CN109239216A - 基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法 - Google Patents

基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于气体检测技术领域，公开了一种基于GC‑FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法，采用苏码罐采样，GC‑FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；采用TH‑3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。本发明采用的GC‑FID/MS联用技术一次采样可检测100多种各类VOCs，与现有检测方法相比，数据完整性和色谱分辨率显著提高，分析能更为全面、更为准确；通过本发明室内污染情况可知，随着装修年限增加，室内环境中VOCs浓度逐渐降低；提出污染源头治理、通风换气法、植物净化法、吸附净化法等措施来降低室内空气污染。

Description

基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法
技术领域
本发明属于气体检测技术领域，尤其涉及一种基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
VOCs的产生
挥发性有机物(Volatile Organic Compounds)简称VOCs，按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。VOCs化合物大多具有大气化学反应活性，是光化学烟雾的重要前提物，根据化学性质，VOCs分芳香烃，脂肪烃，卤代烃，酯，醛，酮，醇等八类。
大气中VOCs的来源主要是工业生产，但近年来随着人们生活水平的不断提高，居住条件的改善，室内装修越来越讲究，室内空气污染造成的人体健康危害报道越来越多,已经逐渐成为当今社会关注的焦点。
室内环境污染的来源包括室外空气污染，建筑装饰材料，家具和办公用品三个方面。室内空气质量变差部分原因是室外大气污染日益严重，室内装饰和装修材料的大量使用也导致室内空气质量恶化。空调系统和隔音玻璃等材料在室内的广泛使用，使室内通风受到限制，进一步导致VOCs的不断积累。相关文献资料显示，目前国内VOCs的主流检测分析方法，仅可测定环境空气中65种挥发性有机物。
VOCs的危害
人们每天平均有80％以上的时间在室内度过，与其他污染物相比，现代家庭室内空气中存在的有机物污染更为普遍，其人群暴露范围广，风险大,在这种环境中停留的人群，容易产生皮肤过敏、疲劳、嗜睡、眩晕等短期不良反应。长期接触VOCs将对人的皮肤，呼吸系统和心血管系统造成极大伤害。最常见的两类污染物质为甲醛和苯系物.它们被公认为是高毒性、致病、致癌的有毒化合物。甲醛存在于多种建筑材料中，它是一种毒性很强的物质，人体长期处于甲醛超标环境中，会引发癌变或者身体畸变。苯系物普遍存在于油漆，涂料等建筑材料中，能损害血液成分和心血管系统,引起胃肠道紊乱,诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病,造成代谢缺陷，甚至有致癌作用。世界卫生组织认为，室内空气中的VOCs会导致人体产生头痛，恶心，疲劳，皮肤红肿等症状。
国内外分析现状
目前，VOCs常用的预处理方法有溶剂解吸法，低温预浓缩-热解吸法、固相萃取法、顶空法、超临界流体萃取、吹扫-补集法等。分析方法有气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)和气相色谱-质谱联用法(GC/MS)、荧光分光光度法、比色管检测法、膜导入质谱法等。其中最常用的气相色谱法与气质联用法。
比色管检测法可以直观的得到气体的大致浓度，但该方法代表性差，检测范围不足以覆盖全部的TVOC成分。气相色谱法具有高效能，高选择性，高灵敏度，速度快和范围广等特点，尤其对异构体和多组分有机混合物的定性，定量分析更能发挥作用。气质联用法可以测定TVOCs中各种组分的种类和浓度，分析结果准确可靠。
现有的检测技术能检出室内空气中的脂肪烃，如：环己烷，丙烯，丁二烯等；芳香烃，如：对/间二甲苯，乙苯，正丙基苯等；卤代烃，如：氯乙烯，二氯甲烷等；醇，如：异丙醇，乙醇等；醛，如：甲醛，乙醛，己醛等；酮，如：丙酮，丁酮等；酯，如甲酯，乙酸乙酯等。
Takeshi Ohura对比中国与日本的室内空气污染状况后发现，室内源包括人类活动产生的污染源对室内VOCs的释放贡献率高达79％。
姜毅等以室内空气VOCs为对象，分别考虑了室内建筑物材料与室外环境对VOCs污染产生的影响。简要分析了室内空气VOCs污染的环境监测模型，并对污染物处理措施展开了集中的讨论，为环境检测项目的技术管理人员提供了有价值的参考建议。
杨雪琴等从我国室内环境污染现状描述出发，对我国室内环境污染的成因进行分析，指出首要成因是不达标的建筑装修材料。室外污染，生活污染，以及城市规划和房屋设计不合理也是造成我国室内污染的重要原因。并从宏观和微观两个层面提出预防和治理室内环境污染的对策与建议。分析得出结论：我国目前室内污染的形势依旧严峻，提高人们对其的重视程度，预防和治理室内污染是不可回避的重要问题。
宋伟等提出室内环境污染主要有三个来源，分别为：室外空气污染，建筑装饰材料以及家具和办公用品。总挥发性有机物按照化学结构可分为八类，人体暴露在高浓度的TVOC污染的环境中，会导致中枢神经系统，肝，肾和血液中毒，通常会感觉眼睛不适，浑身赤热，喉部不适，眩晕等。并给出了三个方面的防治措施；通过空气流通控制污染，使用吸附剂吸收污染物和植物除味法。
申亮杰等介绍了室内挥发性有机物的主要来源及危害，回顾了目前室内挥发性有机物净化的主要技术，包括吸附法，绿色植物法，低温等离子体技术(NTP)，金属催化氧化法，光催化氧化(PCO)等的分析成果，对各种净化技术的原理，影响因素进行了总结，并对其优势和劣势及有待提高的方面进行了分析。指出绿色植物法不适用于高浓度污染，主要作为辅助手段；吸附剂是吸附法的核心，需要重视吸附剂的更换和再生问题；低温等离子体技术去除率较高，但成本也较高；金属催化氧化法需开发廉价且高效的金属氧化物催化剂；光催化氧化法的分析多集中于二氧化钛的改性，以提高其光转化效率。
张俊魁等重点分析了装修材料对室内空气的污染，指出甲醛，苯和苯系物，氨气，氡和总挥发性有机物是室内装修污染的主要来源。分析了造成室内装修污染的原因，分别为：低端市场催生的廉价材料；无证，无资质的施工队伍；缺少有效的市场监管机制。为了有效控制装饰，装修材料中的有害物质，净化建筑装饰市场的环境，提高室内环境质量，保护人体健康，提出了一系列的对策。
刘超等基于课题团队的室内建筑装修材料化学污染对室内空气污染的影响探究，采用色谱分析方法对装修材料的物质进行分类的应用与实验分析。
赵鲁华等对室内挥发性有机物污染特征进行重点探讨，并提出相应的控制方法与措施，这将有助于室内挥发性有机物的治理。
赵丽娟等采用苏码罐采样，大气预浓缩系统与GC-FID联用技术，对空气中低碳挥发性有机物进行测定。该方法可直接进样分析多组分样品，灵敏度高，无需溶剂。高度钝化的不锈钢罐，可保证样品在运输和储存过程中的完整和稳定性，样品保存时间长，完善了VOCs的监测方法。
颜慧等以实验室内，生活区，市区和化工厂厂界环境空气为对象，采用预浓缩进样，气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析空气中64种挥发性有机物的方法，测定空气中的VOCs。分析表明：1，预浓缩系统和GC-MS联用测定环境空气中痕量VOCs的分析方法，具有较高的准确性，精密度和灵敏度,2，市区生活区由于车辆及各种店铺的影响，存在VOC的污染。3，受周边工厂排放废水，废气的影响，工业区的环境空气存在挥发性有机物。
张志强等报道了室温在10、12、14、20、26度时，甲醛超标率分别为0、42.8％、57.4％、71.4％和85.6％。说明甲醛超标状况与温度有关。
据胡月玲等对新装修居室中不同时间甲醛浓度的调查分析表明室内空气中甲醛浓度在装修后0～6个月内甲醛状超标率最高，随着时间推移，甲醛超标率逐渐降低；
曲丽萍等分析结果显示，49户中0.5年、1年、2年和3年苯超标率分别为42.31％、14.86％、6.25％和0％，表明随着时间的延长室内环境中苯浓度逐渐降低。
综上所述，现有技术存在的问题是：
目前，关于室内VOCs的污染研究已有很多文献，大部分的研究方法和监测技术单一，多以固相萃取(采样为吸附剂捕集)－气相色谱法(GC-MS分析)研究为主，现有GC-MS法无法准确分析低碳链的烷烃，烯烃，炔烃，测得的VOCs种类不够完全，且该方法采样和分析过程复杂，分析时间长，测量成本高。
目前国内VOCs的主流检测分析方法，仅可测定环境空气中65种挥发性有机物。由于VOCs成分极其复杂，因此单一方法难以完成全部研究目标，当前VOCs监测技术质量保证、质量控制程序仍需完善，常规监测标准有待统一。
对于定量研究VOCs排放源对二次污染物生成的潜力贡献，需要考虑VOCs在大气过程中的损耗，因为这些损耗很有可能是空气污染的主要贡献来源，从而也就对分析技术提出了更高的要求，包括有效控制样品富集系统进样量、水分管理系统设计以及富集冷阱的低温获取方式等。
解决上述技术问题的难度和意义：
难度：鉴于VOCs成分极其复杂，现有技术无法检测痕量VOCs种类及浓度，使得TVOC检测结果偏低，对比评价标准，由于数据完整性明显不足，会造成评价结论准确性不够。
TH-300B大气环境挥发性有机物在线监测系统的应用为研究大气环境中VOCs的污染提供了新的技术，将此技术应用于室内空气中VOCs的污染特征研究还未见文献报道。GC-FID/MS联用技术对室内空气中已知化合物和未知化合物都能进行定性、定量分析，检测出的VOCs组分和浓度既全面又准确，提高了评价结论的准确性。该监测系统也有其局限性，即无法检测甲醛指标；
本发明配合TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量，使得本发明与现有技术相比，数据完整性更好，为全面反映室内空气中VOCs的污染特征提供更详实的科学依据。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法。本发明的GC-FID/MS联用技术的出现，对痕量VOCs的检测能力具有优势，一次采样可检测100多种各类VOCs，与现有检测方法相比，数据完整性和色谱分辨率显著提高，非常适用于臭氧前驱物监测、灰霾成因研究，有卓越的定性定量能力。
本发明是这样实现的，
一种基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法，所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法包括：
采用苏码罐采样，GC-FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；
苏玛罐内表面采用钝化处理技术，保证VOCs采样及储存过程中的稳定性；将苏玛罐采集的室内空气样品借助TH-300B大气环境挥发性有机物在线监测系统进行检测分析，该系统包括TH-300B超低温预浓缩采样系统，GC/FID/MS分析系统及系统控制软件。样品通过进样器进入在线采样系统，然后进入浓缩系统，在低温条件下，空气中的挥发性有机化合物在空毛细管捕集柱中被冷冻捕集，接着快速加热解析，进入分析系统，经色谱柱分离后被FID和MS双检测器同时分析，采用GC/MS气质联用仪对已知化合物和未知化合物进行定性、定量分析，可检测出室内空气中102种VOCs组分和浓度。
采用TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。
采样器采用外置泵式动力采样，采用棕色U型多孔玻板吸收管，吸收管注入25mL超纯水，并用深色纸壳包裹缠绕防止日光照射，开启采样器连续自动采样30分钟。空气中的甲醛气体经水吸收后，在pH＝6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中与乙酰丙酮作用，在沸水浴条件下迅速生成稳定的黄色化合物(3，5-二乙酰基-1,4-二氢三甲基吡啶)，用可见分光光度计进行比色定量分析甲醛含量。
进一步，采样方法包括：
1)空气中甲醛的测定：
采样准备：取25mL移液管量取25mL超纯水加入吸收管中，塞进橡胶塞，轻放于提前装好冰袋的保温箱内。为防止日光照射甲醛易氧化，采用棕色U型多孔玻板吸收管，并用深色纸壳包裹缠绕。
样品采集：采样仪器采用外置泵式动力采样，采样时固定采样仪器的高度在1.5m左右，并将采样仪器放置在一定采样空间或房间的中心点处，使采气口避开明显的可疑污染源；吸收液采用超纯水；取两支吸收管，将两支采样吸收管分别与采样引气管、采样器串联，设定采样时间为20min-40min(根据采样要求及实际情况设定)，采样流量为0.5L/min，同时记录该点位的环境温度以及大气压。采样结束后，记录采样体积，取下吸收管并塞好橡胶塞，放入保温箱内。
样品保存：样品于2～5℃贮存，2天内分析完毕，防止甲醛被氧化。
检测结果：①号住户1#～4#采样点甲醛浓度分别为0.019mg/m3、0.039mg/m3、0.039mg/m3、0.039mg/m3；②号住户5#～8#采样点甲醛浓度分别为0.072mg/m3、0.031mg/m3、0.051mg/m3、0.051mg/m3；两户均未超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中甲醛浓度标准限值0.10mg/m3。
2)环境空气中挥发性有机物的测定。
采样准备：使用罐清洗装置对苏码罐(采样罐)进行清洗，清洗过程对罐进行加湿，降低罐体活性吸附，必要时可对采样罐在50度至80度进行加温清洗，清洗完毕后，将采样罐抽至真空(<10kPa)待用；每清洗20只采样罐，应至少取一只罐注入高纯氮气分析，确定清洗过程是否清洁，每个被测高浓度样品的真空罐在清洗后，在下一次使用前均应进行本底污染的分析。
样品采集：采气前采样罐安装颗粒物过滤器，将其置于一定采样空间或房间的中心点位置，使采气口避开明显的可疑污染源；采样高度控制在0.5m—1.0m之间；瞬时采样法采样，打开采样罐阀门，开始采样，待罐内压力与采样点大气压力一致后，关闭阀门，用密封帽密封，记录采样时间，地点，温度，湿度，大气压等参数。
样品保存：样品常温保存，尽量在20天内分析完毕。
检测结果：样品经TH-300B大气环境挥发性有机物在线监测系统检测分析，可检出102种VOCs组分；①号住户1#～4#采样点共检测102种VOCs组分，TVOC浓度分别为3057.6μg/m3、2679.6μg/m3、3417.8μg/m3、2536.6μg/m3，均超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中TVOC浓度标准限值0.60mg/m3；1#～4#采样点共有的浓度较高、危害较大的VOCs组分是对/间二甲苯、邻二甲苯、顺-2-丁烯、异戊烷、正戊烷、氟利昂11、丙酮等17种挥发性有机物，发现对/间二甲苯浓度均超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中二甲苯浓度标准限值；②号住户5#～6#采样点共检测102种VOCs组分，TVOC浓度分别为381.2μg/m3、515.6μg/m3，均未超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中TVOC浓度标准限值0.60mg/m3；5#～6#采样点共有的浓度较高、危害较大的VOCs组分是对/间二甲苯、甲苯、丙酮、正乙醛等8种挥发性有机物，但均未超过国家标准浓度限值；比较①号、②号住户检出结果，发现新装修的①号住户污染较重，污染物种类主要为脂肪烃和芳香烃，VOCs浓度普遍高于②号房屋，由此说明使用较多复合板和油漆涂料、且装修时间短是造成室内VOCs释放浓度高的主要原因，②号住户实木家具较多、装修时间长、室内放置绿植较多，未发现超标VOCs组分，室内空气质量相对较好。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的基于GC-FIDMS室内空气中VOCs的污染特征检测系统，所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测系统包括：
室内空气中VOCs组分和浓度分析模块，采用苏码罐采样，GC-FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；
室内空气中的甲醛含量分析模块，采用TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。
本发明的另一目的在于提供一种搭载所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测系统的信息处理终端。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明首次将TH-300B大气环境挥发性有机物在线监测系统应用于室内空气中VOCs的污染特征研究，提出配合TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量，与现有技术相比，数据完整性更好，可全面反映室内空气中VOCs的污染特征。GC-FID/MS基于超低温冷阱在线捕集空气中VOCs组分，去除大气中水、二氧化碳等干扰物后，对捕集阱快速加热，使富集的成分迅速气化进入气相色谱毛细管柱进行分离，经双色谱柱分离后采用质谱和氢火焰离子化检测器双检测器同时进行检测，一次采样可以检测100多种各类VOCs(碳氢化合物、卤代烃、含氧挥发性有机物、含氮有机物)。配套采样系统使用超低温空管捕集空气中痕量VOCs，捕集效率和解吸效率明显高于吸附剂。GC-FID/MS联用技术对提高数据的完整性和色谱分辨率有较好的优势，能获得比现有方法更为全面、更为准确的分析数据。
(1)通过本发明的分析方法，结果如下：室内VOCs主要有八大类，其中脂肪烃和苯系物含量最多；①号住户1#～4#采样点共检测102种VOCs组分，TVOC浓度分别为3057.6μg/m3、2679.6μg/m3、3417.8μg/m3、2536.6μg/m3，均超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中TVOC浓度标准限值0.60mg/m3；1#～4#采样点共有的浓度较高、危害较大的VOCs组分是对/间二甲苯、邻二甲苯、顺-2-丁烯、异戊烷、正戊烷、氟利昂11、丙酮等17种挥发性有机物，发现对/间二甲苯浓度均超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中二甲苯浓度标准限值；②号住户5#～6#采样点共检测102种VOCs组分，TVOC浓度分别为381.2μg/m3、515.6μg/m3，均未超过《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中TVOC浓度标准限值0.60mg/m3；5#～6#采样点共有的浓度较高、危害较大的VOCs组分是对/间二甲苯、甲苯、丙酮、正乙醛等8种挥发性有机物，但均未超过国家标准浓度限值；比较①号、②号住户检出结果，发现新装修的①号住户污染较重，污染物种类主要为脂肪烃和芳香烃，VOCs浓度普遍高于②号房屋，对比两住户的室内污染情况可知，随着装修年限增加，室内环境中VOCs浓度逐渐降低。提出污染源头治理、通风换气法、植物净化法、吸附净化法等措施来降低室内空气污染。
(2)现有技术的分析结果：
根据文献：
1)袁华丽，高松亭等：SPME-GC/MS联用测定室内空气中的挥发性有机物，南京大学学报(自然科学)，2001，11(6)：682-685
采用固相微萃取法与GC/MS联用测定了室内空气中的挥发性有机物，实验在新装修居室共检出33种有机污染物，下表列出常见的11种，发现室内空气中除了蒈、雪松醇等天然化合物外，还含有大量的二氯甲烷、乙苯、二甲基苯、邻苯二甲酸二丁酯等油漆成分。如下表
2)颜慧，黄振荣等：预浓缩系统联合GC/MS法测定空气中的挥发性有机物，环境与生活，2014，5(67期)：63-64
采用预浓缩系统进样，气相色谱-质谱联用技术分析空气中64种挥发性有机物，分别采集4个不同地点的环境空气，分别是实验室内、生活区、市区和化工厂厂界环境空气。结果表明：四个样品均有不同程度的苯系物检出；新装修的有机实验室有苯系物及部分卤代烃检出；市区的苯系物浓度最高，除此之外还有部分卤代烃检出；化工厂除了有苯系物、卤代烃，还有酮类、酯类等物质检出。
3)王高超：室内装饰材料甲醛、VOC释放与检测分析，学位论文，2014.4
通过紫外分光光度计对甲醛释放速率定量分析，通过GC/MS对VOC的组分和含量进行分析。结论为：无纺布壁纸的VOC稳定释放速率(15.462μg/m3)和甲醛释放量(0.110mg/m3)都要好于PVC壁纸(VOC为20.407μg/m3、甲醛为0.199mg/m3)；地毯材料释放的VOC中，烷烃类、芳香烃类和烯烃类占主要成分；室内装饰材料释放的挥发性有机物主要是烷烃、芳香烃、烯烃和甲醛。
(3)本发明与现有技术比较分析：
本发明采用的GC-FID/MS联用技术一次采样可检测102种VOCs组分和浓度，是现有检测方法无法做到的，经文献检索，现有技术对室内空气中VOCs的检测方法较单一，室内能检测出的VOCs组分较少，特别对室内空气中VOCs的痕量组分无法检测，因此要研究室内空气中VOCs的污染特征缺乏数据完整性，难以完成全部研究目标，GC-FID/MS联用技术检测VOCs组分和浓度，配合乙酰丙酮分光光度法检测分析甲醛含量，数据完整性更好，为全面反映室内空气中VOCs的污染特征提供了更详实的科学依据，提高了评价结论的准确性。
本发明以武汉市不同小区室内装修年限不同的，装修风格有差异的两户家庭为分析对象，分析室内VOCs的污染特征。采用GC-FID/MS联用技术分析测定室内空气中VOCs的组分和含量，采用乙酰丙酮分光光度法测定室内空气中甲醛。主要得到以下结论：
实验采用的GC-FID/MS联用技术一次采样可以检测102种各类VOCs，比目前已有的技术高出几十种，能提高数据的完整性和色谱分辨率，获得更为全面、更为准确的分析数据。
室内空气中VOCs大部分来源于装饰材料。高档建筑材料生产工艺更加简单，所使用的添加剂少，释放出的VOCs更少，对环境更友好，且有利于人体健康。
室内空气中VOCs的污染特征：
①种类特征：室内VOCs包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、酮和酯及其他化合物等八大类，其中脂肪烃种类最多，主要有环己烷、甲基环戊烷、己烷、庚烷和壬烷等。高浓度的VOCs主要有甲苯、二氯甲烷、丙酮，戊烷等。表3.1,3.2中实验数据表明，室内空气中苯系物的浓度较高，部分苯系物浓度超过了国家标准限值的要求。可以推断，苯系物可能是我国室内空气VOCs污染的主要来源之一。
②时空分布特征：通过对比①号房屋与②号房屋，可以得知，随着装修年限的增加，室内环境中VOCs的浓度逐渐降低；不同室内环境中污染物的浓度不同，客厅的空气污染程度普遍高于卧室。
附图说明
图1是本发明实施提供的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检方法流程图。
图2是本发明实施提供的甲醛显色反应机理图。
图3是本发明实施提供的甲醛标准曲线图。
图4是本发明实施提供的1#采样点峰图。
图5是本发明实施提供的2#采样点峰图。
图6是本发明实施提供的3#采样点峰图。
图7是本发明实施提供的4#采样点峰图。
图8是本发明实施提供的6#采样点峰图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法包括以下步骤：
S101，采用苏码罐采样，GC-FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；
S102，采用TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。
本发明提供的采样方法如下：
(1)空气中甲醛的测定
本次采样借用武汉天虹环保股份有限公司的TH-3000BIV 24小时恒温自动连续环境空气采样器，该台仪器符合HJ/T 376-2007 24小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法。仪器可同时采集四个气体样品，每路独立控制；四路气体采样时，采用工业级电子(半导体)恒温技术，双路测温，吸收瓶均采用全包裹式自动恒温方式；采用微孔恒流的气体动力学原理和反馈稳流等多种方式组合的自动恒流控制；自动计算标况采样体积，可分别定时、间隔采样，带多次采样体积累计功能并可进行状态换算；采用低噪声、高性能进口直流无刷气体小泵；实时时钟显示，断电自恢复采样，有选择掉电后采样补时或不补时的功能；具有查询、无线打印数据功能；OLED宽温液晶汉字显示屏，保证仪器在低照度下和低温下正常工作；自动测量现场大气压和温度并自动参与气体状态换算；四路气体采样还可选用电子流量计版本。
A、采样前的准备
取25mL移液管量取25mL超纯水加入吸收管中，塞进橡胶塞，轻放于提前装好冰袋的保温箱内。由于日光照射下甲醛易被氧化，因此采用棕色U型多孔玻板吸收管，并用深色纸壳包裹缠绕。
B、样品的采集
采样仪器采用外置泵式动力采样，采样时固定采样仪器的高度在1.5m左右，并将采样仪器放置在一定采样空间或房间的中心点处，使采气口避开明显的可疑污染源；吸收液采用去离子水。
取两支吸收管，将两支采样吸收管分别与采样引气管、采样器串联，设定采样时间为20min-40min(根据采样要求及实际情况设定)，采样流量为0.5L/min，同时记录该点位的环境温度以及大气压。采样结束后，记录采样体积，取下吸收管并塞好橡胶塞，放入保温箱内。
C、样品的保存
采集好的样品与2～5℃贮存，2天内分析完毕，以防止甲醛被氧化。
(2)环境空气中挥发性有机物的测定
本次采样借用武汉天虹环保股份有限公司提供的x-can罐(苏玛罐)，该采样罐符合美国EPA环保局方法14A，15(TO-14A，TO-15)中提出的“必须使用经过处理的空气采样罐来采集和储存挥发性有机化合物(VOC)”的要求。采样罐内表面采用钝化处理技术，保证采样及储存过程中的稳定性。具有抗冲击性好，密封性好等良好性能，样品在罐中保存30天依然极其稳定。
A、采样前的准备
罐清洗：使用罐清洗装置对采样罐进行清洗，清洗过程中可对采样罐进行加湿，降低罐体活性吸附。必要时可对采样罐在50度至80度进行加温清洗。清洗完毕后，将采样罐抽至真空(<10kPa)待用。
每清洗20只采样罐，应至少取一只罐注入高纯氮气分析，确定清洗过程是否清洁，每个被测高浓度样品的真空罐在清洗后，在下一次使用前均应进行本底污染的分析。
B、样品的采集
采气前安装颗粒物过滤器，将采样罐置于一定采样空间或房间的中心点位置，使采气口避开明显的可疑污染源；采样高度控制在0.5m—1.0m之间
采用瞬时采样法：将清洗后并抽成真空的采样罐，带至采样点，安装过滤器后，打开采样罐阀门，开始采样，待罐内压力与采样点大气压力一致后，关闭阀门，用密封帽密封，记录采样时间，地点，温度，湿度，大气压。
C、样品保存
样品在常温下保存，采样后尽快分析，20天内分析完毕。
下面结合具体实验对本发明作进一步描述。
1、实验部分
1.1样品采集及来源
以武汉市不同小区室内装修年限不同的，装修风格有差异的两户家庭为分析对象，分别为①号住户(装修1年，未入住)，②号住户(装修4年，入住3年)
这两户家庭在地理位置上分布较为分散，可在一定程度上避免因在同一外界空气下所造成的外部因素的影响；每间房屋的装修风格有较大区别，装修使用的装饰材料种类及品质差别较大，可通过室内各类VOCs的组分来进行对比合理分析各VOCs来源；房屋使用年限跨度较大，预计在VOCs的种类和浓度方面会有较大的区别，有利于实验数据的对比与分析。
采样温度要求：20～30℃，湿度要求：50％～70％。在以上的温度及湿度要求下，将房屋内各抽屉、衣柜、鞋柜、书柜等可疑污染源全部敞开，门窗，通风口等可与外界环境相通的通道全都关闭严实，要求在采样时，房屋内已密闭24小时。
由于①号住户装修年限较短，污染物浓度较高，污染范围较广，故在①号住户共布设4个采样点，分别位于客厅，主卧，次卧，儿童房，分别编号为1-4#。由于②号住户装修年限较长，且采用的装饰材料较环保，污染程度较轻，故仅在②号住户儿童房，客厅分别布设一个VOCs采样点，分别编号为5-6#。具体详细编号见表2.1
表2.1 VOCs采样点及样品编号
Table 2.1 VOCs sampling point and sample numbers
在①号住户客厅，主卧分别布设一个甲醛采样点，在每个采样点均采集两个样品，两者互为平行样，分别编号为1-4#。在②号住户儿童房，客厅分别布设一个甲醛采样点，在每个采样点均采集两个样品，两者互为平行样，分别编号为5-8#。具体详细编号见表2.2
表2.2甲醛采样点及样品编号
Table 2.2 formaldehyde sampling point and sample numbers
1.2实验试剂及仪器
1.2.1实验试剂
空气中甲醛测定实验使用的主要试剂如表2.3。
表2.3主要实验试剂一览表
Table 2.3 The schedule of experiment reagent
1.2.2实验仪器与设备
空气中甲醛测定实验主要实验仪器与设备如表2.4。
表2.4甲醛测定实验主要实验仪器与设备
Table 2.4 Instruments of formaldehyde determination experiment
空气中VOCs测定实验使用主要实验仪器与设备如表2.5。
表2.5空气中VOCs测定实验主要实验仪器与设备
Table 2.5 Instruments of VOCs determination experiment
1.3采样方法
1.3.1空气中甲醛的测定
本次采样借用武汉天虹环保股份有限公司的TH-3000BIV 24小时恒温自动连续环境空气采样器，该台仪器符合HJ/T 376-2007 24小时恒温自动连续环境空气采样器技术要求及检测方法。仪器可同时采集四个气体样品，每路独立控制；四路气体采样时，采用工业级电子(半导体)恒温技术，双路测温，吸收瓶均采用全包裹式自动恒温方式；采用微孔恒流的气体动力学原理和反馈稳流等多种方式组合的自动恒流控制；自动计算标况采样体积，可分别定时、间隔采样，带多次采样体积累计功能并可进行状态换算；采用低噪声、高性能进口直流无刷气体小泵；实时时钟显示，断电自恢复采样，有选择掉电后采样补时或不补时的功能；具有查询、无线打印数据功能；OLED宽温液晶汉字显示屏，保证仪器在低照度下和低温下正常工作；自动测量现场大气压和温度并自动参与气体状态换算；四路气体采样还可选用电子流量计版本。
采样前的准备
取25mL移液管量取25mL超纯水加入吸收管中，塞进橡胶塞，轻放于提前装好冰袋的保温箱内。由于日光照射下甲醛易被氧化，因此采用棕色U型多孔玻板吸收管，并用深色纸壳包裹缠绕。
样品的采集
采样仪器采用外置泵式动力采样，采样时固定采样仪器的高度在1.5m左右，并将采样仪器放置在一定采样空间或房间的中心点处，使采气口避开明显的可疑污染源；吸收液采用去离子水。
取两支吸收管，将两支采样吸收管分别与采样引气管、采样器串联，设定采样时间为20min-40min(根据采样要求及实际情况设定)，采样流量为0.5L/min，同时记录该点位的环境温度以及大气压。采样结束后，记录采样体积，取下吸收管并塞好橡胶塞，放入保温箱内。
(3)样品的保存
采集好的样品与2～5℃贮存，2天内分析完毕，以防止甲醛被氧化。
1.3.2环境空气中挥发性有机物的测定
本次采样借用武汉天虹环保股份有限公司提供的x-can罐(苏玛罐)，该采样罐符合美国EPA环保局方法14A，15(TO-14A，TO-15)中提出的“必须使用经过处理的空气采样罐来采集和储存挥发性有机化合物(VOC)”的要求。采样罐内表面采用钝化处理技术，保证采样及储存过程中的稳定性。具有抗冲击性好，密封性好等良好性能，样品在罐中保存30天依然极其稳定。
采样前的准备
罐清洗：使用罐清洗装置对采样罐进行清洗，清洗过程中可对采样罐进行加湿，降低罐体活性吸附。必要时可对采样罐在50度至80度进行加温清洗。清洗完毕后，将采样罐抽至真空(<10kPa)待用。
每清洗20只采样罐，应至少取一只罐注入高纯氮气分析，确定清洗过程是否清洁，每个被测高浓度样品的真空罐在清洗后，在下一次使用前均应进行本底污染的分析。
样品的采集
采气前安装颗粒物过滤器，将采样罐置于一定采样空间或房间的中心点位置，使采气口避开明显的可疑污染源；采样高度控制在0.5m—1.0m之间
采用瞬时采样法：将清洗后并抽成真空的采样罐，带至采样点，安装过滤器后，打开采样罐阀门，开始采样，待罐内压力与采样点大气压力一致后，关闭阀门，用密封帽密封，记录采样时间，地点，温度，湿度，大气压。
样品保存
样品在常温下保存，采样后尽快分析，20天内分析完毕。
1.4实验原理和方法
1.4.1空气中甲醛的测定
采用乙酰丙酮分光光度法
实验原理：甲醛气体经水吸收后，在pH＝6的乙酸-乙酸铵缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用，在沸水浴条件下，迅速生成稳定的黄色化合物(3，5-二乙酰基-1,4-二氢三甲基吡啶)，其颜色深度与甲醛含量成正比，用可见分光光度计进行比色定量分析。甲醛显色反应机理见图2。
实验方法：
按照GB/T 15516-1995中的方法制备实验所需相应浓度的以下溶液：
乙酰丙酮(C5H8O2)溶液，盐酸(HCl)溶液，氢氧化钠(NaOH)溶液，碘(I2)溶液，碘化钾(KI)溶液，碘酸钾(KIO3)溶液，淀粉溶液，硫代硫酸钠(Na2S2O)溶液，甲醛(HCHO)溶液，甲醛标准储备液。并进行硫代硫酸钠溶液和甲醛标准储备液的标定
(1)校准曲线的绘制
取7支50ml具塞比色管按表2.6配制标准色列:
表2.6甲醛标准色列
Table 2.6 Formaldehyde standard color series
于上述标准系列中，用超纯水稀释定容至25.0ml刻线，加0.25％乙酰丙酮溶液2.0ml，混匀，置于沸水浴加热3min，取出冷却至室温，用1cm吸收池，以超纯水为参比，于波长413nm处测定吸光度。各比色管中溶液的吸光度如下表2.7
表2.7甲醛标准色列吸光度
Table 2.7 Formaldehyde standard color series absorbance
将上述系列标准溶液测得的吸光度A值扣除试剂空白(零浓度)的吸光度A0值，便得到校准吸光度y值，以校准吸光度y为纵坐标，以甲醛含量x(μg)为横坐标，绘制校准曲线，或用最小二乘法计算其回归方程式
y＝bx+a 公式(2.1)
式中：a--校准曲线截距 b--校准曲线斜率
得到甲醛标准曲线如下图3
样品测定
将吸收后的样品溶液移入50ml容量瓶中，用水稀释定容，取5ml试样于25ml比色管中，用水定容至10.0ml刻线，以下步骤按标准曲线绘制方法进行分光光度测定。
空白实验
用现场未采样空白吸收管的吸收液进行空白测定
1.4.2环境空气挥发性有机物的测定
采用GC-FID/MS联用法。VOCs样品检测仪器借用武汉天虹环保股份有限公司提供的TH-300B大气环境挥发性有机物在线监测系统，
TH-300B是天虹公司推出的新型大气挥发性有机物在线监测系统，将VOCs的在线监测技术提高到了一个更高的水平。环境大气通过采样系统采集后,进入浓缩系统，在低温条件下，大气中的挥发性有机化合物在空毛细管捕集柱中被冷冻捕集；然后快速加热解析，进入分析系统，经色谱柱分离后被FID和MS检测器监测，系统还配有自动反吹和自动标定程序，整个过程全部通过软件控制自动完成。
该系统是集多种特色于一体的在线VOCs自动监测系统。主要包括TH-300B超低温预浓缩采样系统，GC/FID/MS分析系统及系统控制软件。系统主要特点有:自然复叠电子超低温制冷系统，自主研发的温度测量技术，双通路惰性采样系统，去活空气毛细管捕集，双色谱柱分离，FID和MS双检测器检测。监测数据自动上传，可显示日，周，月，年VOCs浓度的最高值,最低值和平均值以及某时段内VOCs浓度变化趋势曲线；系统可实施远程控制；TH-300B系统可以用于在线连续监测，也可用于应急监测(采样罐现场采样)。该系统一次采样可以监测100多种各类VOCs(碳氢化合物，卤代烃，含氧挥发性有机物)，在较长时间内可以满足我国环境空气中VOCs的监测要求。
(1)氢火焰离子化检测器(FID)工作原理及分析方法：
1)工作原理：以氢气在空气中燃烧为能源，载气(N2)携带被分析组分和可燃气(H2)从喷嘴进入检侧器，助燃气(空气)从四周导入，被测组分在火焰中被解离成正负离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集、输出，经阻抗转化，放大器放大电信号，便获得可测量的电信号。由于氢火焰离子化检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，但对不可电离的无机化合物无响应，所以非常适合大气中痕量有机物的分析。
2)定性分析：以全扫描方式进行测定，以样品中目标物的相对保留时间、辅助定性离子和定量离子间的丰度比与标准中目标物对比来定性。样品中目标化合物的相对保留时间与校准系列中该化合物的相对保留时间的偏差应在±3.0％之内。
3)定量分析：采用平均相对响应因子进行定量计算，结果表示单位为PPB，即某一物质和进样样品量的比例关系。样品中目标物的含量按照以下公式进行计算。
ρ---样品中各目标物的浓度，g/m3；
PPB--样品中各目标物的体积分数；
M---样品中各目标物的摩尔质量，g/mol；
22.4---标准状态(273.15K，101.325KPa)下气体的摩尔体积，L/mol。
当测定的各目标物浓度小于100g/m3时，保留小数点后一位；当各目标物浓度大于100g/m3时，保留三位有效数字。
(2)质谱检测器(MS)工作原理及分析方法：
1)工作原理：样品由进样系统导入离子源后在离子源中被电离和碎裂成各种离子，离子进入质量分析器，按质荷比大小被分离后依次到达检测器，检测到的信号经数据处理后以质谱图的形式输出。它能提供有机物的相对分子质量，分子式，所含结构单元及连接次序等信息，是有机物结构分析的重要工具之一。
2)定性分析：利用SCAN公式确定样品各目标物的保留时间，基线，离子，再通过各目标物的分子离子质荷比和各离子质荷比可知化合物的元素组成和相对分子质量，再结合各离子的强度即可定性该目标化合物。
3)定量分析：利用内标法进行标准曲线的绘制，再利用SIM模式进行定量分析。
(3)仪器特点
1)超低温空管捕集空气中痕量VOCs，捕集效率和解吸效率高于吸附剂，系统的检出限低、重复性好；
2)独特的双路捕集双路分析技术允许双检测器同时分析，提高数据的完整性和色谱分辨率；
3)采用GCMS气质联用仪进行检测，可以对已知化合物和未知化合物进行定性、定量分析，克服了FID检测器只能分析已知化合物，不能对未知化合物进行定性的弊端；
4)对低沸点易挥发性有机物(如乙烷、乙烯)有卓越的捕集和分析能力。
实验原理：用内壁惰性化处理的不锈钢罐采集环境空气样品，经冷阱浓缩，热解析后，进入气相色谱分离，用质谱检测器进行检测。通过与标准物质质谱图和保留时间比较定性，内标法定量。
(4)实验方法：
1)样品制备
实际样品分析前，需使用真空压力表测定罐内压力，若罐压力小于83kPa，必须用高纯氮气加压至101kPa，并按以下公式计算稀释倍数。
式中：f---稀释倍数，无量纲；
Xa---稀释前的罐压力，kPa；
Ya---稀释后的罐压力，kPa。
2)空白制备
实验室空白：将预先清洗好并抽至真空的采样罐连在气体稀释装置上，打开高纯氮气或高纯空气阀门。待采样罐压力达到预设值(一般为101kPa)后，关闭采样关阀门以及钢瓶气阀门。
运输空白：
将高纯氮气或高纯空气注入预先清洗好并抽至真空的采样罐带至采样现场，与同批次采集样品后的采样罐一起送回实验室分析。
1.5仪器参考条件
1.5.1冷阱浓缩仪参考条件
一级冷阱：捕集温度：-150℃；捕集流速：100ml/min；解吸温度：10℃；阀温：100℃；烘烤温度：150℃；烘烤时间：15min。
二级冷阱：捕集温度：-15℃；捕集流速：10ml/min；捕集时间：5min；解吸温度：180℃；解吸时间：3.5min；烘烤温度：190℃；烘烤时间：15min。
三级聚焦：聚焦温度：-160℃；解吸时间：2.5min；烘烤温度：200℃；烘烤时间：5min。传输线温度：120℃。
1.5.2气相色谱参考分析条件
色谱柱1：PLOT 15m*0.32mm*3μm色谱柱2：DB-624 60m*0.25mm*1.4μm
程序升温：初始温度35℃，保持3min后以6℃/min速度升温到180℃
进样口温度：200℃，载气流速：1ml/min。
1.5.3质谱参考分析条件
电离方式：EI，电子能量70ev，扫描方式：SIM，离子源温度：230℃，四级杆温度：150℃，辅助加热温度；200℃
1.5.4火焰离子化器参考分析条件
检测器温度200℃
2、实验结果与讨论
2.1室内空气中挥发性有机物分析
2.1.1国内相关标准
我国《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)见下表3.1
表3.1室内空气质量标准GB/T18883-2002浓度标准限值
Table 3.1 Indoor air quality standard GB/T18883-2002concentrationstandard limit
2.1.2①号住户室内空气中VOCs检测结果及分析
(1)GC-FID/MS图谱及检测数据
1)下图4为①号住户客厅(采样点1#)的FID与MS峰图
2)下图5为①号住户主卧(采样点2#)的FID与MS峰图
3)下图6为①号住户次卧(采样点3#)的FID与MS峰图
4)下图7为①号住户儿童房(采样点4#)的FID与MS峰图。
样品经大气挥发性有机物在线监测系统处理后，得到表3.2中各项数据。
表3.2①号住户室内VOCs情况
Table 3.2 Indoor VOCs situation of①resident
注：原始数据单位为PPB，经过换算，用μg/m3表示。浓度小于100μg/m3的数据保留小数点后一位，大于100μg/m3的数据保留三位有效数字。由于检测出的挥发性有机物种类过多，数据量大，且有些物质含量很低，故选取浓度相对较高，对人体危害较大的几种物质进行讨论。
(2)检测结果分析
1)1#采样点
结合图4与上表3.2中采样点1#的数据可知:
该采样点主要VOC组分为：顺-2-丁烯，异戊烷，正戊烷，氟利昂11，丙酮，二氯甲烷，2,3-二甲基丁烷，2-甲基戊烷，顺-1,2-二氯乙烯，2-丁酮(MEK)，1,2-二氯乙烷，戊醛，甲苯，正己醛，乙基苯，对/间二甲苯，邻二甲苯，苯乙烯，异丙基苯，十一烷。共计20种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点苯浓度为2.8μg/m3，甲苯浓度为138μg/m3，邻二甲苯浓度为150μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。对/间二甲苯浓度为299μg/m3，TVOC浓度为3057.6μg/m3，均超过国家标准浓度限值。
2)2#采样点
结合图5与上表3.2中采样点2#的数据可知:
该采样点主要VOC组分为：乙烷，乙炔，顺-2-丁烯，异戊烷，正戊烷，氟利昂11，丙酮，二氯甲烷，顺-1,2-二氯乙烯，2-丁酮(MEK)，1,2-二氯乙烷，戊醛，甲苯，正己醛，乙基苯，对/间二甲苯，邻二甲苯，苯乙烯，异丙基苯。共计19种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点苯浓度为3.2μg/m3，甲苯浓度为116μg/m3，邻二甲苯浓度为139μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。对/间二甲苯浓度为272μg/m3，TVOC浓度为2679.6μg/m3，均超过国家标准浓度限值。
3)3#采样点
结合图6与上表3.2中采样点3#的数据可知:
该采样点主要VOC组分为：乙烷，乙炔，顺-2-丁烯，异戊烷，正戊烷，异丁烯，氟利昂11，1-戊烯，丙醛，丙酮，二氯甲烷，顺-1,2-二氯乙烯，2-丁酮(MEK)，1,2-二氯乙烷，戊醛，甲苯，正己醛，乙基苯，对/间二甲苯，邻二甲苯，苯乙烯，异丙基苯。共计22种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点苯浓度为3.6μg/m3，甲苯浓度为153μg/m3，邻二甲苯浓度为171μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。对/间二甲苯浓度为334μg/m3，TVOC浓度为3417.8μg/m3，均超过国家标准浓度限值。
4)4#采样点
结合图7与上表3.2中采样点3#的数据可知:
该采样点主要VOC组分为：顺-2-丁烯，异戊烷，正戊烷，氟利昂11，丙酮，二氯甲烷，顺-1,2-二氯乙烯，2-丁酮(MEK)，1,2-二氯乙烷，戊醛，正己醛，乙基苯，苯乙烯，异丙基苯。共计17种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点苯浓度为2.9μg/m3，甲苯浓度为107μg/m3，邻二甲苯浓度为168μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。对/间二甲苯浓度为331μg/m3，TVOC浓度为2536.6μg/m3，均超过国家标准浓度限值。
(3)主要挥发性有机物性质
在此选取①号住户室内4个采样点共有的浓度较高，危害较大的顺-2-丁烯，异戊烷，正戊烷，氟利昂11，丙酮等17种挥发性有机物，从其理化性质、健康危害、主要用途等方面进行探讨。具体分析结果如下表3.3
表3.3 17种挥发性有机物资料汇总
Table 3.3 Data of twelve volatile organic compounds
2.1.2②号住户室内空气中VOCs检测结果及分析
1)GC-FID/MS图谱及检测数据
经大气挥发性有机物在线监测系统处理后，得到表3.4中各项数据。
表3.4②号住户室内VOCs情况
Table 3.4 Indoor VOCs situation of②resident
注：浓度小于100μg/m3的数据保留小数点后一位，大于100μg/m3的数据保留三位有效数字。由于检测出的挥发性有机物种类过多，数据量大，且有些物质含量很低，故选取浓度相对较高，对人体危害较大的几种物质进行讨论。
(2)检测结果分析
1)5#采样点
结合上表3.3中采样点5#的数据可知:
该采样点主要VOC组分为：正丁烷，丙酮，2-丁酮(MEK)，甲苯，正己醛，对/间-二甲苯，十二烷。共计7种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点TVOC浓度为381.2μg/m3，苯浓度为
2.9μg/m3，甲苯浓度为26.7μg/m3，对/间二甲苯浓度为14.3μg/m3，邻二甲苯浓度为
6.0μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。
2)6#采样点
结合上图8与上表3.3中采样点6#的数据可知：
该采样点主要VOC组分为：异丁烷，正丁烷，正乙醛，对/间-二甲苯，十二烷。共计5种主要污染物。
我国《室内空气质量标准》中空气中TVOC，苯，甲苯，二甲苯的浓度限值分别为0.60mg/m3，0.11mg/m3,0.20mg/m3,0.20mg/m3。该点TVOC浓度为515.6μg/m3，苯浓度为
2.2μg/m3，甲苯浓度为5.7μg/m3，对/间二甲苯浓度为22.0μg/m3，邻二甲苯浓度为
9.5μg/m3，均未超过国家标准浓度限值。
(3)主要挥发性有机物性质
在此选取②号住户室内浓度较高，危害较大的异丁烷，正丁烷，正乙醛，丙酮等八种挥发性有机物，从其理化性质、健康危害、主要用途等方面进行探讨。具体分析结果如下表3.5
表3.5八种挥发性有机物资料汇总
Table 3.5 Data of eight volatile organic compounds
2.2室内空气中甲醛情况分析
2.2.1甲醛分析数据
按照绘制甲醛标准曲线的实验步骤及技术要求，进行甲醛样品的分析，分析结果如下表3.6.
表3.6甲醛样品分析数据
Table 3.6 Data of Formaldehyde sample analysis
下面结合效果对本发明作进一步描述。
2.2.2结果
由表3.1可知，《室内空气质量标准》(GBT18883-2002)中甲醛浓度标准限值为0.10mg/m3。
结合表3.6中的数据可知，①号住户和②号住户室内各个采样点甲醛浓度均未超过国家相关标准，但②号住户儿童房甲醛浓度接近浓度限值。
3.3①号房屋与②号房屋装饰材料与主要污染物对比分析
3.3.1室内装修材料与装修年限对比
两间实验房屋的装饰材料与装修年限对比如下表3.7。
表3.7两间房屋装修风格及使用装饰材料对比
Table 3.7 Comparison of decoration styles and materials between thetwo houses
2.3.2室内主要污染物对比
①号房屋与②号房屋室内主要污染物与污染物种类对比见下表3.8
表3.8两间房屋室内主要污染物与污染物种类对比
Table 3.8 The main pollutants between the two houses
2.3.3
上表可知，①号住户采样点1#,2#,3#,4#的TVOC浓度均超过我国《室内空气质量标准》，②号住户采样点5#,6#的TVOC浓度均未超过我国《室内空气质量标准》。两住户室内各个采样点的甲醛浓度均未超过我国《室内空气质量标准》。①号住户室内主要污染物较多，种类主要为脂肪烃和芳香烃，VOCs浓度普遍高于②号房屋，有超标污染物，室内空气质量较差。
结合表可知，①号住户室内使用了较多复合板，油漆涂料，这些材料在生产过程中会添加粘胶剂和其他添加剂，会释放有害物质，且装修年限短，室内缺乏通风换气，污染状况较严重。根据表3.3中各种物质的主要用途，推断污染物质中的正乙醛，对/间二甲苯，邻二甲苯可能来自于复合板；丙酮，二氯甲烷，顺-1,2-二氯乙烯，甲苯，乙基苯可能来自于油漆涂料。
结合表3.7,3.8可知，②号住户室内使用实木家具较多，生产过程简单，无需过多的添加剂，大大减少了有害物质的释放，且装修年限比①号房屋长，经过了一定时间的通风换气，污染物浓度较①号房屋低。根据表3.5中各种物质的主要用途，推断正乙醛可能来自复合板；丙酮，2-丁酮(MEK)，对/间-二甲苯可能来自油漆涂料。
(4)本实验采用的GC-FID/MS联用技术一次采样可以检测能出室内空气中102种VOCs组分，比目前已有的技术高出几十种，极大提高了数据的完整性和分析的可靠性。
下面结合具体分析对本发明作进一步描述。
3、室内VOCs污染控制
3.1污染源头控制
消除或减少室内挥发性有机物污染的重要方式之一就是源头上控制该类物质的产生，进而改善室内空气质量。实施绿色环境设计，选用绿色环保的装修材料，减少甲醛、苯、甲苯和二甲苯等高度有机溶剂的使用，能保证源头上减少挥发性有机物的产生。对绿色环保建材进行严格把关，对产品进行抽样调查，不让不合格产品流于市场。
3.2通风换气法
加强通风换气，用室外的新鲜空气来稀释室内空气污染物，能使室内外空气进行流通，与之形成对流，进而减少室内挥发性有机污染物的累积，是最方便快捷的降低室内污染物浓度的方法。通风能使室内气流流动，降低室内挥发性有机污染物浓度。此外，室内外空气交换频率越高，减少室内挥发性有机污染物的效果越好。在火车站、商场、超市等公共场所，人群过于密集，加大通风频率，可以利用空调系统对室内空气进行强制的换气，以保证呼吸到健康的空气。
3.3植物净化法
植物净化室内空气污染物可分为直接净化作用和间接净化作用。直接净化主要指的是植物的茎叶和栽培基质的吸收和吸附，而间接净化主要包括植物自身的代谢与转化。仙人掌可以吸收各种家用电器发出的电辐射，放置在卧室有利于人们睡眠休息；吊兰可以吸收甲醛和苯系物，被称为室内“绿色净化器”；绿萝对苯，甲醛，氨气的吸收能力很强。选择适宜的植物可以有效改善室内空气质量。绿色植物在净化空气的同时，还能美化环境，舒缓心情
3.4吸附净化法
吸附法是将气态混合物与多孔性固体接触，利用固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键力，使得污染物分子在吸附剂表面富集，以达到净化的目的。经常使用的吸附剂有；活性氧化铝，沸石，硅胶，活性炭等。活性炭纤维是普通有机纤维经过高温碳化活化制备而成的一种多孔性纤维吸附材料，比粒状活性炭的吸附速度快，吸附量大，再生容易，不易粉化，是目前应用最为广泛的吸附剂。
图2是本发明实施提供的甲醛显色反应机理图。
图3是本发明实施提供的甲醛标准曲线图。
图4是本发明实施提供的1#采样点峰图。
图5是本发明实施提供的2#采样点峰图。
图6是本发明实施提供的3#采样点峰图。
图7是本发明实施提供的4#采样点峰图。
图8是本发明实施提供的6#采样点峰图。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法，其特征在于，所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法包括：
采用苏码罐采样，GC-FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；
采用TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。
2.如权利要求1所述的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法，其特征在于，采样方法包括：
1)空气中甲醛的测定：
采样准备：取25mL移液管量取25mL超纯水加入吸收管中，放保温箱内；
样品采集：采样时间20min-40min，采样流量为0.5L/min，同时记录该点位的环境温度以及大气压；采样结束后，记录采样体积，放入保温箱内；
样品保存：样品于2～5℃贮存；
检测结果分析；
2)环境空气中挥发性有机物的测定：
采样准备：对苏码罐进行清洗；
样品采集：采气前采样罐安装颗粒物过滤器，置于一定采样空间或房间的中心点位置，使采气口避开可疑污染源；采样高度0.5m—1.0m；采用瞬时采样法采样，打开采样罐阀门，开始采样，待罐内压力与采样点大气压力一致后，关闭阀门，用密封帽密封，记录采样时间，地点，温度，湿度，大气压参数；
样品保存：样品常温保存；
检测结果分析。
3.一种实现权利要求1～2任意一项所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的计算机程序。
4.一种实现权利要求1～2任意一项所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的信息数据处理终端。
5.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-2任意一项所述的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法。
6.一种实现权利要求1所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测方法的基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测系统，其特征在于，所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测系统包括：
室内空气中VOCs组分和浓度分析模块，采用苏码罐采样，GC-FID/MS联用技术分析室内空气中VOCs组分和浓度；
室内空气中的甲醛含量分析模块，采用TH-3000BIV环境空气采样器采样，乙酰丙酮分光光度法分析室内空气中的甲醛含量。
7.一种搭载权利要求6所述基于GC-FID/MS室内空气中VOCs的污染特征检测系统的信息处理终端。
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