王莹 谭建勋 李美君 罗卓琳 廖宏
(广州广检建设工程检测中心有限公司 广东广州 510405)
摘要：随着人们在室内生活、工作和休息的时间不断增加，室内空气质量在现代社会中备受重视。研究室内空气中TVOC的检测方法和控制措施，通过传统的检测方法和先进的检测技术以及传感器技术在TVOC 检测中的应用可以改善室内环境质量，保护人们的健康和提升生活质量。通过深入了解TVOC的来源、影响和处理方法，可以更好地应对室内空气质量问题，创造更加健康和宜居的室内环境。
关键词：室内空气 TVOC检测方法 TVOC控制 室内材料
中图分类号：X51文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)23-0177-03 Research on the Detection Methods and Control of TVOC in
Indoor Air
WANG Ying TAN Jianxun LI Meijun LUO Zhuolin LIAO Hong
(Guangzhou Guangjian Construction Engineering Testing Center Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong Province,
510405 China)
Abstract:As people spend more time living, working and resting indoors, indoor air quality is highly valued in modern society. The main objective of this article is to study the detection methods and control measures of TVOC in indoor air. The application of traditional detection methods and advanced detection and sensor technologies in TVOC detection can improve indoor environmental quality, protect people's health and enhance their quality of life. By a deep understanding of the source, impact and treatment method of TVOC, we can better address indoor air quality issues and create the healthier and more livable indoor environment.
Key Words: Indoor air; TVOC detection method; TVOC control; Indoor material
室内空气的质量对个体的健康和舒适感产生深远的影响。然而，室内空气质量问题经常被忽视，尤其是与挥发性有机化合物（TVOC）的相关性，这是室内空气中的一个主要污染源。TVOC是总挥发性有机化合物，包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、乙醛和各种溶剂等，它们可以来自室内装修材料、家具、清洁剂、印刷机、电子设备和各种其他常见源头。TVOC不仅对室内环境质量构成威胁，还可能引发一系列健康问题，如过敏反应、呼吸道感染、头痛、眼疼和恶心等症状。此外，一些长期接触高TVOC的研究还表明，它们可能导致慢性健康问题，如癌症。因此，了解、监测和控制室内空气中的TVOC变得至关重要。
1 TVOC对健康的影响
首先，TVOC可以引发一系列急性健康问题。人们暴露在高TVOC水平的室内环境中可能出现头痛、眼睛和喉咙有刺激感、呼吸急促、恶心、呕吐和眩晕等症状，这些急性反应通常是由有机化合物刺激呼吸道黏膜和抑制神经系统引起的［1］。其次，它们在室内空气中的积累可能导致一系列不良影响。另外，TVOC 对特定人，如儿童、老年人和免疫系统较为脆弱的个体，具有更大的危害。儿童特别容易受到TVOC的影响，因为他们的器官和免疫系统尚未充分发育，这可能导致长期的健康问题。老年人则可能更容易因TVOC 引起的健康问题而使病情恶化。
2 室内TVOC的检测和标准
首先，为了评估室内空气质量，必须采用合适的检测方法来测定TVOC浓度。传统监测方法包括使用气相谱质谱法和气相谱荧光检测法等实验室分析技
DOI：10.16661/jki.1672-3791.2310-5042-4109
作者简介： 王莹（1995—），女，硕士，工程师，研究方向为室内环境空气中污染物浓度检测。
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术，它们提供了高精度和高灵敏度的数据。然而，这些方法通常需要昂贵的设备和专业知识，不适用于实时监测和长期跟踪。其次，随着科技的发展，现代监测方法也包括了基于传感器技术的设备，如气体传感器和电子鼻，这些设备可以实时监测TVOC浓度，为用户提供快速的反馈，有助于及时采取控制措施［2］。部分智能手机应用程序也可以连接专门的TVOC传感器，将监测数据直接呈现给用户，使其能够更好地了解室内空气质量。最后，室内TVOC的监测必须符合相关标准。各国和地区通常制定了特定的室内空气质量标准，规定了TVOC浓度的上限值，以确保人们在室内环境中不受危害。
3 TVOC检测方法
3.1 传统检测方法
TVOC检测是确保室内空气质量的重要一环，传统检测方法通常涵盖了一系列实验室分析技术，以测定室内空气中的TVOC浓度。气相谱质谱法是一种高度精确和灵敏的分析方法，常用于TVOC浓度的测定。样品的气体相被注入气相谱仪，然后通过质谱仪进行分析，以确定不同有机化合物的种类和浓度，这是一种高度准确的方法，但需要昂贵的仪器和专业技能，通常在实验室中使用。气相谱荧光检测法是另一种传统的气相谱方法，使用荧光检测器（FID）来测量挥发性有机化合物。该方法通常更快速和经济，但不如气相谱质谱法那样具有高灵敏度和分析能力。气相谱电子捕获检测法是使用电子捕获检测器（ECD），它对一些特定的挥发性有机化合物，如氯化物和溴化物，有较高的选择性，该方法通常用于检测具有特定功能团的有机化合物。高效液相谱法（HPLC）主要用于液体样品的分析，HPLC也可以
用于TVOC检测，特别是液态样品，这种方法使用高效液相谱仪，以分离和测量挥发性有机化合物。硅胶采样管法是将室内空气通过硅胶采样管中，硅胶会吸附TVOC。采样管被送入实验室进行分析，以测量吸附的有机化合物的浓度。这是一种相对简单的方法，但需要一定时间来完成［3］。值得注意的是，传统的TVOC检测方法通常需要专业的仪器和培训有关技术人员进行操作，因此不适合实时或现场检测。然而，它们提供了高精确度和可靠性的数据，特别适用于科研、法律法规遵从和特殊环境下的分析需求。
3.2 先进检测技术
除了传统的TVOC检测方法，现代技术和传感器技术的发展为TVOC检测提供了更便捷、实时和经济的解决方案。光纤传感器是一种基于光学原理的检测方法，利用涂有特定吸附材料的光纤来检测TVOC。当有机化合物吸附到光纤上时，它们会改变光的传播特性，从而可以通过测量光信号的变化来确定TVOC 浓度，这种技术具有实时性、灵敏度高和可部署性强的特点，适用于连续监测。电化学传感器利用特定电极材料与TVOC之间的电化学反应来测量其浓度，这种技术常用于便携式和嵌入式监测设备中，因为它们具有快速响应和低成本的特点。质谱传感器是一种基于质谱原理的传感器，能够通过飞行时间法或质荷比法来检测TVOC的种类和浓度，这种技术通常用于高精确度和高灵敏度的应用，如实验室研究和高要求的工业环境。纳米传感器是一种新兴技术，使用纳米材料来检测TVOC，这些纳米材料具有大表面积，可以吸附更多的有机化合物，从而提高检测灵敏度。纳米传感器通常更小巧，适用于嵌入式监测设备。红外吸收光谱法是一种非侵入性的检测方法，通过测量特定波长的红外光被TVOC吸收的程度来确定其浓度，这种技术通常用于连续监测，特别适用于工业过程和室内空气质量监测。这些先进的TVOC检测技术具有不同的特点和应用场景，可以根据需要选择适合的技术。
它们提供了更多的选择，以满足不同环境和应用的检测需求，同时提供了更便捷和实时的数据，有助于人们更好地了解和管理室内空气质量［4］。
3.3 传感器技术在TVOC检测中的应用
传感器技术具有广泛的应用领域，为用户提供了实时、经济和便携的TVOC检测解决方案。
3.3.1 实时性
传感器能够迅速捕获和反馈TVOC浓度的变化，因此用户可以即时了解室内空气质量的情况，这对于检测和解决TVOC波动的问题，如在装修或清洁时，提供了关键的信息。
3.3.2 低成本
传感器技术通常具有较低的成本，这使得它们适用于大规模监测、便携设备和智能家居系统。因此，个人、企业和政府机构都能够轻松获得和使用TVOC传感器，以监测和改善室内空气质量。
3.3.3 便携性
这些传感器通常非常紧凑和便携，用户可以携带它们到不同的地方进行监测，而不受时间和地点的限制，这对于在室内
、办公场所、学校、工业环境以及交通工具中进行实时监测都非常有帮助。传感器技术的应用还包括嵌入式监测系统，这些系统可以集成到建筑管理系统中，实现自动控制和通知，以确保室内空气质量始终处于可接受的水平。例如：当TVOC浓度超出限定值时，系统可以自动触发通风系统或警报，以保障室内环境的质量。
3.3.4 无线通信功能
部分TVOC传感器还配备了无线通信功能，使其
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能够实现远程监测和数据采集，这对于分散地点或需要遥测监测的应用非常有用，如监控工业厂房中的挥发性有机化合物排放。
4 TVOC控制研究
4.1 室内通风
首先，室内通风的原理是通过提供新鲜空气并排出污染的室内空气，以降低TVOC浓度。新鲜空气中TVOC浓度通常较低，
因此通风可以有效地稀释室内的有机化合物，减少它们的浓度。首先，定期通风可降低TVOC浓度，特别有助于解决装修、清洁和烹饪等活动后的污染。其次，室内通风的有效性取决于多个因素，包括通风率、通风系统的设计和运行方式。高通风率通常意味着更频繁的室内空气更新，但也可能导致能源浪费。因此，在控制TVOC时，通风率需要权衡室内空气质量和能源消耗。高效的通风系统，如热交换通风，可以在新鲜空气进入室内时回收热量，减少能源浪费。室内通风的时机也非常关键。定期通风，特别是在室内有污染源，如装修后或清洁后，是非常重要的。根据地理位置和气候条件，夜间通风可能更有效，因为夜间空气通常较为清新。此外，还需要考虑室内通风的质量。通风要保持室内的舒适温度和湿度，以避免不适和健康问题，通风系统的滤网也可以用于过滤空气中的颗粒物和TVOC，提高室内空气质量［5］。最后，室内通风的智能化和自动化系统的发展使得控制TVOC更加智能化和便捷。通过使用传感器来监测TVOC浓度，通风系统可以根据实际需求自动调整通风率，以提供更有效的控制。
4.2 气味掩盖剂和空气净化器
气味掩盖剂和空气净化器是在TVOC控制研究中广泛应用的两种方法，可以有效改善室内空气质量。气味掩盖剂是一种常见的TVOC控制方法，它们通过释放具有愉悦气味的物质来覆盖或掩盖室内的不良气味。这些物质通常是有香气的化学物质，如芳香油或花香精油，它们可以创造出愉悦的气味，同时掩盖有机化合物的异味。气味掩盖剂的优点在于它们能够迅速改善室内空气的感知质量，让人们感觉更加舒适。然而，这种方法并不能真正消除TVOC，而只是遮掩了它们的气味，因此不能完全解决污染源的问题。使用气味掩盖剂时需要注意，不要过度使用，以免引发其他过敏或健康问题。
空气净化器是另一种常用的TVOC控制工具，特别是用于过滤室内空气中的有害颗粒和有机化合物。这些设备通过一系列过滤器，如HEPA（高效颗粒捕获）过滤器、活性炭过滤器和光触媒过滤器等，来清洁空气中的颗粒和化学物质。空气净化器的优势在于它们可以有效地去除室内空气中的TVOC，而不仅仅是掩盖气味。HEPA过滤器可以捕获微小的颗粒物，而活性炭过滤器可以吸附挥发性有机化合物，包括TVOC。部分空气净化器还配备了光触媒过滤器，用于分解和氧化有机污染物。使用空气净化器时需要选择适合室内空间大小和所需过滤性能的型号，以确保它们有效地去除TVOC［6］。空气净化器的滤芯需要定期更换，以保持其效能。
4.3 室内材料的选择
在控制室内TVOC的水平方面，选择合适的室内材料至关重要。选择材料时，考虑其TVOC排放水平。如低挥发性有机化合物涂料、地板材料、墙纸和粘合剂，可以减少室内TVOC浓度。选择具有低TVOC标签的产品，这些标签通常由政府或独立认证机构颁发。部分环保材料，如回收木材、可持续材料和无甲醛的建材，可以减少TVOC污染的风险，这些材料对于降低室内空气质量问题非常有帮助。确保所选材料不含有毒物质，如铅、镉、汞等，这些物质可能会挥发到室内空气中引起健康问题。选择实木家具而非复合板家具，因为后者通常使用胶合剂而含有较多VOCs，而实木家具通常具有较低的VOCs排放.
5 结语
综上所述，TVOC对健康的影响是不可忽视的，从急性症状到潜在的长期健康问题都需要人们认真的关注和采取一定的控
制措施。室内TVOC的监测和标准为维护健康和舒适的室内环境提供了指导和方向。传统的TVOC检测方法提供了高精度的数据，但需要昂贵的设备和专业知识。现代传感器技术为实时监测和便捷的TVOC控制提供了更多的选择，这些传感器可以在不同的应用中发挥作用，包括从个人用途到工业环境。而室内通风和空气净化器可以改善室内空气质量，同时通过选择低VOCs、环保和无毒的材料，可以创造更健康和宜居的室内环境。
参考文献
[1]黄育夫，习涛.空调搭载TVOC传感器的研究及应用
[J].家电科技,2021(S1):220-225.去除装修异味的方法
[2]吴慧.室内空气中总挥发性有机化合物(TVOC)的检
测技术[J].中国新技术新产品,2020(12):117-119. [3]陈文博.基于云平台的实验室气体环境监测系统研
究[D].西安：西京学院,2022.
[4]刘建平.装修居室空气质量调查及检测技术优化
[D].长沙：中南大学,2022.
[5]葛小燕.气相谱仪在室内环境检测中的应用研究
[J].山东化工,2022,51(20):192-194.
[6]王忠展.一种双电磁波谱协同的智能空气净化系统
[D].杭州：杭州电子科技大学,2022.
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