ISO16000-6-2011 譯文 室內空氣--第6部分：通過Tenax TA吸附劑、熱解吸以及使用質譜(MS)或質譜-火焰離子化檢測器(MS-FID)的氣相色譜主動取樣來測定室內和試驗艙空氣中的揮發性有機化合物
標準號：ISO16000-6-2011
標準英文名稱：Indoor air —Part 6:Determination of volatile organic compounds in indoor and test chamber air by active sampling on Tenax TAasorbent, thermal desorption and gas chromatography using MS or MS-FID
標準中文名稱：室內空氣--第6部分：通過Tenax TA吸附劑、熱解吸以及使用質譜(MS)或質譜-火焰離子化檢測器(MS-FID)的氣相色譜主動取樣來測定室內和試驗艙空氣中的揮發性有機化合物
1 范圍
本ISO 16000標準部分規定了測定室內空氣和采樣空氣中揮發性有機化合物(VOC)含量的方法，從而通過使用試驗箱和試驗間來確定室內環境中所用建筑產品或材料以及其他產品的VOC排放量。該方法采用Tenax TA)吸收劑，而后續的熱脫附(TD)和氣相色譜(GC)分析[13]將采用毛細管柱以及火焰離子化檢測器(FID)和/或質譜檢測器。
該方法適用于非極性和輕微極性VOC的測量，其濃度在每立方米亞微克到每立方米幾毫克之間變動。通過本方法中規定的遠離，還可以對揮發性較強的化合物(VVOC)以及半揮發性有機化合物(SVOC)進行分析。
4 原理
測定的空氣樣本源自室內空氣、排放氣體試驗箱（見ISO 16000-9）或排放氣體試驗間（見ISO 16000-10），具體通過采用含有Tenax TA吸收劑的一根（或多根）吸收劑管進行測試。吸收劑管上將保留揮發性有機化合物(VOC)，隨后將在實驗室中分析這些化合物。收集的VOC將通過加熱進行脫附，并通過冷阱或吸收劑阱將惰性載氣轉換成氣象色譜，采用毛細管柱以及火焰離子化檢測器和/或質譜檢測器。
5試劑和材料
5.3 Tenax TA
，粒徑0,18 mm至0,60 mm（30至80網眼）
Tenax TA
是一種基于2, 6-二苯基對苯醚的多孔聚合物。制成的Tenax TA
含有大量的雜質，應在VOC采樣之前去除這些雜質。通過對Tenax TA
進行熱調節可以在純載氣中清除雜質。適當選擇清潔條件，這樣不會發生聚合物降解，例如使用流速為50 ml/min至100 ml/min的載氣在300 °C溫度條件下對裝滿樣品的采樣管進行10小時的處理。將預先清潔的Tenax TA
注入采樣管中，這些采樣管進行了嚴密的密封，并存儲在封閉無排放的容器中。通過對清潔的吸收劑進行分析檢查清潔程序是否順利完成。
注：可在市面上購買預先包裝、處理（清潔）和封蓋的吸收劑管。
5.4 標準大氣，采用相關化合物的已知濃度，根據認可的程序予以準備。ISO 6141[1]中規定的方法以及ISO 6145的適當部分均適用。
準備大約等于100 μg/m3的標準大氣。如果在允許根據質量和/或體積原標準來確定產生濃度的完全可追蹤性的條件下無法使用該程序，或者如果生成系統的化學惰性無法保障，那么應采用單獨的程序來確定濃度。
5.5 標準吸收管，增加標準大氣進行加載(5.4)，在吸收劑管中注入準確已知體積的標準大氣，例如通過泵送方式。
采樣的大氣體積不應超過分析物-吸收劑混合物的穿透體積。加載后，斷開并密封樣管。為每批次樣品準備新的標準。對于室內空氣和試驗箱空氣，向吸收劑管加載100 ml、200 ml、400 ml、1 l、2 l、4 l或10 l的100 μg/m3標準大氣。
5.6 液體強化用校準混合溶液
5.6.1 概述。應確定校準混合溶液的穩定性和安全存儲時間。應相應地制備新鮮的標準溶液，或者如果出現退化跡象，例如醇類和酮類之間發生反應。適當的校準溶液濃度會隨著每一批次樣品的預期目標分析物水平發生變化。有關廣泛應用范圍內溶液植被的示例，可參見5.6.2至5.6.6。
5.6.2 每一液體組分含量大約為10 mg/ml的溶液。將50 ml稀釋溶劑倒入100 ml的量瓶中。準確稱重大約1 g的相關物質，將其放入100 ml的量瓶中，從揮發性最弱的物質開始。制備出100的稀釋溶劑，塞上塞子，搖晃進行混合。
5.6.3 每一液體組分含量大約為1,000 μg/ml的溶液。將50 ml稀釋溶劑倒入100 ml的量瓶中。添加10 ml的溶液5.6.2。制備出100的稀釋溶劑，塞上塞子，搖晃進行混合。
5.6.4 每一液體組分含量大約為100 μg/ml的溶液。將50 ml稀釋溶劑倒入100 ml的量瓶中。添加10 ml的溶液5.6.3。制備出100的稀釋溶劑，塞上塞子，搖晃進行混合。
5.6.5 每一液體組分含量大約為10 μg/ml的溶液。將50 ml稀釋溶劑倒入100 ml的量瓶中。添加10 ml的溶液5.6.4。制備出100的稀釋溶劑，塞上塞子，搖晃進行混合。
5.6.6 每一液體組分含量大約為1 μg/ml的溶液。將50 ml稀釋溶劑倒入100 ml的量瓶中。添加10 ml的溶液5.6.5。制備出100的稀釋溶劑，塞上塞子，搖晃進行混合。
5.6.7 標準吸附劑管，通過形成尖峰進行加載，通過向干凈的吸收劑管中注入可分量的標準溶液進行制備。
吸收劑管的采樣端安裝在氣象色譜儀(GC) (6.10)為加熱注射裝置的未加熱端，惰性吹掃氣體通過該裝置的速度為100 ml/min，通過隔膜注入1 μl至5 μl分量的適當標準溶液。5分鐘后，斷開吸收劑管連接并進行密封。為每批次樣品準備新的標準。
通過GC注射器向吸收劑管中注入標準液體，這是注入標準液體的最佳方法，因為組分會以氣相狀態進入吸收劑床層。此外，也可以使用注射器將標準液體直接注入吸收劑床層。
應在受控的環境溫度條件下制備校準混合物。使用之前應相應地調和溶液。
7 吸收劑管的調節和存儲
7.1 調節
每次采樣應用之前，應在300℃溫度條件下使用流速為50 ml/min至100 ml/min的惰性載氣將預先清潔的吸收劑管調節10分鐘，目的是清除管中可能殘留的有機揮發物痕跡。分析代表性數量的已調節吸收劑管確定空白試驗值，采用常規分析參數，確保熱脫附空白值足夠小。如果人為現象峰值不超過相關分析物典型峰值范圍的10%，那么該吸收劑管空白值水平將予以接受。如果空白值不可接受，重復調節程序重新調節吸收劑管。如果重復調節后，空白值依然不可接收，應重新注入該吸收劑管。
7.2 采樣前已調節吸收劑管的存儲
使用金屬螺絲帽配件（帶PTFE套環）密封已調節的吸收劑管，并于室溫條件下存儲在無排放的容器中。已調節的采樣管應在四周內使用。如果超出四周，采樣前應重新調節吸收劑管。
8 采樣
8.1 室內空氣采樣
組裝采樣管。如果為了確保不超過一根采樣管和相關分析物的穿透體積而采用多根采樣管，應使用連接器將采樣管串聯組裝在一起。使用PE或PTFE管道將泵與吸收劑管或管組件組裝在一起。啟動泵并記錄采樣流速或記錄器讀數，注意起始時間和溫度，如果計算有需要，還應記錄大氣壓。適當的采樣流速范圍為50 ml/min至200 ml/min。采樣結束時，注意和記錄流速或記錄器讀數，關閉泵，注意并記錄時間和溫度，果計算有需要，還應記錄大氣壓。斷開采樣管與采樣線之間的連接，使用帶PTFE套環的螺絲帽配件對兩端進行密封。
如果使用一體式流量測量裝置測定采樣流速，例如質量流量計，則連接采樣管和采樣線，啟動泵，注意和記錄時間、流速或記錄器讀數。注意和記錄溫度，必要時，還應記錄大氣壓。適當的采樣流速范圍為50 ml/min至200 ml/min。采樣結束時，注意和記錄流速或記錄器讀數，關閉泵，注意并記錄關閉泵的時間。斷開采樣管與采樣線之間的連接，使用帶PTFE套環的螺絲帽配件對兩端進行密封。
室內空氣的采樣應考慮到ISO 16000-1中規定的采樣方法之一般注意事項。
如果操作員認為有必要，可以使用低于50 ml/min的采樣流速，例如為了延長采樣時間。
8.2 試驗箱空氣采樣
組裝采樣管。如果使用校準器來確定采樣流速，則啟動泵，注意并記錄采樣流速。適當的采樣流速范圍是50 ml/min至200 ml/min。當從排放試驗箱中采樣時，采樣流速不應超過試驗箱空氣流速的80%。將采樣管與試驗箱出口或排放試驗箱的其他采樣端口相連，注意和記錄連接采樣管的時間。注意和記錄溫度，必要時，還應記錄大氣壓。采樣結束時，斷開采樣管與試驗箱采樣端口的連接，注意和記錄斷開連接的時間，重新確定采樣流速，關閉泵。斷開采樣管與采樣線之間的連接，使用帶PTFE套環的螺絲帽配件對兩端進行密封。
如果使用一體式流量測量裝置測定采樣流速，例如質量流量計，則連接采樣管和采樣線以及試驗箱采樣端口，啟動泵，注意和記錄時間、流速或記錄器讀數。注意和記錄溫度，必要時，還應記錄大氣壓。適當的采樣流速范圍為50 ml/min至200 ml/min。采樣結束時，注意和記錄流速或記錄器讀數，關閉泵，注意并記錄關閉泵的時間。斷開采樣管與采樣線之間的連接，使用帶PTFE套環的螺絲帽配件對兩端進行密封。
8.3 采樣容積
附件B列出了SSV，即不需要穿透VOC可以采樣的空氣量。一般而言，當從非工業室內空氣中采集VOC樣本時，適當的采樣體積為1 L至5 L（使用帶有200 mg Tenax TA的采樣管）。在材料排放物測量中，材料類型和時間、負載因數和試驗箱中的換氣率將確定適當的采樣體積。一般而言最大建議采樣體積≤5L。
必須將采樣體積調節至預期的濃度。當采樣濃度未知時，建議至少采集三個采樣體積不同的平行樣本。如果分析結果不取決于采樣體積，則沒有發生分析物穿透。
8.4 加載樣本存儲
應密封加載的采樣管，并將其存儲于室溫條件下無排放的容器中。存儲條件對室內或試驗箱空氣加載VOC的影響尚不可知，盡管一些數據顯示在室溫條件下可在數月內維持穩定狀態。為了避免可能發生的變化，采集后應在四周內盡快對樣本進行分析。
8.5 真實空白
真實空白應為與VOC采樣所用采樣管相同的Tenax TA采樣管。與采樣管一樣，這些Tenax TA采樣管需要在現場采用相同的處理程序進行護理，實際采樣期間除外。應按照實際樣本的順序對真實空白進行標記、存儲和分析。在測量活動中，大約10%的分析樣本應為真實空白。如果僅開展了幾次測量活動，應至少準備一個真實空白，并加以分析。
9 分析
9.1 概述
為進行分析，將從采樣管中對VOC進行熱脫附。在氣相色譜儀中使用毛細管柱分離單獨的VOC，并使用火焰離子化檢測器(FID)和質譜檢測器(MS)或僅適用MS進行檢測。可以使用MS鑒定和量化化合物，而FID信號將僅用于化合物量化。
當同時使用火焰離子化檢測器和質譜檢測器進行分析時，可以將檢測器安裝在相同的氣相質譜儀上或者安裝在不同的氣相質譜儀上。如果選擇后者，應在兩套儀器中采用相同的注射和分離參數，從而產生具有可比性的色譜。
當使用FID進行量化時，應使用一套樣品分析不同濃度的標準校準混合物或者至少單個級別的校準物，用于檢查系統性能。
當使用MS進行量化時，應使用一套樣本分析至少三種或最好五種或七種不同濃度的標準校準混合物，以便更新校準。
可以使用內部標準控制采樣性能和分析，例如同位素標記化合物。
9.2 熱脫附
選擇脫附時間和脫附氣體流速，從而確保正十八烷的脫附率高于95%。ISO 16017-1中說明了脫附效率的確定方法。
下文列出了使用二級冷阱和含有200 mg至250 mg Tenax TA采樣管進行VOC分析的典型脫附條件。
脫附溫度：260 ℃至280 ℃
如果采樣管中使用不同的吸收劑，那么可能需要采用其他的脫附溫度。如果采用了不同的脫附溫度，應在試驗報告中加以說明。
脫附時間： 5 min至15 min
脫附氣體流速： 30 ml/min至50 ml/min
冷阱高溫： 260℃至300℃
冷阱低溫： -30℃至20℃
冷阱吸收劑： Tenax TAò
傳輸線溫度 ：150℃至225℃
分流比應根據預期大氣濃度選擇采樣管與二級阱之間的分流比以及二級阱與分析柱（如適用）之間的分流比。（參見相關熱脫附裝置制造商的指南。）
10 單一VOC的鑒定
為了鑒定單一非目標VOC，可以當MS在掃描模式下工作時來分析樣本。使用質譜儀總離子色譜圖以及化合物的滯留時間來鑒定樣本中的單一VOC。比較總離子色譜圖與純化合物的質譜或商業可用質譜庫。也可以使用用戶生成的質譜庫。不應將滯留時間與單色譜柱校準用化合物的滯留時間相一致作為鑒定的唯一依據。
盡可能鑒定更多的化合物，尤其是代表10個最高峰以及濃度大于2 μg/m3的化合物。附件A列出了室內空氣和材料排放氣體中常遇到的VOC列表，具體根據公開時的經驗。如果匯總時被鑒定VOC的色譜峰區域至少對應于色譜洗脫所有高峰總面積的三分之二（包括正己烷至正十六烷），那么將已經實現了令人滿意的鑒定等級。
也可以使用選定的MS操作離子監控(SIM)模式。將由操作員進行選擇，其應該意識到SIM和掃描模式之間的差異。
11 采樣空氣中分析物濃度
11.1 概述
當參考化合物可用時使用各自的響應因數對鑒定化合物進行量化。在其他情況下，量化結果報告為等效甲苯。未鑒定化合物將使用甲苯響應因子進行量化。
11.2 揮發性有機化合物
具體化合物響應因子以及相關化合物的FID和MS線性可以通過使用標準溶液校準分析系統來確定。在線性范圍內至少使用三種不同的濃度來繪制校準曲線（最好采用五種或七種不同的濃度）。用于校準的最低濃度應等于或小于最低樣本濃度。
單一VOC色譜圖的色譜峰面積與注射的化合物質量成正比。對于每種化合物，注射的分析物質量與對應色譜峰面積之間的關系已確定。線性范圍內校準曲線的斜率是所研究VOC的響應因子：
(1)
其中
ASt——分析物色譜峰面積，采用面積單位和標準色譜圖；
bSt——校準曲線斜率；
mSt——標準溶液中分析物的質量，以毫微克為單位；
cSt——校準曲線的截距，如果校準曲線通過原點，cSt=0
樣本中的分析物質量，mA，以毫微克為單位，通過檢測器譜峰面積并使用分析物的響應因子進行計算：
(2)
其中
AA——分析物色譜峰面積，采用面積單位和標準色譜圖；
bSt——校準曲線斜率；
cA——校準曲線的截距，如果校準曲線通過原點，cA=0
采樣空氣中鑒定的VOC的質量濃度，ρA，微克每立方米，根據等式(3)進行計算：
(3)
其中
mA——采樣管中分析物的質量，以毫微克為單位；
mA0——空白管中分析物的質量，以毫微克為單位；
V ——采樣體積，單位升。
如必要，將濃度條件調節至23℃和101.3 kPa：
(4)
其中
P——采樣空氣的實際壓力，以千帕為單位；
t ——采樣空氣的實際溫度，以攝氏溫度為單位；
樣本中未鑒定的化合物將使用甲苯校準響應因子進行量化。
11.3 總揮發性有機化合物
按如下所述確定TVOC。
考慮正己烷與正十六烷之間的色譜圖總面積。使用甲苯響應因子將面積轉換成甲苯質量單位。使用等式(3)計算采樣空氣中的TVOC質量濃度。為了考慮背景因素，使用相同的程序確定空白管的TVOC值，并從樣本TVOC結果中扣除該數值，從而得到精確的TVOC數值。
當使用MS完成上述目的時，應設置“標準譜圖諧調”參數或等效的MS參數。此外，優先使用FID。
注1 這些建議的目的時為了改善TVOC結果的可比較性。
注2 通過甲苯當量確定的TVOC是半定量值，因為混合物中單獨化合物的響應因子會隨著甲苯響應因子發生廣泛的變化。
11.4 TVOC范圍外觀察的VVOC和SVOC化合物
為了獲得有關室內空氣或產品向試驗箱空氣中所釋放氣體的其他有機化合物的信息，不僅需要確定VOC，還需要了解VVOC和SVOC相關信息，即正己烷之前與正十六烷之后洗脫的有機化合物。對此需要遵守附件D中的指南。
13 試驗報告
試驗報告應至少包括以下信息：
a) 測量目的；
b) 采樣位置說明；
c) 采樣時間和日期；
d) 采樣條件（溫度、相對濕度）；
e) ISO 16000 (ISO 16000-6:2011)本部分的參考；
f) 采樣程序完整說明；
g) 分析程序完整說明；
h) 分析方法檢測和量化限制；
i) 已鑒定化合物的濃度，提供CAS編號，包括所使用的計算和校準原理；
j) 報告結果的不確定性。