北京某小区室内VOCs 污染状况研究

侯明韬 刘晓飞 王雅静 张鑫 迟乃超 李凤彪

（中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）

1 引言

室内装饰装修过程中使用的涂料、胶黏剂及各种木质和合成板材均会释放挥发性有机污染物（Volatile Organic Compounds，VOCs），引起室内空气污染［1-4］。因此，消费者通常会在装修完成后，检测室内空气中的VOCs 污染水平，待其满足《室内空气质量标准》（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，室内VOCs 种类繁多［5-6］，但GB/T 18883—2002 中仅规定了苯、甲苯及二甲苯在内的3 种有机物限值［7］，导致对于室内环境其余种类VOCs 的监测研究较少。此外，室内VOCs 存在持久释放性，释放时间可达数年之久［6，8］，而居家生活过程中也可能重新引入有机污染物［5，9］，这些都导致室内VOCs 污染可能长期存在。

本研究中，使用Tenax 吸附管采样，热脱附－气相色谱/质谱检测10 种常见VOCs。调查人员通过走访居民，选择不同装修年限的家庭进行采样，以室外环境空气本底值为对照，采样过程中不刻意进行室内通风或封闭处理，以考察常态化的室内VOCs 污染状况，为预防及改善室内空气VOCs 污染提供指导。

2 材料和方法

2.1 采样点情况

采样地点为北京市朝阳区某居民区，选择同一栋居民楼中不同装修期满的住户进行采样。采样时间为2020 年3 月14 日。为考察室内VOCs 的实际污染水平，采样前不特意进行通风及室内封闭管理，采样点为避开通风口，离地高度1.0～2.0 m 处。分别选择客厅、主卧、次卧、厨房及厕所为重点监测点。研究组同时在距采样居民楼东南西北5 m 处布设4 个采样点采样，考察环境空气本底值。

2.2 仪器和试剂

2010 plus 气相色谱－GCMS－QP 2020 单四级杆质谱（岛津，日本），SH－Rxi－624Sil MS 毛细管色谱柱（30 m，0.25 μm，1.4 μm，岛津，日本），TD 20 热脱附（岛津，日本），BCT－600 老化仪（北京博赛德科技有限公司，中国），GilAir Plus 采样泵（Gilian，美国）。甲醇（农残级）购于美国Fisher 公司；VOCs 标准品（O2Si，1 000 mg/L）。

2.3 样品采集

使用经300 °C 老化20 min 后的Tenax 吸附管，GilAir Plus 采样泵以200 mL/min 采样15 min，记录采样体积及现场温度、气压，将采样体积折算为标准状况后计算有机物浓度。

2.4 样品检测

参照《环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样－热脱附/气相色谱－质谱法》（HJ 644—2013）设置热脱附－气相色谱/质谱仪器条件［10］。热解吸脱附仪载气为氦气，干吹流量60 mL/min，解吸温度为250 ℃，热解吸5 min，冷阱温度－15 ℃，冷阱脱附温度250 ℃，脱附时间3 min，进样时间1 min。气相色谱仪分流比1∶5；载气为氦气；柱流量2.17 mL/min。升温程序为初温40 °C 保持2 min，以8 ℃/min 升温到90 ℃保持4 min，以6 ℃/min 升温到180 ℃后结束。质谱使用EI 离子源，接口温度200 ℃，离子源温度230 ℃，使用全扫描（35～350）m/z 进项样品采集。目标污染物保留时间、特征离子及方法检出限见表1。

表1 目标污染物保留时间、定量离子及定性离子

3 结果与讨论

3.1 室内空气污染水平

研究共采集11 户52 个室内空气样品，对其中10 种VOCs 进行检测，包括卤代烃3 种、芳香族化合物7 种（见表1）。

室内空气VOCs 测定结果见表2。

表2 室内空气VOCs 测定结果 μg/m3

与采样楼宇周围环境空气中VOCs 本底值相比，室内空气样品中二氯甲烷、氯仿、四氯化碳及苯、甲苯、二甲苯、氯苯、1，4－二氯苯均有检出，其平均含量范围ND～28.9 μg/m3，显著高于环境空气本底值（检出限0.3～1.0 μg/m3），证明其为室内污染源释放产生的结果。其中，1，4-二氯苯为含量最高的物质，平均值达到测试VOCs 总量的51.7%；甲苯、二甲苯、苯分别占测试VOCs 总量的17.0%，15.7%，7.05%，分别为本次检测浓度含量第2～4 位的污染物，其皆满足《室内空气质量标准》（GB/T 18883—2002）规定的限值（苯：110 μg/m3，甲苯：200 μg/m3，二甲苯：200 μg/m3）。值得注意的是，大部分目标污染物的含量波动较小（浓度范围ND～68.8 μg/m3），证明其在室内空气中的含量较为稳定，但1，4-二氯苯浓度的变化范围（浓度范围ND～320 μg/m3）显著高于其余物质，在不同居室内的含量差异显著。

3.2 装修年限对VOCs 含量的影响

根据调查情况，将室内空气样品依照装修完成时间划分为＜2 a，2～10 a 及＞10 a 3 组，并以污染物平均浓度进行比较，见图1。

图1 不同装修年限VOCs 污染平均浓度

由图1 可知，随装修完成时间的逐步增加，室内空气中卤代烃及芳香族化合物（除1，4-二氯苯外）含量呈下降趋势。例如，装修完成2 a 内室内空气苯含量为2.21～9.17 μg/m3，甲苯含量为2.59～68.8 μg/m3，二甲苯总量为3.36～51.1 μg/m3；装修完成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/m3，二甲苯总量为3.69～33.4 μg/m3；装修完成10 a 后，苯含量降低到0.79～7.26 μg/m3，甲苯含量为0.69～17.8 μg/m3，二甲苯含量为ND～5.29 μg/m3。然而，1，4-二氯苯含量随装修完成时间的增加而提高，尤其是装修完成＞10 a 组中的1，4-二氯苯含量值显著高于装修完成＜10 a 的两组样品。

值得注意的是，室内1，4-二氯苯可能有多种来源，如家具表面油漆、涂料、皮具等，或产生于芳香类物质复杂的生成、累积及消除的物理化学过程中［5，11］。然而，本研究中装修时间＞10 a 组样品中1，4-二氯苯含量值明显较高，且其变化趋势与其余VOCs 存在差异，分析其原因为，本组家庭居住者多为中老年人，其大多习惯使用含1，4-二氯苯的樟脑球对衣柜进行杀虫，其由衣柜缝隙扩散至整体室内环境中造成空气污染，而刚刚完成装修（＜2 a）或装修年限较短（2～10 a）的家庭多为青年居住者，多数无使用此类灭虫剂的习惯。

3.3 室内VOCs 环境影响评价

本研究采用评价指数法评价室内空气质量［4，12］。该方法以拟评价污染物的平均浓度Ci与其对应的标准限值Si的比值为污染物分指数，通过计算全部拟评价污染物的污染分指数后，计算最高分指数和平均分指数乘积的算数平均值，得到室内空气品质指数I，该方法计算公式如下：

本文参照文献中提出的有机污染物指导限值［4］，芳烃及卤代烃化合物质量浓度限值皆为50 μg/m3。室内空气污染物等级按综合指数分为5 级。以综合指数＜0.50 为空气清洁，0.50～1.00 之间为未污染，1.00～1.50 为轻度污染，1.50～2.00 为中度污染，≥2.00 为重污染。由公式计算各组采样家庭的空气综合指数，结果见表3。

表3 不同家庭样品的空气品质评价

由表3 可知，54.5%的家庭空气为清洁；36.4%的家庭空气为未污染；9.1%的家庭空气为重污染。其中，卤代烃分指数为0.02～0.08，对空气品质指数贡献较小；芳香族化合物分指数为0.28～4.51，其中分指数＞1.00 的单项皆为1，4-二氯苯，证明控制其污染水平对保证室内空气质量十分重要。

4 结论

本研究搜集常态化的室内空气样品进行检测，发现室内环境中长期存在VOCs 污染。其中，苯、甲苯及二甲苯引起的空气污染较轻，在不同采样点位含量差异不大，在通风良好的情况下，通常不会成为室内污染的主要目标物。但是，1，4-二氯苯在部分样品中含量较高，是家庭使用樟脑球的结果，其为室内空气污染的重要贡献者，在室内空气检测过程中应引起重视。