室内空气污染一直是人们关注的问题，尤其是新装修的室内。室内空气污染主要来源于室内建筑材料与物品地板、壁纸、涂料、家具、窗帘等，其释放的甲醛与挥发性有机化合物（VOCs）对人体呼吸、血液及神经系统造成伤害。目前，室内材料与物品分析方法一般选择总量萃取法、干燥器法、环境舱法等实验室方法，这些方法都是离线分析方法，测试周期较长、设备周转效率低、成本高，尤其有些测试方法对室内材料和物品还是破坏性的，无法实现对室内建筑材料与物品散发的污染物进行原位检测和监测，亟需发展便携、实时检测室内建材和物品释放污染物的原位监测系统。

图1 板材检测

目前，国内外尚无室内建筑材料和物品污染物原位监测系统的商品化产品，鉴于此，北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所的张艳妮研究团队依托财政资金创新工程课题，自主研发了室内建筑材料与物品污染物原位监测系统，基于此监测系统建立了板材、涂料与织物污染物的原位监测方法，在分钟级或小时级内即可完成三种材料释放污染物的快速检测。

图2 涂料检测

该系统包括采样单元与检测单元两部分。针对室内建筑材料与物品短时间散发污染物浓度较低的问题，课题组开发了采样单元辐射加热式散发微舱，通过设计特殊的内腔结构和钝化处理，降低散发微舱的本底浓度和吸附，采用红外辐射加热与模糊PID控温技术，精确控制建材表面污染物散发温度，采用质量流量控制器实现对气体流量的测量与控制；为实时掌握室内建筑材料与物品污染物浓度与散发速率，课题组通过传感器选型，采用高灵敏、高可靠性传感器，结合检测腔室结构设计与电路优化，开发了甲醛、TVOC检测单元；同时，课题组开发了专用工作软件，将散发微舱与甲醛、TVOC检测单元集成为室内建筑材料与物品污染物原位监测系统。

图3 织物检测

经试验验证，该原位监测系统性能良好。建材表面温度控制范围为室温至150℃，在（50~150）℃范围，温度10min内达到稳定，控制精度为±1℃；在（50~1000）mL/min范围，气体流量5s内达到稳定，稳定时流量控制精度在±1%之内；散发微舱气密性良好，泄漏率小于5%；本底浓度为3.5ug/m3；回收率为94%；甲醛基线30min内无漂移，TVOC基线漂移≤0.6mV/30min；甲醛测量误差为0.36%FS，TVOC测量误差为0.02%FS，甲醛测量重复性为0.6%，TVOC测量重复性为0.1%。

该监测系统可以对室内建筑材料和物品散发的污染物浓度和散发速率进行快速测定，根据污染物浓度和散发速率，建材生产端可以监测产品质量，优化产品生产工艺；建筑设计方可以结合建筑材料使用面积进行绿色建筑正向设计，保证设计方案与选材的环保性；建筑工程方，可以用于材料复验和抽检，降低材料送检成本，保证施工质量；对于消费用户端，可以实时监测室内材料和物品的污染物释放浓度，实现室内空气污染物溯源，具有广泛的应用前景。

（张艳妮 文/图）

公众号名称：北京市科学技术研究院

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