硅谷杂志：室内空气中苯的快速检测探讨 |
| 2012-12-17 11:09 作者：吴耀耀 范秀敏 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，室内空气中苯超标严重影响人体健康，当前检测方法操作繁琐，检测成本高。提出室内空气中苯的快速检测方法----光离子化法。通过不确定度评估及与传统方法的比对实验，得出光离子化检测方法与气相色谱法测定室内环境中苯的结果基本一致，基本能准确反映室内环境中的苯含量水平，该法可应用于室内空气中苯浓度的初步检测。
关键词：苯；光离子化法；快速检测
0引言
目前“病态建筑综合症”（SBS）[1]对人体的影响已经被很多人认识，其直接原因是在装修过程中采用大量的建筑装饰材料，散发出各种各样的有害物质，从而导致室内空气质量的下降，因此“室内空气品质”已逐渐成为室内环境的主要矛盾，成为世界关注的热点之一[2]。苯作为室内空气中的一种常见污染物，主要存在于各种建筑材料的有机溶剂中，如各种油漆的添加剂和稀释剂，一些防水材料的添加剂等。室内空气中苯超标将导致头痛、眼晕、恶心等，是严重的致癌物质[3]。
目前国际上通用的室内空气中苯的浓度检测法为气相色谱法[4]，该法检测结果精确，但操作繁琐，设备庞大，耗时长，检测成本高。为了适应市场的检测要求，提高检测效率，我们提出了室内空气中苯的快速检测方法----光离子化法，利用该法可以快速检测室内空气中苯的浓度，寻找苯的来源。
1方法概述
采用光离子化苯蒸气检测仪，环境中的苯通过仪器内置采样泵进入PID检测器，在9.8eV紫外（UV）灯的电离作用下电离为可被检测到的正负离子，即离子化过程。检测器测量离子化后的气体电荷并将其转化为电流信号，然后电流被放大并转化为浓度值。
2仪器设备
光离子化苯蒸气检测仪。
仪器主要参数。
检测器：使用9.8eV紫外（UV）灯的光离子化检测器（PID）；
分辨率：0.1ppm；测量范围：0～200ppm；响应时间：60秒。
3苯检测不确定度的评估
3.1数学模型的建立
因此，苯的浓度为：
式中：C-单位为的苯浓度值；k-光离子化苯蒸气检测仪仪器校准系数；-单位为ppm的实测苯浓度值；M-苯分子量；Pi-采样点的即时大气压强；P0-标准大气压；t-采样点的即时温度；T0-标准温度（273.15K）；-标准状态下气体摩尔体积。
以记作x的标准不确定度，可通过计算x的相对标准不确定度求得：
3.2不确定度分量的分析和确定
1）光离子化苯蒸气检测仪仪器校准系数的不确定度：
标准物质纯度，检定证书提供-B类不确定度。
2）检测操作重复性的不确定度：
人员操作的重现性，由系列重复检测计算标准偏差获得-A类不确定度；
3）气压测定的不确定度：
气压表读数的变动性对结果的影响微小，忽略不计。
4）气温测定的不确定度：
由数显温湿度计检定证书提供-B类不确定度。
3.3确定苯检测不确定度需要进行的实验：
1）用同一苯样品平行检测多次，从而求得平行检测的标准偏差。
2）查阅各项仪器的检定证书，确定各项仪器的B类不确定度。
3.4实验使用仪器设备：
光离子化苯蒸气检测仪（北京灵跃环保科技有限公司）、数字温湿度计
3.5不确定度分量的计算：
1）光离子化苯蒸气检测仪校准系数的不确定度：
通过查阅光离子化苯蒸气检测仪的检定证书和检定规程，校准系数的扩展不确定度：Urel=3%，k=2，所以其相对不确定度为：
2）气温测量的不确定度：
通过对数显温湿度计的检定规程的查询，得到温度读数不确定度为±0.5℃，实测温度以20℃计，其相对不确定度为：
3）检测操作重复性的不确定度：
表1检测操作重复性实验数据
组数 苯浓度实测值C1
1 0．6
2 0．7
3 0．6
4 0．8
5 0．7
6 0．6
7 0．7
8 0．8
苯浓度平均值
0．7
标准偏差S 0．08
苯平行检测浓度相对标准不确定度为：
3.6相对标准不确定度的合成：
苯检测的不确定度影响因素共有3个分量，则苯检测的相对标准不确定度为：
3.7计算扩展不确定度：
选k=2，则苯检测的扩展相对标准不确定度为2×11%=22%。
4比对实验
表2光离子化法与气相色谱法测定苯结果（mg/m3）
采样点 光离子化法 气相色谱法
1 0.3 0.29
2 0.6 0.59
3 1.8 1.83
4 2.5 2.42
为进一步查找光离子化法与气相色谱法检测结果的差异性，我们做了四组比对试验。在气候舱里充入未知浓度的苯，分别采用光离子化法与气相色谱法进行检测，得出表二检测数据。从表二可以看出，光离子化检测方法与气相色谱法测定苯的结果基本一致。因此采用光离子化法基本能准确检测室内环境中的苯含量。
4小结
为降低室内空气污染，提高室内环境质量，装修时应尽量选用环保绿色产品。刚装修完的新房、办公室等应充分通风，使污染物得以充分挥发排放后再使用[5]。同时应在使用前进行室内环境进行检测。采用光离子化法检测室内苯污染程度，具有测量速度快、连续采样、自动平均等优点，可以快速给出待测环境中的苯浓度、寻找苯的来源，所以我们建议采用光离子化法对室内空气中苯浓度进行初步检测。由于苯的光离子化法检测具有较大的误差，当检测结果靠近标准值时，宜采用气相色谱法进行进一步判断。
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