VOC检测方法影响因素研究

赵洋甬 俞国军 金兰 陈欢 张寅龙

浙江易测环境科技有限公司， 浙江 宁波 315000

摘要：检测VOC的方法有很多种，其中常用的有色谱分析(气相色谱法)、液相色谱法、高效液相色谱法，可以定性、定量检测样品气体中的VOC；此外，一些挥发性有机化合物，如甲醛，可以用各种分光光度法测定，但与色谱法相比，这种方法的测定过程不稳定；市面上也有专门的VOC检测仪，可以在线检测VOC，直观反映空气中的VOC含量，相对简单。

关键词：VOC；检测；标准解读；污染防治；

新时期，中国在工业、建筑等诸多领域取得了辉煌成就，为国民经济发展做出了巨大贡献，标志着中国进入了一个全新的发展阶段。然而，无论是对于建筑材料、装饰材料还是工业产品，污染、安全等问题一直受到公众的关注，其中VOC是常见的污染物之一。VOCs属于挥发性有机化合物的一类，容易造成室内环境污染，VOCs的主要排放源是建筑材料和装修材料。因此，如果我们想创造一个健康清洁的室内环境，就必须控制室内污染物的含量。

一、VOC的概述

VOC是目前建筑中常见的室内污染物之一，是一种挥发性有机化合物，经常存在于建筑材料和装饰材料中，如各种木制品及其家具、涂料、油漆、胶粘剂、壁纸、地毯等。，容易造成室内污染。人长期处于这种被污染的环境中，极有可能患上哮喘或癌症疾病。比如在一个房间里，如果VOC浓度达到某个参数值，人会在短时间内出现恶心、呕吐、头痛或疲劳等症状。严重者，昏迷、抽搐等。会对人的大脑、肝脏、肾脏和神经系统造成致命的损害，从而可能导致人的记忆力显著下降。鉴于VOC的实际危害，在国际社会，不同国家在购买产品时对VOC含量的要求是不同的。通过对VOC危害的分析，为避免恶性事件的发生，应重视VOC的安全检测和预防，研发更高效健康的空气净化器来消除VOC，以保证人们日常生活环境的清洁和安全。

二、国内检测方法

1.测试方法。如今，VOC污染越来越严重。为了缓解这种情况，有必要配备相应的检测方法，旨在及时测量挥发性有机化合物的含量，并采取快速措施将其去除，以减少对人体的危害。在我国，涂料中挥发性有机化合物含量常用的检测方法是气相色谱法，适用于沸点≤250℃的化合物。如果检测对象是惰性VOC，也可以用气相色谱法检测。所谓“惰性VOC”，是指在涂料产品生产加工过程中，能适度降低粘度或改变涂料体系性能，但不会参与成膜反应的挥发性有机化合物。如果选择的涂层含有“惰性VOC”，那么在成膜过程中VOC会逐渐释放到空气环境中。由于不饱和聚酯腻子、辐射固化涂料等材料含有活性稀释剂，在《室内装饰材料溶剂型木器涂料有害物质限量》(GB18581-2009)中明确指出，本标准不适用于不饱和聚酯腻子、辐射固化涂料等。

2.工作原理。使用气相色谱法时，主要使用带FID检测器的气相色谱法来测定水性涂料中VOC的实际含量。因此，有必要将一部分涂层样品溶解在符合标准的溶剂中以获得溶液。然后，将溶液注入色谱仪进行定量。该操作以6%腈丙基苯基/94%聚二甲基硅氧烷包被的毛细管柱为基础柱，以聚乙二醇包被的毛细管柱为确认柱，以沸点为250℃的己二酸二乙酯(DEA)为标记物，可及时区分样品中的非VOC和VOC物质。DEA前峰位物质属于VOC，DEA后峰位物质是非VOC。定性测定主要是根据已知物质在基本柱上的保留时间，定量测定是根据不同VOC在FID检测器中的响应因子。

3.优缺点。在标准压力下，基于沸点为250℃的VOC的定义，可以使用气相色谱法。该方法科学、准确、操作简单、灵活、准确，能够满足VOC检测的基本要求。因此，气相色谱法是检测涂料中惰性挥发性有机化合物含量的重要选择。但是这种方法会用到气相色谱仪，价格昂贵，操作要求高，必然会增加VOC检测的实际成本。

三、涂料中VOC检测方法与精度影响因素

1.间接测量方法。国家标准和环境标志技术要求规定的涂料中VOC的测定是测量样品的总挥发分和含水量，通过计算间接获得样品的VOC值。该方法是目前基本的VOC测试方法。 VOc含量计算如下:

VOC=(V—VH₂O)×P×10³

其中，VOC涂料中挥发性有机化合物的含量为g/l；

V——涂料中总挥发物的质量分数；

VH2d涂层中水的质量分数；

P——涂层在(23±2)℃时的密度，单位为克每毫升(g/ml)；《环境标志水性涂料产品认证HBC 12—2002》技术要求中，挥发性有机化合物含量计算如下:

在公式中；

VOC——油漆中挥发性有机化合物的含量，克/升；

V——涂料中挥发性物质的重量百分比；

H20%涂料中水的重量百分比；

直流——水基涂料的密度(按GB 6750—86测定)，克/毫升；

Dw——水的密度，g/ml。

根据实际测试工作分析，影响TVOC测量精度的主要因素有:(1)总挥发物测量的精度。根据标准要求，样品在105℃ ~ 110℃干燥至恒重，利用干燥前后样品重量的减少量，即可计算出总挥发分的质量分数。这一过程中可能造成分析误差的主要原因是成膜剂在涂层中的包裹作用，影响了样品中水等挥发性成分的完全挥发。有些样品处理不当，很难完全干燥。对于这类样品，要注意的是:称量量不能太大，干燥前要将样品分散成薄层，使其干燥完全，重量恒定。水性涂料的总挥发分含量一般在35%-60%之间，干燥法是传统的经典方法，同一实验室误差在0.2%以内，不同实验室误差在0.3%以内。(2)水分测量的准确性。水分测定误差是目前涂料挥发性有机化合物检测中最重要、最严重的误差来源。 常用的两种水分测定方法是气相色谱法和卡尔费休法。然而，这两种方法都适用于痕量和少量水的分析。当用于痕量和少量水的分析时，虽然分析误差较大，但误差对最终结果影响不大。然而，涂料中的含水量通常约为40%，这两种方法之间的相对误差为5% ~ 10%。在测定涂料的含水率时，如此大的方法误差将直接影响VOC的最终结果。很难判断油漆中的VOC含量是否达标。这两种方法误差大的另一个原因是样品分析过程中实际取样量小，气相色谱进样量小于100微升。卡尔费休法对水的实际测量范围一般只有几毫克。容易导致样本代表性差。

2.直接测量法。 室内空气中的TVOC经气相色谱富集后直接测定，分别定量分析甲醛、苯、甲苯、对(间)二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯和十一烷的色谱峰，其他未知峰用甲苯定量，总量为空气中的TVOC。因此，一些研究人员提出了一种类似的方法来测量涂层中的TVOC。该方法采用顶空气相色谱法测定涂料中的挥发性有机化合物。主要原理和过程如下:将一定量的涂层样品放入顶部的空瓶中，在一定温度下保持样品瓶温热，振荡数小时，将样品中的挥发性成分蒸发到样品瓶的空间中，用气相色谱取样装置收集瓶内一定量的气体，送入气相色谱进行定量分析。这种方法的准确度对于低VOC样品的测量是很好的，有研究者建议在样品中VOC小于15%的范围内使用。

四、室内VOC的防治技术

如今，建筑材料和装饰材料中含有大量的挥发性有机化合物，如甲醛、苯、甲苯、乙苯、二甲苯等。去除这些有毒和挥发性有机化合物的最好方法是空气净化器。但从目前空气净化器的发展现状来看，已知空气净化器的检测力度不是很强，相关人员的有害物质污染防治意识也不强，导致空气净化器的质量检测效率不高，准确性不高。为了创造更加舒适健康的生活环境，需要结合VOC的基本属性和具体的检测方法，生产出更科学健康的空气净化器。随着社会的不断发展和进步，许多创新高效的空气净化技术不断发展，主要是被动式空气净化器，充分应用了吸附净化技术、光催化技术、生物质净化技术等。成本低，净化效果强。在空气净化器的应用中，要有足够的安全意识，及时检测空气净化器的净化能力和安全性能，以JC/T1074-2008和GB18582-2008作为重要参考标准，确定空气净化器的各项指标是否满足需求。
结束语：

总之，在建设项目中，应充分考虑人们的生活安全，如建筑材料和装饰材料是否含有大量污染物和有毒物质，是否会污染室内环境，威胁人们的健康。因此，检测和预防VOC等污染物极其重要。

参考文献：

[1]房鹏.室内空气质量检测实用技术.2019.

[2]张建斌.浅谈VOC检测方法影响因素研究.2020.
基金：智团创业项目2019YZ1CXYD060019