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民用建筑工程室內空氣中TVOC檢測

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發布時間：2025-07-30 09:13:53 更新時間：2025-07-29 09:13:53

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

民用建筑工程室內空氣中TVOC檢測

隨著人們生活水平的提高和對健康環境的日益重視，民用建筑工程室內空氣質量（Indoor Air Quality, IAQ）已成為社會關注的焦點。其中，總揮發性有機化合物（Total Volatile Organic Compounds, TVOC）是室內空氣污染的主要指標之一。TVOC并非單一物質，而是指在常溫常壓下，沸點在50℃至260℃之間，具有高蒸氣壓、易揮發的數百種有機化合物的總稱。它們主要來源于建筑裝飾材料（如油漆、涂料、粘合劑、人造板材、壁紙、地毯等）、家具、日化用品以及辦公設備等。長期暴露于較高濃度的TVOC環境中，會對人體健康產生多方面的不良影響，包括刺激黏膜（眼、鼻、咽喉）、引起頭痛、疲勞、惡心，嚴重時可能損害肝臟、腎臟和中樞神經系統，甚至具有致癌、致畸、致突變風險。因此，在民用建筑工程（尤其是新建、改建或裝修后的工程）竣工驗收前或室內環境質量評估中，進行TVOC的檢測至關重要，是保障使用者健康安全的關鍵環節。

檢測項目

民用建筑工程室內空氣中TVOC的檢測項目，核心就是測定單位體積空氣中所含有的所有可識別揮發性有機化合物（通常指在Tenax TA吸附管上保留，經熱脫附后，在色譜圖上保留時間在正己烷到正十六烷之間的所有有機化合物）的總量，并以總質量濃度（μg/m3）表示。這包括了常見的苯系物（如苯、甲苯、二甲苯）、醛酮類、酯類、烴類（烷烴、烯烴、炔烴）、鹵代烴等多種化合物。檢測通常是在工程完工至少7天以后、交付使用前進行。

檢測儀器

TVOC檢測主要依賴于精密的實驗室分析儀器組合，核心設備包括：

熱脫附儀（Thermal Desorber, TD）： 用于將采樣管中吸附的TVOC組分在高溫下完全脫附出來，并通過載氣傳輸到氣相色譜儀。要求脫附效率高且重現性好。
氣相色譜儀（Gas Chromatograph, GC）： 利用色譜柱對熱脫附出來的復雜TVOC混合物進行高效分離。毛細管色譜柱（如非極性或弱極性柱）是常用選擇。
質譜檢測器（Mass Spectrometer, MS）： 作為GC的檢測器（即GC-MS系統）。它對GC分離后的單個化合物進行電離，并根據其質荷比（m/z）進行定性和定量分析。MS具有高靈敏度、高選擇性和強大的定性能力，是目前TVOC檢測最權威和精確的技術手段。
空氣采樣裝置： 包括恒流采樣泵（確保采樣流量穩定準確，如0.5 L/min）、流量計/校準器、以及關鍵的吸附管（通常為不銹鋼管，內填裝有特定吸附劑，如Tenax TA、Carbograph等或其組合）。采樣管需密封良好并在使用前活化。

此外，便攜式光離子化檢測器（Photoionization Detector, PID）有時用于現場快速篩查，其原理是利用紫外光電離有機氣體分子產生電流進行測量，響應快但只能提供TVOC總量的大致估計值，不能識別具體組分，精度和抗干擾能力不如實驗室GC-MS，通常不作為驗收依據。

檢測方法

民用建筑工程室內空氣中TVOC的標準檢測方法主要遵循以下步驟（依據國家標準）：

采樣點布置： 根據房間面積和結構合理布點。通常，小于50m2的房間設1-3個點；50-100m2設不少于3個點；大于100m2設不少于5個點。采樣點應避開通風口，離墻面距離大于0.5m，離地面高度0.8m-1.5m，均勻分布。同時需設置室外空白對照點。
采樣前準備： 采樣前需關閉門窗至少12小時（模擬正常居住條件）。采樣期間也應保持門窗關閉。
樣品采集：
- 將活化好的吸附管安裝在恒流采樣泵上。
- 設置采樣流量（通常為0.1 - 0.5 L/min）和采樣時間（通常為20 - 30分鐘，以保證采集到足夠的樣品量）。
- 啟動采樣泵，按設定參數采集空氣樣品。記錄采樣時間、流量、溫度、大氣壓等信息。
- 采樣結束后，取下吸附管，立即用密封帽密封兩端，做好標識（日期、時間、地點、點位號等），放入密封袋或專用儲存容器中。
- 采集空白管（帶到現場但不采樣的吸附管）作為實驗空白。
樣品運輸與保存： 樣品應低溫（如4°C）避光保存和運輸，并在規定時間內（通常5天內）完成分析。
實驗室分析：
- 將吸附管安裝在熱脫附儀上。
- 設置熱脫附程序（包括脫附溫度、時間、載氣流速等）。
- 脫附出的化合物被載氣帶入氣相色譜柱進行分離。
- 分離后的化合物進入質譜檢測器，進行掃描檢測（如全掃描模式Scan或選擇離子監測模式SIM）。
- 利用儀器工作站采集數據，通過標準曲線或響應因子對TVOC總量進行定量計算。
結果計算： 計算各采樣點的TVOC濃度（μg/m3）。TVOC總量通常定義為各色譜峰從正己烷（C6）到正十六烷（C16）之間所有保留時間范圍內，經校正后峰面積的總和，換算成甲苯的當量濃度（以甲苯為基準計算響應因子）。需要扣除空白值并對采樣體積進行溫度和壓力校正（換算為標準狀態下的體積）。

檢測標準

我國針對民用建筑工程室內空氣中TVOC的檢測，主要強制執行以下國家標準：

GB 50325-2020《民用建筑工程室內環境污染控制標準》： 這是目前最新且最核心的標準。它明確規定了：
- Ⅰ類民用建筑工程（住宅、醫院、老年建筑、幼兒園、學校教室等）：TVOC濃度限量 ≤ 0.45 mg/m3。
- Ⅱ類民用建筑工程（辦公樓、商店、旅館、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、公共交通等候室、餐廳、理發店等）：TVOC濃度限量 ≤ 0.50 mg/m3。
- 詳細規定了檢測方法（采用Tenax TA吸附管采樣，熱脫附-氣相色譜質譜法分析）、采樣要求、布點規則、檢測時機等。
GB/T 18883-2022《室內空氣質量標準》： 雖然非強制，但作為推薦性標準，提供了更廣泛的室內空氣質量參數（包括TVOC）的限值（TVOC ≤ 0.60 mg/m3，8小時平均）和檢測方法參考（方法與50325類似，但適用范圍更廣，不僅限于竣工工程）。

此外，國際或行業內常用的參考標準還包括ISO 16000系列（如ISO 16000-6:2011 室內空氣-第6部分：通過Tenax TA吸附劑主動采樣、熱脫附和MS或FID氣相色譜法測定室內和試驗艙空氣中揮發性有機化合物的含量）等。但在國內民用建筑工程驗收中，GB 50325-2020是必須遵循的強制性驗收標準。

綜上所述，民用建筑工程室內空氣中TVOC的檢測是一項技術性要求高、程序嚴謹的工作，需要專業的檢測機構依據國家標準（特別是GB 50325-2020），使用先進的儀器（如TD-GC-MS），嚴格按照規定的采樣和分析方法進行，以確保檢測結果的準確性和可靠性，為評判室內環境質量是否合格提供科學依據，切實保障人民群眾的健康安全。