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TVOC

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TVOC是“Total Volatile Organic Compounds”的英文缩写,意思是总挥发性有机化合物。

室内空气品质的研究人员通常把他们采样分析的所有室内有机气态物质称为TVOC,它是Volatile Organic Compound三个词第一个字母的缩写,各种被测量的VOC被总称为总挥发性有机物TVOC(Total Volatile Organic Compounds)。

TVOC是三种影响室内空气品质污染中影响较为严重的一种。TVOC是指室温下饱和蒸气压超过了133.32pa的有机物,其沸点在50℃至250℃,在常温下可以蒸发的形式存在于空气中,它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性,会影响皮肤和黏膜,对人体产生急性损害。世界卫生组织(WHO)、美国国家科学院/国家研究理事会(NAS/NRC)等机构一直强调TVOC是一类重要的空气污染物。美国环境署(EPA)对VOC的定义是:除了一氧化碳,二氧化碳,碳酸,金属碳化物,碳酸盐以及碳酸铵外,任何参与大气中光化学反应的含碳化合物。

苯类、烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。

TVOC的主要来源在室外,主要来自燃料燃烧和交通运输:而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料中的胶合剂、涂料、油漆、板材、壁纸等,家具,家用电器,家具、清洁剂和人体本身的排放等。有近千种之多。在室内装饰过程中,TVOC主要来自油漆,涂料和胶粘剂。据报道,室内TVOC浓度通常在0.2mg/m3到2mg/m3之间,而在不当装修施工中,甚至可高出数十倍。室内多种芳香烃和烷烃主要来自汽车尾气(76%-92%)。一般油漆中TVOC含量在0.4-1.0mg/m3。由于TVOC具有强挥发性,一般情况下,油漆施工后的10小时内,可挥发出90%,而溶剂中的TVOC则在油漆风干过程只释放总量的25%。

烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。

TVOC有刺激性气味,而且有些化合物具有基因毒性。TVOC能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状;还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时可损伤肝脏和造血系统,出现变态反应等。

研究将暴露的常见的办公大楼中的TVOC和下列SBS症状联系在一起:

眼睛不适:灼热、干燥、异物感、水肿

喉咙不适:喉干

呼吸问题:呼吸短促;哮喘 头痛、贫血、头昏、疲乏、易怒

一般认为,正常的、非工业性的室内环境TVOC浓度水平还不至于导致人体的肿瘤和癌症。当TVOC浓度为3.0-25 mg/m3时,会产生刺激和不适,与其他因素联合作用时,可能出现头痛;当TVOC浓度大于25 mg/m3时,除头痛外,可能出现其他的神经毒性作用。

一份来自北京儿童医院的调查:在该院接诊的白血病患儿中有九成患儿家庭在半年内曾经装修。专家据此推测,室内装修材料中的有害物质可能是小儿白血病的一个重要诱因。

我们每天的绝大部分时间都是留在家中、办公室或者其他室内环境。如果室内的空气质量不佳的话,容易引发的疾病数不胜数,这其中最轻的症状就有头痛、眼睛很痒、呼吸困难、皮肤过敏、疲劳或呕吐等。经我们长期的研究,我们发现以下五类人最容易受到室内污染空气的毒害,他们是孕妇、儿童、办公室白领、老人、患有呼吸系统或心脏毛病的人。

孕妇

由于生理结构的不同,室内空气污染特别是装修后有害气体污染对女性身体的影响更大。

女性身体里脂肪成分较多,苯吸收后会在脂肪内贮存。国内外众多案例表明,苯对胚胎及胎儿发育有不良影响,严重时可造成胎儿畸型及死胎。

装饰材料和家具中使用的各种人造板、胶合剂等,其游离甲醛是可疑致癌物。长期接触低浓度的甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症,引起新生儿体质降低;高浓度的甲醛对神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害,还可诱发胎儿畸形、婴幼儿白血病。

儿童

英国“全球环境变化问题”研究小组公告的报告曾经得出一个令人震惊的结论:环境污染的加剧会导致儿童的免疫力和智力降低!

儿童的身体正在发育中,免疫系统比较脆弱,另外儿童呼吸量按体重比计算比成年人高50%,这就使他们更容易受到室内空气污染的危害。无论从儿童的身体还是智力发育看,室内空气环境污染对儿童的危害不容忽视!室内空气污染会对儿童构成以下三大威胁;

a.诱发儿童的血液性疾病:医学研究证明,环境污染已经成为儿童白血病高发的主要原因。根据流行病学的统计,我国每年新增约4万名白血病患者,其中2万多名是儿童,而且以2-7岁的儿童居多。北京市儿童医院统计,该医院90%白血病小患者的家庭在半年内装修过。为什么儿童成了白血病的高发人群?有关医学专家的意见,家庭装修中各种装饰材料中 产生的甲醛、苯等气体以及石材中的放射性物质可以致癌,苯还可以引起白血病和再生障碍性贫血。虽然不能肯定白血病是由于家庭装修所致,但在同样环境中,自身抑癌基因有缺陷,也就是常说的缺乏自身免疫力的儿童,那么居室环境污染的刺激则是导致白血病的一个诱因。专家忠告:不能光检查身体,更要注意检测室内环境,达到标本兼治。

b.增加儿童哮喘病的发病率:根据我国与美国合作的项目“空气污染对呼吸健康影响研究”显示:儿童患感冒咳嗽、感冒咳痰、感冒气喘、支气管炎与空气 污染浓度呈现显著正比。一方面,因为儿童的身体正在成长中,呼吸量按体重比计算比成人高50%,另一方面,儿童在室内生活时间长,所以更容易受到室内空气污染的侵害。污染程度越严重,儿童肺功能异常率就越高。严重的空气污染可以使儿童肺功能异常的危险增高30%-70%。中国环境监测总站研究证实,父母吸烟的 孩子患咳嗽、支气管炎、哮喘等呼吸系统疾病的比例要比父母不吸烟的孩子高得多。据流行病学对5-9岁的3528名儿童调查,父母一人吸烟,儿童患呼吸道疾 病者比父母都不吸咽的儿童高6%;父母都吸咽,儿童患呼吸道疾病的比例高出15%左右。据法国《科学与生活》杂志报道,微尘对儿童呼吸道的发育有较大影 响,而二氧化氮等也会影响儿童肺脏的发育,从而使儿童的肺活量出现严重不足。从美国专家对由于室内空气污染造成的哮喘病调查中可以看到,在美国儿童中,患 哮喘病的占美国总人中的12.4%。此病影响到每个年龄段的儿童,65%的儿童不同程度的患有哮喘。据统计,我国儿童哮喘患病率为2-5%,其中1-5岁儿童患病率高达85%。

c.影响儿童的身高和智力健康发育:儿童的身体正处在生长发育关键期,长期吸入存在烟尘、有害气体、病菌病毒污染的空气,不仅容易诱发各种疾病,而且将使儿童身体各机能受到慢性影响,进而影响身高和智力的正常发育。据调查,在吸烟家庭里成长到7岁的儿童的阅读能力明显低于不吸烟家庭的儿童。在吸烟家庭成长到11岁的儿童,阅读能力延迟发育4个月,算术能力延迟发育5个月。科学家对千余名儿童长期研究发现,家长每天吸烟的量越大,儿童身高所受的影响越 大。

办公室白领

白领精英们长期工作在空气质量不好的环境中,容易导致头晕、胸闷、乏力、情绪起伏大等不适症状,大大影响工作效率,并引发各种疾病发生,严重者还可致癌,办公环境变成了看不见的健康慢性杀手。

已有越来越多的白领和职员抱怨办公室空气污浊,感到呼吸不畅,注意力不集中,导致工作效率下降。据中国疾病预防控制中心专家调查,由于办公室空间相对 密闭,空气不流通,空气污浊,氧气含量低,容易导致肌体和大脑新陈代谢能力降低。复旦大学公共卫生学院教授夏昭林介绍,长期坐办公室者容易患“白领综合症”,卫生部门和越来越多的专家已认识到其危害性。

老年人

人体进入老年期,各项身体机能在下降,比较容易受到环境因素的影响而诱发各种疾病。空气污染不仅是引起老年人气管炎、咽喉炎、肺炎等呼吸道疾病的重要原因,还会诱发高血压、心血管、脑溢血等病症,对于体弱者还可能危及生命。

据美国心脏病胁会《循环》杂志报道,1982年有50万名成年人志愿参加了美国癌症协会进行的一项有关癌症预防的调查。20多年后,犹它州杨伯翰大学的研 究人员分析了这项调查数据,将调查中呼吸系统疾病和心脏病等心血管疾病的发病率,与来自美国环境保护局150多个城市的空气污染数据相联系,数据表明,在 空气污染导致死亡的疾病中,心脏病患者居多。

呼吸道疾病患者

在污染的空气中长期生活,会引起呼吸功能下降、呼吸道症状加重,有的还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病,肺癌、鼻咽癌患病率也会有所增加。 据统计,全球因空气污染导致的急性呼吸系统感染,每年夺去大约400万名儿童的生命。国内外调查表明,呼吸道感染是人类最常见的疾病,其症状可从隐性感染 直到威胁生命。

室内空气污染物主要分为可吸入颗粒物外,还是多种致癌化学污染物和放射性物质的主要载体。生物活性粒子有细菌、病毒、花粉等,是大多数呼吸道传染病 和过敏性疾病的元凶。在室内环境中,特别是在通风不良、人员拥挤的环境中,一些致病微生物容易通过空气传播,使易感人群发生感染。一些常见的病毒、细菌引 起的疾病如流感、麻疹、结核等呼吸道传染病都会借助空气在室内传播。非典病毒肆虐的事实也充分说明,室内生物污染不可轻视!山东省疾病预防控制中心公共卫 生监测与评价所孔凡玲指出:许多室内空气污染物都是刺激性气体,比如说二氧化硫、苯、甲醛等。这些物质会刺激眼、鼻、咽喉以及皮肤,引起流泪、咳嗽、喷嚏 等症状。特别是甲醛具有强烈的致癌和促癌作用。

室内TVOC浓度通常在0.2mg/m3到2mg/m3之间,当室内TVOC浓度在0.16mg/m3~0.3mg/m3时,对人体健康基本无害,但在装修中往往会超过这一指标,特别是在不当装修的情况下。防止TVOC的伤害,主要从源头抓起,杜绝非环保建材;其次,常通风换气,甚至加热烘烤,使TVOC释放加快;第四,装修后最好经检测确认TVOC不超标,并通风二到三个月后入住,如有条件通风半年入住最好;另外,在客厅或庭院可摆放月季、百合和猩猩木等,它们可吸收TVOC,但它们不宜放在卧室内。

国家颁布的《住宅设计规范》(GB50096-2011)规定:

7.5.3住宅室内空气污染物的活度和浓度应符合表7.5.3的规定。

表7.5.3住宅室内空气污染物限值

污染物名称 活度、浓度限值

氡≤200(Bq/m3)

游离甲醛≤0.08(mg/m3)

苯≤0.09(mg/m3)

氨≤0.2(mg/m3)

TVOC ≤0.5(mg/m3)(一类建筑)

从国家室内装饰协会室内环境监测中心了解到,汽车室内空气污染状况日益严重。监测中心参照GB/T18883-2002(国家室内空气质量标准)对50辆行驶不到半年的新车进行甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC五项污染物指标的检测,70%的汽车室内有毒气体的浓度超标,其中甲醛和TVOC两项指标超标最严重。

在采访过程中,许多车主都向记者表示,车内有味儿让人难以忍受。青岛室内装饰协会室内环境监测中心主任耿超介绍,汽车内有害气体超标比房屋室内有害气体超标对人体的危害程度更大。长时间会造成头痛、眩晕、恶心等,严重者可能导致贫血甚至致癌;空气污染还会导致司机焦躁不安、注意力无法集中、影响驾车 安全,造成交通事故。

耿超介绍,车内污染源主要来源于新车体自身,如车内的座椅、座套、地板等各种材料含有苯、甲醛、丙酮、二甲苯等有害物质。其次是来源于车内装饰。第 三是车内空间狭小,密封性比较好,人体排出的二氧化碳等有害物质越来越多,也容易造成污染。我国尚未对车内各种有害气体的浓度和含量均做出明确限制并 制订相应标准,只能参照室内空气检测标准来检测,所以业内人士急切呼吁国家尽快出台相应标准,以保障车主健康行驶。

我们国家在2012年3月份出台了《GBT 27630-2011 乘用车内空气质量评价指南》,可以按照此要求来测试车内空气要求。

防止TVOC的伤害,主要从源头抓起,杜绝非环保建材;其次,常通风换气,甚至加热烘烤,使TVOC释放加快;第三,放置活性炭,但活性炭的效果不明显。第四,室内适当的养殖一些吊兰等绿色植物,达到净化室内空气的效果。

植物源空气净化萜类化合物具有广泛生物活性,但依赖植物体的传统生产方式是推广应用的瓶颈之一。采用合成生物学策略,创制微生物“细胞工厂”,有望为植物源萜类化合物低成本、可持续供给提供先进技术。丹参酮为我国传统中药丹参的主要脂溶性活性成分,属于松香烷类去甲二萜化合物。该研究组与中医科学院中药资源中心黄璐琦研究员课题组合作,前期构建了高产丹参酮合成前体次丹参酮二烯的酵母工程菌株(J. Am. Chem. Soc.,2012, 134(6): 3234)。

物理吸附法:

物理吸附除甲醛不像化学喷剂,它自身是安全的也不用担心二次污染的问题,常用的吸附材料有炭包和百藻纳两种,足量使用都能起到不错的净化作用,只是炭包要记得定期晾晒和更换,以免出现吸饱和,百藻纳虽能分解甲醛、无需晾晒,但要尽量的避免碰水,以免影响净化效果。

由于苯和苯系物是TVOC的重要组成,所以有些人只检测TVOC,而不检测苯,以及苯系物:然而,也有只检测总苯,而不检测TVOC:还有一些单位则两者都检测。这主要是取决于要求和条件。检测TVOC的技术设备要求较高,通常都采用气相色谱法,但也有采用傅里叶变换红外光谱法、荧光光谱法、离子色谱法和反射干涉光谱法、固态聚合物电化学原理等。

要想精确检测室内TVOC含量,需要由专业人员使用专业仪器,而且由于TVOC是挥发性有机物的总体构成,检测费用相对较高。

温 控

检测器FID

控温范围:室温上7℃-400℃(增量0.1℃)

程升阶数:三阶

程升速率:0.1℃-50℃/min(增量0.1℃)

检测限:≤5×10-12g/s(正十六烷)

基线噪声:≤6×10-12A/H

线性范围:≥105

稳定时间:小于20min

检测器TCD

检测器 FPD

敏感度:≥10000mV·ml/mg(正十六烷)

基线噪声:≤30uV(载气为99.999的氢气)

检测限:≤5×10-12g/s(N)

基线噪声:≤2×10-13A/H

检测指标:苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、正十一烷

色谱柱:TVOC专用色谱柱 50m

柱温:初温50℃ 初时10min,5℃/min,终温250℃,终时2min

载气:氮气0.05Mpa

汽化:220℃

检测器:FID 250℃