Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden monitorointi sisäilmassa jatkuvatoimisilla mittalaitteilla

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2019-08-19
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Building Technology (CIV)
Language
fi
Pages
76+5
Series
Abstract
Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka luotettavasti jatkuvatoimisilla haihtuvien orgaanisten yhdisteiden eli VOC-yhdisteiden mittalaitteilla voidaan havaita TVOC- eli kokonais-VOC-pitoisuuksia sisäilmassa. Tutkimuksen kirjallisuuskatsaus osiossa selvitettiin voimassaolevia asetuksia ja määräyksiä koskien VOC-pitoisuuksia sisäilmassa ja materiaaleissa, yhdisteiden aiheuttamia terveysvaikutuksia, sekä mittausmenetelmiä VOC-pitoisuuksien mittaamiseen. Lisäksi selvitettiin minkälaista tutkimusta VOC yhdisteiden mittalaitteista on aiemmin tehty, ja mihin suuntaan tutkimusta olisi syytä viedä tulevaisuudessa. Tutkimuksen kokeellisessa osiossa viittä jatkuvatoimista VOC-yhdisteitä havaitsevaa mittalaitetta tutkittiin laboratoriossa ja kenttäkokeessa. Laboratoriossa mittalaitteet altistettiin nollakaasulle sekä isobutyleenikaasu yhdisteelle. Kenttäkokeessa mittalaitteet vietiin Tapiolan lukion luokkahuoneeseen, jossa ne asetettiin mittaamaan luokan sisäilman TVOC-pitoisuutta 8 vrk ajan. Viimeisenä tutkimuspäivänä luokkahuoneessa otettiin lisäksi ilmanäytteet tyhjästä luokasta ennen päivän ensimmäisen oppitunnin alkua, sekä ensimmäisen oppitunnin aikana. Ilmanäytteet kerättiin Tenax TA- adsorbentteihin, jonka jälkeen ne analysoitiin laboratoriossa. Verrattaessa mittalaitteita voitiin havaita, että suurin osa laitteista reagoi nollakaasuun hyvin. Isobutyleenikaasulla testattaessa metallioksidianturien mittaustulokset jäivät sen sijaan kauas testikaasujen pitoisuuksista. Testin ainoat PID-anturit näyttivät sekä nollakaasu- että isobutyleenikokeessa lähelle testikaasujen pitoisuutta. On kuitenkin huomionarvoista, että PID-anturit kalibroitiin käyttäjän toimesta samalla testikaasulla, jolla havaitsemiskokeet tehtiin, ja muilla mittalaitteilla ei käyttäjän tekemää kalibrointia ollut mahdollista suorittaa. Kenttäkokeessa osalla mittalaitteista oli havaittavissa pitoisuuskäyrissä piikkejä samoilla ajanhetkillä. Suuri osa mittalaitteista havaitsi kuitenkin merkittävästi kaasukromatografisesti mitattuja pitoisuuksia suurempia pitoisuustasoja. Absoluuttisiin mittauksiin testatut anturit eivät sovi, mutta suurempien muutosten havainnointi sisäilman TVOC-pitoisuuksissa voi olla mahdollista jatkuvatoimisilla antureilla.

The goal of the research was to assess how reliably total volatile organic compound concentrations in indoor air can be measured using real-time sensors. Literature review section of the study focuses on current regulations relating to VOC-compounds in indoor air and materials, health effects caused by the compounds and methods to measure VOC- concentrations. Earlier research about VOC-measuring devices was studied, and recommendations were made about what kind of research relating to real-time VOC-measuring devices is required in the future. The experimental part of the research included testing of five real-time VOC-sensors in laboratory and in a field test. In laboratory tests the sensors were tested with zero gas and air-balanced isobutylene test gas. In the field test the sensors were taken in a classroom in Tapiola high school to measure indoor air for 8 days. At the last testing day two air samples were taken. First sample was taken in an empty classroom, and second sample with people in the room. The air samples were collected in Tenax TA-adsorbents, and then analyzed in laboratory. In laboratory tests almost all the sensors performed well when measuring zero gas. When testing with isobutylene, all metal-oxide sensors showed concentration levels far from those of test gases. PID-sensors showed concentrations close to the real ones, but they were calibrated with the same test gases right before the tests. None of the metal-oxide sensors could be user-calibrated. In field test part of the sensors showed peaks in concentration diagrams at similar time moments. Major part of sensors showed larger concentrations than what was measured with gas chromatographic methods. The tested sensors are not suitable for absolute measurement values, however the tested real-time sensors may be better suitable for detecting variation in concentrations of volatile organic compounds.
Description
Supervisor
Salonen, Heidi
Thesis advisor
Mikkola, Raimo
Alapieti, Tuomas
Keywords
VOC, haihtuvat orgaaniset yhdisteet, anturi, sisäilman laatu
Other note
Citation