TVOC是“Total Volatile Organic Compounds”的
英文缩写,意思是总
挥发性有机化合物。
来源与成分
室外的TVOC,主要来自燃料燃烧和交通运输。
室内的TVOC,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%。具体的污染物来源见下表。
TVOC化学成分可分为苯类、烷类、
芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、
醛类、
酮类和其他。
危害
挥发性有机物在阳光作用下与大气中的氮氧物、硫化物发生化学反应生成毒性更大的二次污染物光化学烟雾。此外,有些挥发性有机物挥发到大气中的卤代烃能破坏臭氧层,从而导致太阳的高能紫外线过量到达地球表面,对人类的健康构成威胁。
在封闭空间内,挥发性有机化合物(VOCs)的累积达到一定浓度时,能够扰乱人体的免疫系统平衡,进而干扰
中枢神经系统的正常运作,导致诸如
头晕、
头痛、
嗜睡、无力、
胸闷等不适症状的出现。此外,这些化合物还可能侵袭消化系统,引发
食欲不振、恶心等消化问题。在极端情况下,长期暴露于高浓度的VOCs环境中,可能会严重损害肝脏和
造血系统的健康,甚至诱发过敏反应及更严重的健康问题。值得注意的是,某些特定的VOCs,如苯、氯乙烯、三氯乙烷及三氯乙烯等,还具有
基因毒性,能够增加患癌风险,对人体健康构成潜在威胁。特别指出的是儿童比成年人更容易受室内空气污染的危害。儿童的身体正在成长中,呼吸量按体重比成人高30%,而且儿童在室内活动时间达 80%以上。
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。
如果室内的
空气质量不佳,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。经长期的研究,科学家发现以下五类人最容易受到室内污染空气的毒害:孕妇、儿童、办公室白领、老人、患有
呼吸系统或心脏毛病的人。
研究将暴露的常见的办公大楼中的TVOC和下列症状联系在一起:
对孕妇危害
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。
对儿童危害
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。
对办公室白领危害
白领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。
对老年人危害
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。
对呼吸道疾病患者危害
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
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《
室内空气质量标准》(GB/T18883—2002):TVOC≤0.60mg/m3;
《
民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2020),Ⅰ类民用建筑工程(住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教室等民用建筑工程):TVOC≤0.45mg/m3;
《
民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2020)规定:Ⅱ类民用建筑工程(办公楼、商店、旅馆、文化娱乐场所、书店、图书馆、体育馆、公共交通候车室、理发店等民用建筑工程):TVOC≤0.50mg/m3;
车内TVOC
车内环境是一种特殊的室内环境,是人们日常生活空间的重要组成部分,汽车室内空气品质( indoor air quality, IAQ) 已成为大众关注的焦点.空气中的挥发性有机物( volatile organic compounds,VOCs)种类繁多,分布广泛,性质各异,毒性大,危害生命健康;所有VOCs 之和被称为总挥发性有机物(TVOC),表现出毒性与刺激性,严重时引起死亡.车内空气VOCs来自于车内饰品、内饰材料、油漆、涂料、有机溶剂等,车用总装用胶散发出大量 VOCs,其中乙苯含量相对最高,导致车内气味等级属于无法忍受级别。
不同车内的主要污染物:空气中
挥发性有机化合物(
VOCs)的研究资料广泛,针对减少游离VOCs污染,汽车制造业被明确列为关键控制领域,特别是苯系物被视为主要污染源。值得注意的是,有研究发现微型公交车内部的游离VOCs污染状况最为严重,相比之下,电动公交车的污染则最轻。小型乘用车内,总
挥发性有机化合物(TVOC)的最高浓度记录达到了50.8 mg·m-3。具体到公交车与轿车内部,苯、甲苯、乙苯及二甲苯的最大质量浓度各有差异,公交车内依次为0.11、0.27、0.096与0.23 mg·m-3,而轿车内则分别为0.14、0.38、0.13与0.31 mg·m-3。此外,车内VOCs的浓度表现出随时间递减而随车内温度上升的特性。更为复杂的是,汽车尾气中的VOCs能够借助逆流-反渗透过程渗透至车内,对车内空气质量(
IAQ)造成负面影响,其中甲苯的污染问题尤为突出。另一项研究发现,随着车内温度的升高,车内饰材料的VOCs释放浓度也会相应增加,进而加剧了汽车内部空气质量的污染状况。
我国在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。
TVOC检测
检测方法
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。目前国际上用于室内的分析方法主要有
比色管检测法、便携式仪检测法、
气相色谱法、色质联用法等。
比色管检测法:比色管检测法由采样录和填充显色物质的玻璃管构成。检测时首先折断玻璃管的两头,然后用采样果将空气抽入玻璃管,空气与玻璃管中的显色物质发生反应,得到的浓度与显色程度成正比,从而观察到的大概浓度。但是此方法目前的检测范围还不能覆盖的所有成分,数据代表性较差。
便携式仪检测法:它可以检测浓度,发现超标后再采用气相色谱法进行检测,该检测仪具有检测范围宽、干扰少、测量范围宽、速度快和连续监测等优点。
气相色谱法:气相色谱法具有效能高、选择性高、速度快、灵敏度高和应用范围广等特点,使用带有氢火焰离子化检测器的气相色谱仪对进行定性和定量测定的分析方法已经比较成熟。气相色谱法在对组分进行直接定性分析时,必须有已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对照,才能获得肯定的结果。
此外,《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录和《室内空气质量标准》附录中规定了室内空气中的检测方法为热解吸毛细管气相色谱法。毛细管气相色谱法取样少、检测准确、灵敏度高、检出限低、分析样品的时效性强,被广泛的应用于室内的检测研究。但是此法具有耗时较长、成本较高的缺点。
专业仪器
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。这里介绍
光离子化检测仪、火焰离子化检测仪两种仪器。
光离子化检测仪(PID)是一种气态检测仪,可以实时量度空气中挥发性有机物水平。这方法的线性范围覆盖至1000ppm,检出限为0.05ppm。
火焰离子化检测仪(
FID)是一种宽带有机化合物检测器,不具备选择性。它们的线性非常好。FID用于现场检测的主要局限在于它们较大的重量和体积,以及需要配置一个氢气瓶,这样一来,就很难在危险环境中使用。FID相对较贵、维护繁琐也限制了它在工业领域的应用。
PID和FID都是常见的有机化合物检测器,它们都可以有效地测量同一种物质,但是,由于PID更小巧一些,更容易使用和更安全,它要比FID更加普遍地应用于工业领域。
去除方法
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。
同时,市面上用于控制室内挥发性有机物的方法很多,如活性碳吸附、臭氧等。有报道称“
光等离子”亦成为解决挥发性有机物的方法之一。空气中的氧气分子和水分子经过特殊波长的纳米光管照射,分解成具有高氧化性光等离子的光等离子气流,这些带有大量电子键的光等离子气流具有破坏有机分子的能力,能够迅速中和空气中的挥发性甲醛、甲苯、VOC等气体分子,使之分解成为水和二氧化碳,该技术本身不会产生任何其他有害物质。由于中和甲醛分子而形成的水分子可以继续经过纳米光管再次作用,通过这样的链式反应将污染物彻底分解,因此该技术的速度比普通甲醛处理的光触媒技术更具主动性,效果也更强大。
光触媒(Photocatalyticoxidation,PCO)对于大部分的室内挥发性有机物有效,且能在室温下将挥发性有机物完全分解成水及二氧化碳,因此成为近年来发展最快且应用最广的室内空气清净技术。
利用植物去除有机挥发物是天然的方式,植物透过本身的呼吸循环吸入空气,可分解空气中的有机挥发物,不同的植物对特定的有机挥发物有特别优异的分解表现,例如
黄金葛有助于二氧化碳和甲醛分解、
长春藤对甲醛、苯和三氯乙烯等有毒污染物质能有效移除、
虎尾兰能清除甲醛、二氧化硫、氯、乙醚、乙烯、一氧化碳、过氧化氮等有害物。