北京某小區(qū)室內(nèi)VOCs 污染狀況研究

侯明韜 劉曉飛 王雅靜 張?chǎng)?遲乃超 李鳳彪

（中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司，北京 100024）

1 引言

室內(nèi)裝飾裝修過程中使用的涂料、膠黏劑及各種木質(zhì)和合成板材均會(huì)釋放揮發(fā)性有機(jī)污染物（Volatile Organic Compounds，VOCs），引起室內(nèi)空氣污染［1-4］。因此，消費(fèi)者通常會(huì)在裝修完成后，檢測(cè)室內(nèi)空氣中的VOCs 污染水平，待其滿足《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883—2002）要求的限值后入住。值得注意的是，已有的研究表明，室內(nèi)VOCs 種類繁多［5-6］，但GB/T 18883—2002 中僅規(guī)定了苯、甲苯及二甲苯在內(nèi)的3 種有機(jī)物限值［7］，導(dǎo)致對(duì)于室內(nèi)環(huán)境其余種類VOCs 的監(jiān)測(cè)研究較少。此外，室內(nèi)VOCs 存在持久釋放性，釋放時(shí)間可達(dá)數(shù)年之久［6，8］，而居家生活過程中也可能重新引入有機(jī)污染物［5，9］，這些都導(dǎo)致室內(nèi)VOCs 污染可能長期存在。

本研究中，使用Tenax 吸附管采樣，熱脫附－氣相色譜/質(zhì)譜檢測(cè)10 種常見VOCs。調(diào)查人員通過走訪居民，選擇不同裝修年限的家庭進(jìn)行采樣，以室外環(huán)境空氣本底值為對(duì)照，采樣過程中不刻意進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng)或封閉處理，以考察常態(tài)化的室內(nèi)VOCs 污染狀況，為預(yù)防及改善室內(nèi)空氣VOCs 污染提供指導(dǎo)。

2 材料和方法

2.1 采樣點(diǎn)情況

采樣地點(diǎn)為北京市朝陽區(qū)某居民區(qū)，選擇同一棟居民樓中不同裝修期滿的住戶進(jìn)行采樣。采樣時(shí)間為2020 年3 月14 日。為考察室內(nèi)VOCs 的實(shí)際污染水平，采樣前不特意進(jìn)行通風(fēng)及室內(nèi)封閉管理，采樣點(diǎn)為避開通風(fēng)口，離地高度1.0～2.0 m 處。分別選擇客廳、主臥、次臥、廚房及廁所為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。研究組同時(shí)在距采樣居民樓東南西北5 m 處布設(shè)4 個(gè)采樣點(diǎn)采樣，考察環(huán)境空氣本底值。

2.2 儀器和試劑

2010 plus 氣相色譜－GCMS－QP 2020 單四級(jí)桿質(zhì)譜（島津，日本），SH－Rxi－624Sil MS 毛細(xì)管色譜柱（30 m，0.25 μm，1.4 μm，島津，日本），TD 20 熱脫附（島津，日本），BCT－600 老化儀（北京博賽德科技有限公司，中國），GilAir Plus 采樣泵（Gilian，美國）。甲醇（農(nóng)殘級(jí)）購于美國Fisher 公司；VOCs 標(biāo)準(zhǔn)品（O2Si，1 000 mg/L）。

2.3 樣品采集

使用經(jīng)300 °C 老化20 min 后的Tenax 吸附管，GilAir Plus 采樣泵以200 mL/min 采樣15 min，記錄采樣體積及現(xiàn)場(chǎng)溫度、氣壓，將采樣體積折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況后計(jì)算有機(jī)物濃度。

2.4 樣品檢測(cè)

參照《環(huán)境空氣 揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定 吸附管采樣－熱脫附/氣相色譜－質(zhì)譜法》（HJ 644—2013）設(shè)置熱脫附－氣相色譜/質(zhì)譜儀器條件［10］。熱解吸脫附儀載氣為氦氣，干吹流量60 mL/min，解吸溫度為250 ℃，熱解吸5 min，冷阱溫度－15 ℃，冷阱脫附溫度250 ℃，脫附時(shí)間3 min，進(jìn)樣時(shí)間1 min。氣相色譜儀分流比1∶5；載氣為氦氣；柱流量2.17 mL/min。升溫程序?yàn)槌鯗?0 °C 保持2 min，以8 ℃/min 升溫到90 ℃保持4 min，以6 ℃/min 升溫到180 ℃后結(jié)束。質(zhì)譜使用EI 離子源，接口溫度200 ℃，離子源溫度230 ℃，使用全掃描（35～350）m/z 進(jìn)項(xiàng)樣品采集。目標(biāo)污染物保留時(shí)間、特征離子及方法檢出限見表1。

表1 目標(biāo)污染物保留時(shí)間、定量離子及定性離子

3 結(jié)果與討論

3.1 室內(nèi)空氣污染水平

研究共采集11 戶52 個(gè)室內(nèi)空氣樣品，對(duì)其中10 種VOCs 進(jìn)行檢測(cè)，包括鹵代烴3 種、芳香族化合物7 種（見表1）。

室內(nèi)空氣VOCs 測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 室內(nèi)空氣VOCs 測(cè)定結(jié)果 μg/m3

與采樣樓宇周圍環(huán)境空氣中VOCs 本底值相比，室內(nèi)空氣樣品中二氯甲烷、氯仿、四氯化碳及苯、甲苯、二甲苯、氯苯、1，4－二氯苯均有檢出，其平均含量范圍ND～28.9 μg/m3，顯著高于環(huán)境空氣本底值（檢出限0.3～1.0 μg/m3），證明其為室內(nèi)污染源釋放產(chǎn)生的結(jié)果。其中，1，4-二氯苯為含量最高的物質(zhì)，平均值達(dá)到測(cè)試VOCs 總量的51.7%；甲苯、二甲苯、苯分別占測(cè)試VOCs 總量的17.0%，15.7%，7.05%，分別為本次檢測(cè)濃度含量第2～4 位的污染物，其皆滿足《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 18883—2002）規(guī)定的限值（苯：110 μg/m3，甲苯：200 μg/m3，二甲苯：200 μg/m3）。值得注意的是，大部分目標(biāo)污染物的含量波動(dòng)較?。舛确秶鶱D～68.8 μg/m3），證明其在室內(nèi)空氣中的含量較為穩(wěn)定，但1，4-二氯苯濃度的變化范圍（濃度范圍ND～320 μg/m3）顯著高于其余物質(zhì)，在不同居室內(nèi)的含量差異顯著。

3.2 裝修年限對(duì)VOCs 含量的影響

根據(jù)調(diào)查情況，將室內(nèi)空氣樣品依照裝修完成時(shí)間劃分為＜2 a，2～10 a 及＞10 a 3 組，并以污染物平均濃度進(jìn)行比較，見圖1。

圖1 不同裝修年限VOCs 污染平均濃度

由圖1 可知，隨裝修完成時(shí)間的逐步增加，室內(nèi)空氣中鹵代烴及芳香族化合物（除1，4-二氯苯外）含量呈下降趨勢(shì)。例如，裝修完成2 a 內(nèi)室內(nèi)空氣苯含量為2.21～9.17 μg/m3，甲苯含量為2.59～68.8 μg/m3，二甲苯總量為3.36～51.1 μg/m3；裝修完成2～10 a 苯含量降低到1.91～7.45 μg/m3，甲苯含量降低到2.35～28.6 μg/m3，二甲苯總量為3.69～33.4 μg/m3；裝修完成10 a 后，苯含量降低到0.79～7.26 μg/m3，甲苯含量為0.69～17.8 μg/m3，二甲苯含量為ND～5.29 μg/m3。然而，1，4-二氯苯含量隨裝修完成時(shí)間的增加而提高，尤其是裝修完成＞10 a 組中的1，4-二氯苯含量值顯著高于裝修完成＜10 a 的兩組樣品。

值得注意的是，室內(nèi)1，4-二氯苯可能有多種來源，如家具表面油漆、涂料、皮具等，或產(chǎn)生于芳香類物質(zhì)復(fù)雜的生成、累積及消除的物理化學(xué)過程中［5，11］。然而，本研究中裝修時(shí)間＞10 a 組樣品中1，4-二氯苯含量值明顯較高，且其變化趨勢(shì)與其余VOCs 存在差異，分析其原因?yàn)椋窘M家庭居住者多為中老年人，其大多習(xí)慣使用含1，4-二氯苯的樟腦球?qū)σ鹿襁M(jìn)行殺蟲，其由衣柜縫隙擴(kuò)散至整體室內(nèi)環(huán)境中造成空氣污染，而剛剛完成裝修（＜2 a）或裝修年限較短（2～10 a）的家庭多為青年居住者，多數(shù)無使用此類滅蟲劑的習(xí)慣。

3.3 室內(nèi)VOCs 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

本研究采用評(píng)價(jià)指數(shù)法評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量［4，12］。該方法以擬評(píng)價(jià)污染物的平均濃度Ci與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限值Si的比值為污染物分指數(shù)，通過計(jì)算全部擬評(píng)價(jià)污染物的污染分指數(shù)后，計(jì)算最高分指數(shù)和平均分指數(shù)乘積的算數(shù)平均值，得到室內(nèi)空氣品質(zhì)指數(shù)I，該方法計(jì)算公式如下：

本文參照文獻(xiàn)中提出的有機(jī)污染物指導(dǎo)限值［4］，芳烴及鹵代烴化合物質(zhì)量濃度限值皆為50 μg/m3。室內(nèi)空氣污染物等級(jí)按綜合指數(shù)分為5 級(jí)。以綜合指數(shù)＜0.50 為空氣清潔，0.50～1.00 之間為未污染，1.00～1.50 為輕度污染，1.50～2.00 為中度污染，≥2.00 為重污染。由公式計(jì)算各組采樣家庭的空氣綜合指數(shù)，結(jié)果見表3。

表3 不同家庭樣品的空氣品質(zhì)評(píng)價(jià)

由表3 可知，54.5%的家庭空氣為清潔；36.4%的家庭空氣為未污染；9.1%的家庭空氣為重污染。其中，鹵代烴分指數(shù)為0.02～0.08，對(duì)空氣品質(zhì)指數(shù)貢獻(xiàn)較小；芳香族化合物分指數(shù)為0.28～4.51，其中分指數(shù)＞1.00 的單項(xiàng)皆為1，4-二氯苯，證明控制其污染水平對(duì)保證室內(nèi)空氣質(zhì)量十分重要。

4 結(jié)論

本研究搜集常態(tài)化的室內(nèi)空氣樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境中長期存在VOCs 污染。其中，苯、甲苯及二甲苯引起的空氣污染較輕，在不同采樣點(diǎn)位含量差異不大，在通風(fēng)良好的情況下，通常不會(huì)成為室內(nèi)污染的主要目標(biāo)物。但是，1，4-二氯苯在部分樣品中含量較高，是家庭使用樟腦球的結(jié)果，其為室內(nèi)空氣污染的重要貢獻(xiàn)者，在室內(nèi)空氣檢測(cè)過程中應(yīng)引起重視。