[发明专利]一种测定材料半挥发性有机物特性参数及吸附常数的方法

说明书

本发明属于室内环境检验技术领域，发明名称为一种测定材料半挥发性有机物特性参数和吸附常数的方法，可以实现同时对材料中半挥发性有机物SVOC释放特性参数和壁面吸附常数的测定。实现方法包括建立SVOC释放物理模型；将待测材料置入环境舱中，并以恒定的通风量通入纯净的空气；用特纳斯管采集不同时刻下环境舱内SVOC气体，并用热脱附‑气相色谱/质谱联用仪TD‑GC/MS进行定量分析；将得到的SVOC的逐时浓度C_a(t)结合物理模型，运用粒子群耦合蚁群优化算法进行非线性拟合，可得到SVOC释放特性参数C₀、D_m、K_ma和壁面吸附常数K_sa。该方法实验设备及操作简单、成本低、求解过程简单且精度更高，克服了现有实验方法只能同时测定两个释放特性参数的局限性，可用于实验室检测和工程应用。

所属技术领域

本发明属于室内环境检验技术领域，可以实现同时对材料中半挥发性有机物释放特性参数和壁面吸附常数的测定

背景技术

半挥发性有机物(SVOC)导致的室内空气污染问题已引起人们的广泛关注，其主要来源为室内材料和物品中所添加的增塑剂和阻燃剂。SVOC一般不与材料发生化学反应，故会随着时间的推移逐渐转移到室内空气、灰尘及各种介质表面，对人体产生负面影响。SVOC具有高沸点、低饱和蒸汽压的物性，使得其很容易被室内悬浮的颗粒物、各种表面以及人体皮肤表面所吸附。人长时间暴露在含有SVOC的环境时，SVOC会通过呼吸、皮肤表面吸附、吸入SVOC附着的颗粒物等途径进入人体，对生殖系统、神经系统等产生不利影响，诱发包含癌症在内的诸多疾病。SVOC从材料释放到室内环境中的传输特性由材料中SVOC初始浓度C₀、扩散系数D_m、材料与空气界面处的分配系数K_ma三个特性参数，以及壁面处SVOC的吸附常K_sa表征。如何准确、同时测定这些SVOC的释放特性参数和壁面吸附常数，是进行SVOC在室内释放规律研究和进行人体健康风险评估的基础。目前测定SVOC释放特性参数的方法非常有限，且一般只能测定D_m和K_ma两个特性参数。对于SVOC壁面吸附常数K_sa则需要单独进行吸附实验，通过测定吸附相浓度和气相浓度来获得，过程非常繁琐。此外，目前尚无有效测定SVOC初始浓度C₀的方法。综合来说，目前已有的测定SVOC释放特性参数和壁面吸附常数的方法普遍存在测量误差大、测量周期长、系统复杂的缺陷，且无法同时测定这些参数，导致这些方法的推广应用受到很大限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有实验系统对测定SVOC特性参数的局限性，提出一种快速、准确且同时测定SVOC释放特性参数C₀、D_m、K_ma)和壁面吸附常数K_sa的新方法。该方法具有易于操作、测量精度高等优点，便于实验室检测和工程应用。

为实现上述目的，本发明基于目前应用最广泛的直流舱中室内材料SVOC的释放机理，提出了快速测定SVOC释放特性参数C₀、D_m、K_ma和壁面吸附常数K_sa的新方法，包括如下步骤：

1)建立直流舱中SVOC释放过程的物理模型，换气次数大于零；当材料释放一定时间后，环境舱内SVOC浓度可描述为：