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1、1,第五章 空气中有害物质的测量,2,为什么要研究建筑的空气环境?,人们约有80以上的时间是在室内度过的。 室内空气环境是人们接触最频繁的环境 利用规范和标准来衡量和限制建筑空气环境中有害物的浓度 标准的制定都是建立在如何对建筑空气环境中有害物质和主要污染源（如装饰装修材料、家具材料等）有害物释放量进行准确测量基础上的。 对室内空气质量的准确评价和对室内空气污染的有效控制离不开对建筑空气环境中有害物质的精确测量。,3,5.1常用采样和分析方法 5.2甲醛的测量 5.3挥发性有机化合物（VOCs）的测量 5.4空气中可吸入颗粒物浓度的测量 5.5室内空气中菌落总数的测量 5.6室内放射性物质氡的
2、测量 5.7一氧化碳和二氧化碳的测量,主要内容,4,5.1常用采样和分析方法,一、有害物常用采样方法 二、采样空气体积的测量及流量计 三、采样效率及其评价方法 四、现场采样技术要求 五、样品的分析和结果整理,5,5.1 常用采样和分析方法,一、有害物常用采样方法 1、气体有害物采样方法 直接取样法 有动力浓缩采样法 被动式采样法,6,直接取样法 当空气中被测组分浓度较高，或者所用分析方法很灵敏时，直接采取少量样品就可满足分析的需要。 一些简便快速的测定方法和自动分析仪器，也是直接取样进行分析的。 用这类采样方法测得的结果是瞬时或者短时间内的平均浓度，而且可以比较快地得到分析结果。 直接取样法常
3、分为注射器取样、塑料袋取样和固定容器取样等方法。,7,注射器取样 在现场直接用100mL注射器连接一个三通活塞，抽取空气样品，密封进样口，带回实验室进行分析， 是气相色谱法常用的取样法。 所用注射器要做磨口密封性的检查,挑选其密封性好的做采样用,而且需要对注射器的刻度进行校准。 采样时，先用现场空气抽洗35次，然后抽样，密封进气口，将注射器进气口朝下，垂直放置，使注射器内压力略大于大气压。 注意样品存放时间不宜太长，一般要当天分析完。,玻璃注射器,8,塑料袋取样 用一种与所采集的污染物既不起化学反应，也不吸附、不渗漏的塑料袋（长170mm，宽110mm，充气容积500mL）。 使用前要做气密性
4、检查：充足气后，密封进气口，将其置于水中，不应冒气泡。 使用时，用现场空气冲洗35次后，再充进现场空气，夹封袋口，带回实验室分析。 这种采样方法和注射器采样一样具有经济和轻便的特点。,塑料袋,9,固定容器法 是一种用固定容器来采集少量空气样品的方法。取样仪器有以下两种。 如图（a）所示,是一种用耐压的玻璃或不锈钢制成的真空采气瓶（500 mL1000mL）,外面套有安全保护套.用真空泵抽真空至133Pa左右,如果瓶中事先装好吸收液,可抽至溶液冒泡为止,将真空采气瓶携带至现场,打开瓶塞,被测空气即充进瓶中,关闭瓶塞,带回实验室分析.采样体积即为真空采气瓶的体积.真空采气瓶需要进行严格的漏气检查。
5、 由于真空瓶瓶塞磨口处易漏气,采气瓶也可做成如图（b）所示的形状,抽真空后瓶口拉封.到现场采样时,从瓶口断痕线处弄断,空气即充进瓶内,然后套上橡皮小帽,带回实验室分析.如果真空度达不到133Pa,则可在清洁的环境中,抽成一定的真空度（如133Pa）,这时的采样体积计算应扣除该剩余压力：,10,真空采气瓶 （a）带磨口塞的采气瓶 （b）瓶口拉封的采气瓶,11,固定容器法 另一种是用如图所示的采气管，以置换法充进被测空气。在现场用二联球打气，使通过采气管的空气量至少为管体积的610倍，这样才能使采气管中原有的空气完全被置换掉；然后封闭两端管口，带回实验室分析，采样体积即为采气管的容积。 用固定容器
6、采样后，加入吸收液或显色剂，经过强烈晃动，让被测组分充分与之作用，然后，可倒出溶液进行比色测定.,采气管,12,有动力浓缩采样法 对很多有害物质来说，直接取样还远不能满足分析的要求，需要采用一定的方法，将大量的空气样品进行浓缩，使之满足分析方法灵敏度的要求。 有动力浓缩采样方法是用一个抽气泵，将空气样品通过收集器中的吸收介质，使气体有害物浓缩在吸收介质中，而达到浓缩采样的目的。吸收介质是液体的，用吸收管作收集器；吸收介质是颗粒状或多孔的固体，用填充柱管作收集器。 图是用液体吸收管的有动力空气采样装置。它主要由吸收管、流量计和抽气泵所组成。 有动力浓缩采样法常分为溶液吸收法、填充柱采样法和低温冷
7、凝法等。,13,有动力空气采样装置 1吸收管；2滤水阱；3流量计； 4流量调节阀；5抽气泵；6稳流器； 7电动机；8电源；9定时器,14,被动式采样法 被动式个体采样器(passive personal sampler)是基于气体分子扩散或渗透原理采集空气中气态或蒸气态污染物的一种采样方法。 由于它不用任何电源和抽气动力，所以又称无泵采样器。这种采样器体积小，非常轻便（像一支钢笔或一枚徽章大小，可以佩戴在人们的上衣口袋处），跟随人们活动，可以根据需要到任何地方进行采样，用作个体接触量（个体暴露量）的监测；也可放在欲测场所连续采样，作为环境空气质量的监测。 操作简便，不用电源，不用特别维护，安全
8、可靠，价格极为便宜，特别适用于大面积卫生调查和监测。,15,被动式个体采样器自20世纪70年代后期问世以来，发展非常迅速,有关它的研制、应用、评价和机理方面的文章很多,也已有各种各样的相关产品出售。早期主要应用于劳动卫生和防护监测,最近则逐步用于环境卫生和环保监测。它的出现是对传统的有泵采样器的一次重大变革。 被动式采样器对于目前人们普遍关注的室内空气污染和个体接触量的监测无疑是最适用的。 被动式个体采样器的基本结构如图所示，它由壳体、挡风层、扩散腔和吸收层等部分所组成 .,16,被动式采样器的结构 1前盖；2硅橡胶密封圈；3核孔滤膜； 4涤纶纱网（70目）；5压环； 6吸收层；7托板；8底座
9、,17,2、气溶胶中颗粒物采样方法 气溶胶中颗粒物采样方法很多，最基本的方法是沉降法、滤料法和光散射法。 沉降法 沉降法包括自然沉降和静电沉降两种采样方法 自然沉降法 自然沉降法是利用颗粒物受重力场作用，沉降在一个敞开的容器中，采集的是较大粒径（30m）的颗粒物。自然沉降法是测定室外大气降尘的方法，而室内测定很少使用。结果用单位面积、单位时间内从空气中自然沉降的颗粒物质量（吨/公里2）/月）表示。这种方法虽然比较简便，但易受环境气象条件（如风速）影响，误差较大。,5.1常用采样和分析方法,18,静电沉降法 空气样品通过12000V20000V电场时，由电晕放电产生的离子附着在气溶胶的颗粒上，使
10、颗粒带电。带电粒子在电场作用下，沉降在极性相反的收集极上。此法收集效率高，阻力小。采样后，取下收集极表面沉降物质供分析用。静电采样器绝对不能用于易燃易爆物质的采样，以免发生危险。,滤料法 滤料采样的装置如图所示，将滤料（滤纸或滤膜）放在采样夹上，用抽气泵通过滤料抽入空气，空气中的悬浮颗粒物质就被阻留在滤料上，分析滤料上被浓缩的颗粒物的含量，再除以采样体积，即可计算出空气中颗粒物浓度。这种方法称为滤料采样法。 用滤料采集空气中颗粒物质，不仅靠直接阻挡作用，还有惯性沉降、扩散沉降和静电吸引等作用。在采样过程中，这些作用所产生的影响与采样流速、滤料性质和气溶胶的性质有着密切关系。,19,滤料法 由于
11、空气中污染物并不是以单一状态存在，而往往以多种状态（如气态和气溶胶）共存在空气中，这使得采样和分析工作变得比较复杂。 如对于颗粒物与气体有害物共存的情况，一种最简单的处理方法是在滤料采样夹后接上液体吸收管或填充柱采样管，这样颗粒物被收集在滤料上，而气体有害物则收集在后面的吸收管或填充柱中。 这种简单组合存在的主要问题是，采样流量受到后面的液体吸收管或填充柱的制约大，而颗粒物则需要一定的线速度才能采集下来，这样由于流量匹配问题，往往使颗粒物采样受到限制。 为了解决用一种方法同时采集两种状态污染物的问题，就产生了所谓的综合采样方法，它是用浸渍试剂滤料、泡沫塑料、多层滤料以及环形扩散管与滤料组合等采
12、样方法来同时采集两种状态有害物的。,20,滤料采样装置示意图,21,3、建筑材料中有害物采样方法 为了控制室内装饰装修材料对室内空气的污染，我国制定了相应的国家标准来限制相关产品有害物的释放量。 为了定量地检验某种材料是否达到了国家标准的要求，就必须用一定的物理和化学方法来测量室内装饰装修材料的有害物释放量。 环境试验舱作为室内用品和材料中挥发性有机物（包括醛类、芳香烃等）采样的装置获得了广泛的应用， 卫生部木质板材中甲醛的卫生规范和国家标准GB 18580-2001都把环境试验舱法作为室内装修用人造板产品甲醛释放量检测的仲裁方法。,5.1常用采样和分析方法,22,环境试验舱是由化学惰性材料制
13、成的密闭舱体、温度和湿度控制与测量系统、清洁空气供给系统、流量控制与测量系统、标准气加入口和流出气采样测量系统组成（如图所示）。 将待测材料放入舱内，控制一定的温度、湿度和空气交换率，材料中挥发性化合物将释放到舱内，并且在材料和舱内空气间达到平衡。 测量不同时间流出空气中挥发性化合物的浓度，可得出待测材料挥发性化合物释放速率和释放过程的数学模型，从而评估待测材料对建筑空气环境的影响。,23,环境试验舱组成图 1空气压缩；2过滤净化器；3稳压阀；4压力表；5流量调节阀；6流量计；7纯水瓶；8过滤器；9毛细管；10蒸发混合器；11预热管；12电机；13入口孔管；14样品架；15样品；16测试室；1
14、7出口多支管；18电源；19温度控制；20染毒室,24,舱体 舱体是用玻璃或经抛光的不锈钢这类惰性材料制造，它不能释放挥发性化合物，也不吸收吸附挥发性化合物，更不能与这些物质发生化学反应。 舱体容积由几十升到几十立方米，测试一般材料以几十升的小型舱为宜，测试家具类大型物品适用大型舱。舱体形状以圆形或圆柱形为佳，空气流在这种舱内易混合均匀。 舱体上开有能方便放取试样的舱门，舱门与舱体要密封良好，密封材料也要选用惰性材料，并且密封材料与舱内空气的接触面积要尽可能小。 舱体装有进气口和出气口，两口的位置不能设在舱体的同侧而要设在舱体的对侧以避免气流短路。进气口为伞状或盘状多孔管，这些都有助于气体混合
15、均匀。舱内配有试样支架，使试样在舱内均匀分布。,25,温度控制和测量系统 在测试过程中，为了控制挥发性化合物从试样表面的释放速度，保证挥发性化合物在试样表面与舱内空气的平衡，防止舱壁上出现冷凝，环境试验舱内空气必须维持恒定而均匀的温度，温度控制范围在1835，常用的温度是（231）。舱内温度控制和显示集合在数字仪表上。 湿度控制和测量系统 在测试过程中，对于吸湿性试样和水溶性挥发物，维持环境试验舱内空气湿度的恒定和均匀是必要的，湿度控制范围在20%80%，常用的湿度为（455）%。湿度控制是利用向干燥空气流中加入蒸馏水，必须保证蒸馏水中杂质含量很低，不能引起舱内空气本底值增高。用湿度计显示舱内
16、湿度。,26,清洁空气的供给和流量控制系统 该系统由无油空气压缩机抽取环境空气产生压缩空气，经过硅胶、分子筛、活性炭等净化装置去除水分、微量有机化合物和其他挥发性物质而获得清洁干燥的空气流。再用稳压阀、流量调节阀等控制，成为流量稳定且可以调节的空气流供给环境试验舱。流量范围在0.5倍3倍舱容积每小时。流量测量可以用质量流量计也可以用转子流量计。在清洁空气与舱进气口连接处设有标准气接口，用于校准系统时向舱内通入标准气。清洁空气进入试验舱之前，气流要预热，以减少舱内温度的波动。 气体采样多支管 舱出口为多支管，它作为采集舱内气体的接口，应包裹保温材料以保持与舱内空气相同的温度，避免挥发物吸附甚至冷凝在多支管里面。 舱内气体混合 为了保证舱内气体浓度均匀以及试样表面与舱内空气的平衡，要求舱内空气必须充分混合。在舱内可装低速风扇或者使试样架能够旋转来达到空气的充分混合。,27,二、采样空气体积的测量及流量计 1、采样空气体积的测量 为了准确计算空气中
