵敏度高,呈色较为稳定,干扰少,但要求操作条件严格,蒸馏水和试剂本底值的增高是影响测定值的主要误差来源。纳氏试剂比色法和靛酚蓝比色法已推荐为空气中氨卫生检验标准方法。亚硝酸盐比色法灵敏度高、干扰少,但操作复杂,它以溴化物为触媒,在碱性介质中将硫酸铵变成亚硝酸盐,比色定量,现采用的65%氨较变成亚硝酸盐的系数,有待进一步验证。此外,将纯钢丝在340℃的温度下能定量的将氨转化成氧化氮,这样可用化学发光法氧化氮分析仪进行连续测定。
6 氮氧化物
氮氧化物指为一氧化氮和二氧化氮的混合物(NOX)。测定NO2的一般方法是基于NO2-
芳香族胺反应生成偶氮染料。此法早期所使用的重氮化试剂主要是α-萘胺和对氨基苯磺酸(格-依试剂)。后来广泛采用格里曼莎尔茨曼法,是用盐酸萘乙二胺和对氨基苯磺酸溶液作吸收显色剂,NO2 – 与其反应生成玫瑰红色偶氮化合物,比色定量。由于此方法灵敏、准确、操作简便、呈色稳定,国内外普遍采用。用于二氧化氮自动监测仪器有二种类型:一是采用原电池库仑法,仪器结构简单;二是应用化学发光原理制成的氧化氮分析仪器。
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