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空氣中二氧化碳檢測

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發(fā)布時間：2025-07-29 09:24:53 更新時間：2025-07-28 09:24:53

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

空氣中二氧化碳檢測

二氧化碳（CO?）是地球大氣的重要組成部分，也是生命活動（如呼吸）和許多工業(yè)過程的自然產(chǎn)物。然而，無論是在室內(nèi)還是室外環(huán)境中，CO?濃度的異常升高都可能帶來顯著影響。在室外，它作為主要的溫室氣體，其持續(xù)積累是導(dǎo)致全球氣候變化的關(guān)鍵驅(qū)動因素。在封閉或通風(fēng)不良的室內(nèi)環(huán)境中（如辦公室、教室、住宅、交通工具、工廠車間），CO?濃度的積累則更為直接地影響人體健康和工作效率。長期暴露于高濃度CO?環(huán)境可能導(dǎo)致頭痛、疲勞、注意力下降、嗜睡、胸悶不適等癥狀（常被稱為“病態(tài)建筑綜合癥”的表現(xiàn)之一），嚴(yán)重時甚至影響認(rèn)知功能。因此，對空氣中二氧化碳濃度進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的檢測，對于評估室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）、優(yōu)化建筑通風(fēng)策略、保障人員健康舒適、滿足環(huán)保法規(guī)要求以及研究氣候變化等都具有極其重要的意義。

檢測項目

空氣中二氧化碳檢測的核心項目就是測定目標(biāo)環(huán)境（室內(nèi)、室外或特定工藝點(diǎn)）中二氧化碳（CO?）的體積濃度。通常以ppm表示。雖然有時也會與其他室內(nèi)空氣污染物（如PM2.5、甲醛、TVOC、溫濕度等）一同作為綜合室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）評估的一部分進(jìn)行監(jiān)測。

檢測儀器

檢測空氣中二氧化碳濃度主要依賴以下幾類專業(yè)儀器：

非分散紅外（NDIR）分析儀： 這是目前最主流、最準(zhǔn)確的CO?檢測技術(shù)。其原理是利用CO?分子對特定波長紅外光的吸收特性。光源發(fā)出的紅外光穿過被測氣體，探測器測量經(jīng)過氣體吸收后的光強(qiáng)度，根據(jù)朗伯-比爾定律計算出CO?濃度。NDIR傳感器精度高、穩(wěn)定性好、壽命長，適用于連續(xù)在線監(jiān)測和便攜式檢測。
電化學(xué)傳感器： 這類傳感器通過測量CO?與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流或電勢變化來確定濃度。其優(yōu)點(diǎn)是體積小、功耗低、成本相對較低，適合于便攜式設(shè)備或簡單的單點(diǎn)測量。但其精度、長期穩(wěn)定性和抗干擾能力通常遜于NDIR，且使用壽命相對較短。
氣相色譜儀（GC）： 這是實驗室級別的精密分析儀器，通常配備熱導(dǎo)檢測器（TCD）或其他專用檢測器。GC通過色譜柱分離空氣樣品中的各種氣體成分，然后對CO?進(jìn)行定量分析。其精度極高，但設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜、分析時間長，主要用于實驗室的精確定量分析或作為標(biāo)準(zhǔn)方法驗證其他設(shè)備。
化學(xué)比色管/檢測管： 這是一種簡易的現(xiàn)場快速檢測方法。檢測管內(nèi)裝有對CO?敏感的化學(xué)指示劑（常用酚紅溶液）。當(dāng)一定體積的空氣被抽過檢測管時，指示劑顏色隨CO?濃度變化而變化。通過與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較顏色來確定大致濃度范圍。優(yōu)點(diǎn)是快速、便攜、成本低；缺點(diǎn)是精度差、結(jié)果受主觀判斷影響大、只能獲得瞬時值，適用于定性或半定量快速篩查。

檢測方法

具體的檢測方法取決于所使用的儀器類型：

NDIR分析儀法：
- 開機(jī)預(yù)熱儀器至穩(wěn)定。
- 對于便攜式儀器，將其置于待測點(diǎn)，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。
- 對于固定式連續(xù)監(jiān)測儀，將其安裝在代表點(diǎn)位（避免門窗、通風(fēng)口、人員呼吸區(qū)正前方等干擾位置），設(shè)定采樣間隔，自動記錄數(shù)據(jù)。
- 某些精密儀器需定期使用標(biāo)準(zhǔn)氣體（如氮?dú)獗尘爸械囊阎獫舛菴O?）進(jìn)行校準(zhǔn)。
電化學(xué)傳感器法： 操作流程與便攜式NDIR類似，但更需注意傳感器可能受溫度、濕度及其他氣體（如酒精）的交叉干擾，需按說明書進(jìn)行校正或補(bǔ)償。
氣相色譜法（實驗室法）：
- 使用采樣袋、注射器或?qū)Ｓ脷獯?氣瓶在現(xiàn)場采集代表性空氣樣品。
- 將樣品帶回實驗室，注入氣相色譜儀分析。
- 通過保留時間定性，峰面積或峰高外標(biāo)法或內(nèi)標(biāo)法定量。
化學(xué)比色管法：
- 根據(jù)說明書選擇量程合適的檢測管。
- 將檢測管兩端折斷，按箭頭方向插入專用手動采樣泵。
- 拉動采樣泵手柄抽取規(guī)定體積的空氣（通常100ml）。
- 等待規(guī)定時間（通常幾分鐘），使顏色反應(yīng)完全。
- 將檢測管變色層長度或顏色與比色卡比較，讀取對應(yīng)的CO?濃度。

注意事項： 無論采用哪種方法，采樣點(diǎn)的選擇應(yīng)具有代表性（如人員主要活動區(qū)域、呼吸帶高度），避免放在角落、風(fēng)口或污染源附近；記錄檢測時的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、大氣壓）有助于結(jié)果分析；多次測量取平均值可提高結(jié)果可靠性。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

空氣中二氧化碳的檢測和評價需參考相關(guān)的國家、行業(yè)或國際標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 18204.24-2014 《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第24部分：二氧化碳》：這是中國國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了公共場所空氣中二氧化碳濃度的檢測方法（主要采用不分光紅外線氣體分析法/NDIR和容量滴定法，后者已較少用）和采樣要求。該標(biāo)準(zhǔn)是室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測的重要依據(jù)。
GB/T 18883-2022 《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》：此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了室內(nèi)空氣質(zhì)量的基本要求，其中對二氧化碳的限值為≤ 0.1% (1000 ppm) （日平均值）。這是評價室內(nèi)環(huán)境是否達(dá)標(biāo)的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。
ASHRAE Standard 62.1-2022 (Ventilation and Acceptable Indoor Air Quality)：美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)，是國際上廣泛認(rèn)可的室內(nèi)通風(fēng)和空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。它為不同空間類型（如辦公室、教室）推薦了基于CO?濃度控制的最低通風(fēng)率要求，并常以1000 ppm CO?作為室內(nèi)空氣質(zhì)量可接受的一個參考指標(biāo)。
WHO Guidelines for Indoor Air Quality (Selected Pollutants)：世界衛(wèi)生組織雖未設(shè)定單一的全球性CO?限值，但在其報告中指出，800-1000 ppm通常被視為舒適和可接受室內(nèi)空氣質(zhì)量的實用指導(dǎo)值，高于此水平可能感知空氣質(zhì)量下降。強(qiáng)調(diào)室內(nèi)CO?濃度應(yīng)盡可能接近室外水平（通常約400 ppm）。
行業(yè)/地方標(biāo)準(zhǔn)： 不同行業(yè)（如醫(yī)院、學(xué)校、地鐵）或地方可能根據(jù)自身特點(diǎn)制定更具體的控制標(biāo)準(zhǔn)和要求。