（木材科学与技术专业论文）强化复合地板模拟室内环境甲醛释放规律的研究.pdf

摘要 本课题以强化复合地板为研究对象，利用全气候培养箱模拟室内环境，采用分光光度 法的甲醛浓度测试方法，针对强化地板在使用过程中的散发特点和制品含醛“源衰减”的 特点，分析了影响甲醛释放的因子，研究了强化地板这个单一含醛产品在室内环境中甲醛 释放浓度的变化规律，为一定室内空间内多种含醛产品的甲醛释放浓度的预测奠定了基 础，最终对有效地控制甲醛危害和指导室内装饰工程的设计、含醛材料使用具有重要意义。 通过试验研究表明，强化地板放于室内环境中甲醛浓度与时间、温度、湿度及通风换 气率有很大影响，其中温度和湿度因子影响地板在空气中甲醛释放程度最大。试验得出以 下结论： ( 1 ) 装载度为1 ：2 7 的e l 级强化地板经过监测，在中、低湿度时，空气中甲醛的 起始浓度大于0 1 m g m 3 ，两周后监测，甲醛浓度为起始浓度的4 5 一5 5 ；在高温高湿情 况下，空气中甲醛的起始浓度大于0 1 m g m 3 ，两周后监测，甲醛浓度为起始浓度的3 0 一 5 8 ，四至五周后监测，甲醛浓度为起始浓度的1 5 一2 8 。强化地板经过了4 2 天的长 期监测，不同湿度时空气中甲醛浓度的平衡浓度均稳定在0 1 m g m 3 以下，符合国家关于室 内空气质量标准规定的室内甲醛浓度标准值。 ( 2 ) e l 级强化地板经过4 2 天的长期监测，室内空气中甲醛的释放速率随时间呈指 数衰减特征。在低、中和高湿度时温度为4 0 ，每隔7 天监测2 4 h 的空气中甲醛浓度最 大，该条件下甲醛浓度曲线的回归公式分别为y = o 1 3 2 5 e n 0 3 舛x 、y = 0 2 7 7 1 e m 0 2 6 鲰和 y = o 4 7 4 9 e n 0 4 0 h ，利用回归公式可预测室内甲醛浓度是否超标。该条件下甲醛浓度的动态 释放速率分别为o 2 0 7 0 e 句。0 3 蛳、0 3 3 2 5 e 缸0 2 6 吼和0 6 8 9 1 e 句脚h 。 在生活中人们可以通过自然通风来明显降低室内的甲醛浓度。强化地板刚铺装完毕 时，室内环境在中、低湿度时，至少经过两周通风换气；室内环境在高温高湿度时，至少 经过五周的通风换气，才能达到降低室内甲醛浓度的效果。 关键词：强化复合地板；模拟室内环境；空气中甲醛浓度；释放规律 t h e s t u d y0 nt h ef o r m a l d e h y d ee m i s s i o n0 fh i g hp r e s s u r e l a m i n a t e dn o o r i n gs i m u l a t i n gt h ei n d o o re n v i r o n m e n t a b s t r a c t 1 1 1 eo b j e c to ft h i ss 伽yw a sm g hp r e s s w el 锄i n a t e dn o o 血培1 1 1 ep 印e ru s e dc l i m a t e i i l c u b a t o rt 0s i m u l a t e l ei i l d o o re n v i r o n m e n t ，a r l du s e ds p e c 仃o p h o t o m e t e rt od e t e m i i l et l l e c o n c e n 妇矗o no ff b 工1 n a k l e h y d e a u t l l o fa n 鲥y z e dn l e 碰1 u e n c i l l gg e n eo f 炙m 阻a l d e h y d e e m i s s i o na n dr e s e a r c h e dn l er u l eo ff 0 皿a l d e h y d ee m i s s i o no f1 1 i g hp r e s s u r el 锄i n a t e dn o o r i i l g i i lt l l ei i l d o o re n v i r o r 衄e n to nt h eb a s e so ft h ee m i s s i o n 舰i to fl l i 幽p r c s s u r el 锄i n a t e df l o o r m g i i l 吐峙c o u r s eo fu s ea n dm e 舡a i to fs o u r c ea n e n u a t i o no ff o n n a l d e h y d ei i lp r o d u c t s 1 h o u g h 仕l n ，w ec o u l df o r e c a s tt h ec o n c e n 仃a t i o no ff o 加1 a l d e h y d ee m i s s i o no fd i 虢r e n tp r o d u c t si n i n d o o re n v 的砌e n to n 低b a s i so fa i l a l y s i s ，觚df i i l a l l yw ec o u l de 能c t i v e l yc o r n r o lm eh 锄 o ff o 肋a l d e h y d e ，a n dc o a c hn l ed e s i g i lo f i n d 0 0 rd e c o r a t i o ne n g i n e e 血l g b yr e s e a r c l l i n g ，t 1 1 ec o n c e n t r a t i o no ff o m a l d e l l y d ee m i s s i o no fl l i g hp 代s s u r el a m m a t e d n o o r i i 培w a si l l t e r r e l a t e dw i mt i m e ，t e i l l p e r a t u r c ，h 哪i d i t ) ，a n da i rc h a n g er a t e ，e s p e c i a l l y t e m p e r a t u r ea n dh u m i d i 够r e s e a r c hc o n c l u s i o n s ： ( 1 ) h i 曲p r e s s u r el 锄i n a t e dn o o 血go fl e v e le lw a s 豳p e c t e d ，w h e nl o a d i n gr a t i o nw a s 1 ：2 7 n l eo r i g i n a lc o n c e n t r a t i o nw a sm o r em a n0 1m g m 3i nt h em i d 龇l dl o w h u m i d i 母t w o 、v e e k sl a t e r ，t 1 1 ec o n c e n 饥l t i o no ff o m a l d e h y d er e d u c e dt o4 5 5 5 ； t h eo r i g 妇lc o r l c e n t m t i o no ff o m a l d e h y 【ew a sm o r e 吐m no 1m 擘r m i nt h ec o l l d i t i o n s o f1 1 i g ht e m p e r a t u r ea n d1 1 i g hh h n i d i 够a r e rt 、) l ，0 w e e k s ，m ec o i l c e n t r a _ t i o no f f o m a l d e h y d er e d u c e dt 03 0 5 8 ；吐屺c o n c e n t r a t i o no ff o m a l d e h v d er e d u c e dt o 15 ，2 8 a r e rf o u rt 0f i v e 、e e k s n l el l i g hp r e s s u r e1 a m i i l a t i 甜n o o r i n gw a s i i l s p e c t e df 0 r4 2d a y s 砌：l d 廿1 ec o n c e l l 眩a t i o no ff o m l a l d e h y d ew a s 1 d e ro 1m 霉细 w l l i c ha c c o r d e d 、们t bt t l eg t a n c l a r do fi n d o o rc o n c e n t i a t i o no ff o n n a l d e h v c l c ( 2 ) t l l e1 1 i 曲p r e s s u r el 锄i n a t e dn o o 血go fl c v e le lw a si i l s p e c t e df o r4 2d a y s ，肌d 也e v e l o c i 够o ff o m a l d e h y d ee m i s s i o nd e c r e a s ee x p o n e n t i a l l y t h ec o n c e n t r a t i o no f f 0 眦a l d e h y d ei 1 1 s p e c t e df o r2 4h o u r sp e r7d a y sw a sm em o s t 、v h e nl m m i d 时w 邪l o w ， o rm i d ，o rl l i g ha n d l et e m p e r a t u r e 、a s4 0 t h er e g r e s s i v ee q 删o i l s 、e r e y = o 1 3 2 5 e - o 0 3 9 4 x y - o 2 7 7 l e o 0 2 6 9 xa 1 1 dy - o 4 7 4 9 e o 0 4 0 1 x u s i r 培龀e q u a t i o i l sc a n p r e d i c tt l l es u p e r s c a l eo f t l l ec o n c e n 仃a t j o no ff o m a l d e h y d e t h ed y n 锄i cv e l o c i 廿e so f c o n c e 蛐眦i o no ff o m a l d e h y d ee m i s s i o nw e r e0 2 0 7 0 e o 0 3 9 4 t ，o 3 3 2 5 e - o 0 2 6 9 ta n d o 6 8 91 e o 0 4 0 n p e o p l ec a nr e d u c e 吐l ec o n c e n l 嗽l t i o no ff b 皿a l d e h y d eb yn a t i l r a lv e m i l a t i o n i nt l l em i do r l o wh 砌i d i 饥t h er o o mn e e d e dt ov e n t i l a t ef o rt 、v ow e e k sw h e n1 1 i g hp r e s s u r el a m i n a t e d n o o 血g 、张sf i x e d ；a i l di nt 1 1 el l i g ht e m p e r 舭a n dl l i g hh u m i d i t y ，t 1 1 er o o m n e e d e dt o ，v e n t i l a t e f o rf i v ew e e k s t h a tc o u l de 仃e 曲e l yr e d u c et h ec o n c e n 仃a t i o no ff o m a l d e h y d e k e y w o o d s ： m g hp r e s s u r e l 锄i n a t e d f l o o r i n g ；s i i l l u l a t i n g t 1 1 ei n d o o r e 1 1 v i r o m e n t ； c o n c e n t r a t i o no ff o m a l d e h y d em a i r ；r e l e a s em l e 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作 所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者( 本人签鼬彖溯川苫年多月力日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版( 中国科学技术 信息研究所；国家图书馆等) ，允许论文被查阅和借阅。本人授权南京林业大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合 为学校的科技成果，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文全部或部分内容 保密口，在年解密后适用本授权。本学位论文属于不保密曰 ( 请在以上方框内打“ 井) 学位论文作者( 本人签名) ： 指导教师( 本人签名) ： 潮o g 年 砂矿年 多月哆日 易月膨日 致谢 本论文是在导师周捍东教授的严格要求和悉心指导下完成的。从论文的选题、试验中 具体问题的解决到论文最后的完成都凝聚了导师大量的心血。导师严谨的作风、渊博的知 识、开阔的思维使我在思想和学业上皆受到深深的启迪和极大的进步，让我终身难忘。值 此论文完成之际，谨向周老师表示深深的敬意和真诚的感谢。 同时特别感谢木材工业学院的朱典想、邓玉和、关惠元、孙军、徐长妍、梁星宇老师， 化学工程学院王平老师和竹材工程中心的周培国老师在试验中给予的指点及论文撰写期 间给予无私的支持。 感谢师兄王成明、刘振宁和师弟付翔，好友朱捷、高婕、陈赛男、张静等同学在研究 过程中给予的热情帮助和合作。 读研期间，宿舍良好的生活习惯和学习氛围使得我的研究生生活更加充实快乐。室友 马平、姚瑶、张云和闰微丽同学在生活上给予了我莫大的帮助。在此向她们表示最真诚的 感谢。 感谢我的父母对我无私的疼爱和学业上的鼓励，你们的关怀是我成长进步的动力。 最后，谨以此论文献给给与我关心、帮助和支持的所有老师、同学、家人和朋友们， 感谢他们对我成长的关心、帮助、支持和鼓励。 作者：李妍妍 2 0 0 8 年7 月于南京林业大学 o 引言 居室是人类生活和工作的主要场所。随着社会进步、经济发展和人民生活水平的不断 提高，居室的功能己不仅仅是遮风避雨，更重要的是为人们提供良好的工作与学习环境， 以及优雅舒适的歇憩之地。据大量的调查显示，每人每天需要吸入的新鲜空气量为l o 1 2 m 3 ，而现代人平均8 0 9 0 的时间是在室内度过的，由此可见，室内环境的好坏对 人类的健康和工作效率有着重要影响i l j 。 中国作为世界上最大的发展中国家，环境与可持续发展问题则显得尤为重要。但一提 起环境污染问题人们似乎更关注较易感觉到的室外空气污染和水污染，认为只要降低污染 源的排放量，净化了空气和水源，重新获得“蓝天碧水”就可以高枕无忧了。其实不完全 是这样，随着人们生活水平的提高，室内空气质量对人体健康的影响己成为引起社会普遍 关注的重要环境问题之一。随着对室内环境保护意识的不断增强，人们迫切希望有一个安 全、舒适、健康的生活空间。 由甲醛、苯系物、氨气和悬浮颗粒物等引起的化学性室内空气污染正在严重影响着人 们的身心健康。其中，甲醛是最广泛也是最致命的污染源之一【2 j 。室内空气中的甲醛来源 主要包括：护墙板、天花板等装饰材料的各类脉醛树脂胶人造板，比如胶合板、细木工板、 中密度纤维板和刨花板等；含有甲醛成分并有可能向外界散发的各类装饰材料：墙布、墙 纸、油漆和涂料等；有可能散发甲醛的室内陈列及生活用品：家具、化纤地毯和泡沫塑料 等【3 】。甲醛是一种具有强烈刺激性的挥发性的有机化合物，它对人的眼睛、鼻子、呼吸道 有刺激作用，低浓度的甲醛可以使皮肤过敏、引起咳嗽、失眠、恶心、头痛等症状，儿童 易发生漆喘病，甚至致突变、致癌。这些都严重影响了人们的正常生活和工作。因此，认 识室内空气中甲醛的污染状况，对其给予足够的防治与控制对室内空气污染研究意义重 大。 2 0 世纪8 0 年代中期，世界卫生组织( w h o ) 提出了健康住宅的新概念，这是人们 生活质量提高之后，对住宅建设的必然要求。在我国全面实现小康社会的过程中，人们希 望现代住宅不仅安全、美观，而且还要健康、舒适，这与世界范围的价值取向是一致的。 换言之，健康住宅无疑也是今后我国城市建设中可持续发展的目标和方向。 1 绪论 1 1 本课题的提出 1 1 1 室内空气质量问题的提出 根据世界卫生组织( w h o ) 1 9 8 3 年的定义，病态建筑综合症( s b s ) 是因使用建筑 物而产生的症状，包括眼睛发红、流鼻涕、嗓子疼、困倦、头痛、恶心、头晕、皮肤瘙痒 等【4 j 。为了了解室内空气质量的状况及影响因素，国内外许多学者对不同类型建筑中的室 内空气质量进行了调查、分析和评价。 这些调查多采用问卷调查与现场测试相结合的方法【5 1 。问卷调查的内容一般包括： 周围环境状况，如温度、湿度、灯光、噪声、吹风感、异味、灰尘、静电等；职业状况， 如工作满意程度、工作压力、工作环境等；病态建筑综合症状况，如困倦、头痛、眼睛 发红、流鼻涕、嗓子疼、恶心、头晕、皮肤瘙痒、过敏等；个人资料，如性别、年龄、 是否抽烟、是否有过敏史等。现场测试内容一般包括：一氧化碳、二氧化碳、尼古丁、悬 浮粒子、温度、相对湿度、风速、照度等。 调查结果显示，引起室内空气质量问题的原因可分为两大类：一是各类污染源产生的 污染作用；二是暖通空调系统的设计或运行不当。当然两者并非完全独立，例如某些气体 污染有时也可以解释为通风不足。 第一类原因一般包括：室外大气环境的恶化，由新风吸入口或门窗等进入的污染物； 室内污染源产生的污染物，如建筑材料、室内用品、吸烟时，还有在厨房烹饪时不断释 放出有害的气体。 第二类原因一般包括：通风和气流组织问题，如新风量不足，室内气流循环不好等； 热舒适性问题，当空气未达到希望的温度、湿度时，由于对热状况的不满，人们也会对 室内空气质量产生抱怨。 1 1 2 室内空气污染 以前空气污染通常是指室外空气污染，实际上室内环境污染往往比室外污染的危害更 严重，空气中的微粒、细菌、病毒和其他有害物质日积月累地损害着人们的身体健康，特 别是长期处于封闭室内环境的人尤其如此。 我国2 0 世纪8 0 年代以前，室内污染物主要是燃煤所产生的二氧化碳、一氧化碳、二 氧化硫、氮氧化物。9 0 年代初期，由于室内吸烟、燃煤、烹调以及人体呼出的二氧化碳 等1 4 9 种有害物质对室内的污染，引发了室内空气换气剂的销售热潮，但因室外空气污染 的日益严重，这种对室内空气污染的初级治理，不久就渐渐退潮。9 0 年代末期，随着住 宅改革和国民生活水平的提高，特别是建材工业的高速发展，装修热的兴起，由装饰材料 所造成的污染成了室内污染的主要来源。尤其是空调的普遍使用，要求建筑结构有良好的 密闭性能，以达到节能的目的，而现行设计的空调系统多数新风供给量不足，在这种情况 下造成室内空气质量的恶化。 2 因此，可以这样理解室内空气污染【6 】：由于室内引入能释放有害物质的污染源，或室 内环境通风不佳而导致室内空气中有害物质无论从数量上还是种类上不断增加，并引起人 的一系列不适症状，称为室内空气受到了污染。 1 2 甲醛的危害及其控制指标 1 2 1 甲醛的危害 非工业环境的人群如室内居民长期暴露于低浓度甲醛下，会发生眼部刺激、上呼吸道 刺激、头痛、咳嗽等症状。甲醛对粘膜有强烈刺激作用，能引起视力和视网膜的选择性损 害。人的甲醛嗅觉0 0 钏0 7 m g m 3 。装饰房间内居留者健康反应的调查表明在6 个月以内 有4 6 的人有眼部刺激症状，有6 3 的人有上呼吸道刺激症状。装饰以后3 a 内居留者的 眼刺激症状发生率也显著地高于对照组人群。 接触高浓度甲醛蒸气会出现：甲醛刺激反应，如眼刺痛、流泪、咽痛、胸闷、咳嗽 等；轻度中毒：视物模糊、头晕、头痛、乏力等全身症状；中度中毒：持续咳嗽、声 音嘶哑、胸痛、呼吸困难，可伴有体温增高和白细胞计数增加；重度中毒：喉头水肿及 窒息、肺水肿、昏迷、休克等。皮肤接触甲醛液，可发生组织凝固、坏死，并有致敏作用 而引起过敏性皮炎。甲醛为原生质毒物，能和核酸的氨基和羟基结合使之失去活性，影 响代谢功能。由于甲醛在体内部分被氧化成甲酸，可能引起酸中毒。口服1 0 2 0 m l 甲醛 可致人死亡。 1 2 2 控制甲醛的有关标准 1 2 2 1 产品中含醛量的控制指标 我国在制定人造板甲醛释放量标准时，必须考虑到检测成本低廉，检测样品数量等指 标且中小企业能够接受，并要与国际接轨等因素。如今，现有的甲醛限量标准有： ( 1 ) 强制性国家标准g b l 8 5 8 0 一2 0 0 1 室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放 限量口3 ，它规定：中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板和定向刨花板等采用“穿孔萃 取法检测；胶合板、装饰单板、贴面胶合板和细木工板等采用( 9 1 1 ) l 的“干燥器法”； 强化木地板、实木复合地板和已完成饰面处理的人造板采用4 0 l “干燥器法”；在4 0 l “干 燥器法 的测定结果发生争议时，用l m 3 气候箱法”进行仲裁检验。 表l 一1 国家标准g b l 8 5 8 0 一2 0 0 l 中有关甲醛的规定 t a b l e1 1t h em l e0 f f o m l a l d e h y d ei ng b l 8 5 8 0 2 0 0 l 饰面人造板( 包括浸渍纸层 压木 质地板、实木复合地板、竹 地板、浸渍胶膜纸饰面人造 气候箱法0 1 2 m g m 3 干燥器法1 5 m g m 3 可直接用于室内e a 仲裁时采用气候箱法 be 1 为可直接用于室内的人造板，e 。为必须饰面处理后允许用于室内的人造板。 ( 2 ) 中华人民共和国国家标准g b t 1 8 1 0 3 2 0 0 0 实木复合地板哺3 规定：a 类实木复 合地板甲醛释放量小于和等于9 m 1 0 0 9 ；b 类实木复合地板甲醛释放量大于9 m g 1 0 0 9 。 检测方法：穿孔萃取法，取1 0 0 9 试件通过化学萃取的方法，测定其甲醛含量。 ( 3 ) g b l 8 5 8 2 2 0 0 l 室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量1 9 j 规定：内墙涂 料限定游离甲醛小于等于0 1 9 瓜g 。本标准对游离甲醛指标的确定，主要是以验证试验结 果为依据，选取的是国内市场上1 9 种合成树脂乳液内墙涂料( 即乳胶漆) ，将游离甲醛的 指标确定为0 1 9 瓜g ，样品的合格率为8 9 5 。 “) g b l 8 5 8 3 2 0 0 l 室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量【l o 】规定：溶剂型胶 粘剂对甲醛的限量：橡胶胶粘剂为o 5 9 瓜g ，聚氨酯类胶粘剂和其他胶粘剂中不得检出甲 醛；水基型胶粘剂对甲醛的限量：缩甲醛类、聚乙酸乙烯酯胶粘剂、橡胶类胶粘剂为小于 等于1 9 厥g ，聚氨酯类胶粘剂不得检出甲醛，其他胶粘剂为小于等于1 9 瓜g 。 ( 5 ) g b l 8 5 8 4 2 0 0 1 室内装饰装修材料木家具中有害物质限量【u 】规定：室内使用 的各类木质家具甲醛释放量限量值小于等于1 5 m g l 。世界各国对人造板的甲醛释放量均 有严格的规定，木家具甲醛释放量的确定，主要参考发达国家关于人造板甲醛释放的限量。 ( 6 ) g b l 8 5 8 5 2 0 0 1 室内装饰装修材料壁纸中有害物质限量1 1 2 j 规定：壁纸产品中 甲醛限量值小于等于1 2 0 m 以g 。该标准对甲醛的限量，主要参考了e n 2 3 3 ：1 9 9 9 卷筒 壁纸、成品壁纸、乙烯壁纸和塑料壁纸的规范等欧洲标准，由于欧洲标准e n 2 3 3 中甲 醛释放量的限定被认为最具科学性和可靠性，经过相关的试验，本标准将甲醛限量为小于 4 等于1 2 0 m g l 【g ，和e n 2 3 3 具有相同的指标。 ( 7 ) 在国外，几乎所有的人造板生产国都制定了产品质量检验标准，对游离甲醛散发 量作了严格的限制。比如：美国0 1 0 p p m ，德国0 1 0 p p m ，比利时0 1 2 p p m ，丹麦0 1 2 p p m ， 芬兰0 1 0 p p m ，意大利0 1 2 p p m ，荷兰0 1 0 p p m ，挪威o 1 3 p p m ，奥地利0 1 0 p p m ，瑞典 0 1 3 p p m ，西班牙0 1 5 p p m 。欧共体国家对所有从国外进口的木质材料和制品作了一条强 制性的规定，即甲醛散发量必须达到欧共体国家的标准，并统一授权由指定的权威检测机 构检测和出具报告。在北美，有的国家在人造板产品上涂有醒目的颜色标记，让用户可以 直观地得出产品甲醛散发的等级。 ( 8 ) 目前，国际上绝大多数国家都是采用穿孔法和气体分析法来测量人造板的甲醛散 发量。联邦德国提出的甲醛散发划分等级方法已为大多数国家所承认，即e 1 级( 穿孔值： 1 0 m g 1 0 0 9 绝干板；气体分析值：0 1 p p m ) 、e 2 级( 穿孔值：1 0 3 0 m 1 0 0 9 绝干板； 气体分析值：o 1 1 o p p m ) 和e 3 级( 穿孔值：3 0 6 0 m g 1 0 0 9 绝干板；气体分析值：1 0 1 4 p p m ) 。建筑管理部门明确规定，用于室内的人造板必须是e 1 级板，通常给出 “d i n 6 8 7 6 3 v 2 0 e l ”标记，通过某些允许的处理方式对e 2 级板进行人工处理后使板子的 甲醛散发量达到了e 1 级后可用“d i n 6 8 7 6 3 v e 2 1 ”标记加以区分【”】。在欧洲，有的国家 或有关专家甚至提议将e 1 级人造板的甲醛散发极限值下降至6 m 1 0 0 9 绝干板【1 4 】。对此， 许多研究机构通常用气体分析法进行检测【i 纠。 1 2 2 2 室内环境中甲醛的控制指标 ( 1 ) 中华人民共和国国家标准居室空气中甲醛的卫生标准n 6 1 规定：居室空气中甲醛 的最高容许浓度为o 0 8 m g m 3 。检测方法：分光光度计化学分析法，在现场进行空气采样， 然后在试验室进行分析。特点是数值准确、抗干扰性强，是目前国家室内空气甲醛浓度的 唯一标准检测方法。 ( 2 ) 国家坏境标志产品技术要求人造木质板材【1 7 】规定：人造板材中甲醛释放 量应小于o 0 2 0 m g m 3 ；木地板中甲醛释放量应小于0 1 2 m g m 3 。检测方法：气候箱法，板 材样品按照规定要求放入气候箱，从气候箱中抽出空气样品，用化学分析方法进行其甲醛 含量的测定。 ( 3 ) g b 厂r 1 8 8 8 3 2 0 0 2 室内空气质量标准【1 8 】规定：室内空气质量检测的甲醛标准应 小于等于o 1 0 m g m 3 ，这个标准用于衡量房屋是否合乎人居环境健康要求。对房屋业主来 说，在新居入住之前诊断其室内空气质量、保障人居环境健康。 ( 4 ) 室内环境污染物检测中民用建筑工程和室内装修工程环保验收检测依据的标准是 g b 5 0 3 2 5 2 0 0 1 民用建筑工程室内环境污染控制规范【l 引，它规定：室内空气质量检测 甲醛的标准中i 类建筑应小于等于o 0 8 m g m 3 ，i i 类建筑应小于等于0 1 2 m g m 3 ；其中i 类民用建筑工程包括：住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教室等民用建筑工程；i i 类 民用建筑工程包括：办公楼、商店、旅馆、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育 馆、公共交通等候室、餐厅、理发店等民用建筑工程。 ( 5 ) g b l 8 5 8 7 2 0 0 1 室内装饰装修材料地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂有害物质释放 限量【2 0 1 规定：地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂甲醛释放量限量值为每小时小于等于 0 0 5 0 m 咖3 。该标准等同采用了美国标准，即小于等于0 0 5 0 m g m 3 。应该说明的是，该 标准对涉及的产品都分为a 、b 两级，其他指标的限量，b 级都要宽泛些，但甲醛的限量， a 级与b 级的限量是一致的。 1 3 我国强化复合地板发展概况 强化复合地板以阳) f 、m d f 或刨花板为基材，既是木材综合利用的产品，又是m d f 和刨花板的增值产品，原料易得，技术含量高。它起源于欧洲的瑞典，并且发展相当迅速， 生产及产品销售已遍及各大洲【2 l l 。1 9 9 6 年世界木地板年消费量达8 0 0 0 万m 2 ，其中欧洲 消费量约5 0 0 0 万m 2 ，产量为3 5 0 0 万m 2 。瑞典、奥地利、瑞士复合地板已占整个地板市 场1 0 。其次为北美和日本性引。 随着我国经济的发展，旅游业迅速兴起，高级宾馆、饭店、度假村等不断兴建；人们 的住房条件也不断改善，这些都使室内装修特别是地板铺装比例越来越高。而目前我国木 制地板品种还比较单一，花色简单，价格偏高，无法满足市场需求；由于森林资源的锐减， 木材原料面临短缺困境，使以优质木材为原料的胶合板、细木工板为基材的实木复合地板 生产发展也受到限制。 从1 9 9 5 年至1 9 9 7 年，我国复合地板尚处于起步阶段，生产企业少、品牌少，无大规 模的生产企业。1 9 9 7 年全国销售复合地板约6 0 0 万m 2 ，但当时还不为大多数消费者所认 知。1 9 9 8 年至2 0 0 0 年是我国复合地板产业高速发展阶段，其市场售销由6 0 0 万m 2 增加 到4 5 0 0 万m 2 ，增长6 5 倍。据不完全统计，国内现有各种复合地板品牌已达上百个之多， 已建成复合地板基材和中、高密度纤维板生产线约1 1 0 条，引进的复合地板生产线已超过 4 0 条，在我国注册的国外复合地板产品有4 0 多个，其中以德国和奥地利的产品知名度最 高【2 3 】。以中高密度纤维板为基材( 自行生产或购买) 贴面深加工成复合强化地板的各类 大小厂家更多，其生产能力已经达到3 0 0 0 万平方米，且国外产品已经大量涌入我国市场。 这些人造板目前除主要应用在家具、车船装饰外，在开发建筑室内装饰领域首当其冲。 同时，随着建筑室内装饰业的发展，木质地板需求量的日渐增多，但因档次低，地板已难 以满足市场的需要。而强化复合地板具有防火、抗压、耐磨、防潮、隔凉、光洁美观、装 饰性能好、经久耐用、维修简便等特点，深受市场青睐【2 引。我国大中型人造板企业，一 般多有刨花板、中纤板、贴面板、细木工板生产线，由于筹建强化复合地板项目增添设备 不多，即可达到投资少、见效快的效果。 目前，我国已建和在建的生产薄型m d f 的厂家不少，这些m d f 将主要用做装饰材 料、强化复合地板的生产，将带动m d f 生产企业发展。近年来，强化复合地板产品的生 产在我国迅速发展，上海、四川、黑龙江、山东等十余省市引进了3 0 多条地板生产线， 据估计年生产设计能力已达到6 0 0 0 万m 2 。资料显示，强化复合地板在我国的市场占有率 以每年3 0 的速度递增，1 9 9 8 年销售量为2 5 0 0 万m 2 ，1 9 9 9 年为3 5 0 0 万m 2 ，预计2 0 0 0 年将达到5 0 0 0 万m 2 。在众多地板产品种类中，强化复合地板销售量已稳居领先地位【2 5 】。 随着天然林保护工程的实施，木质地板的生产量相应减少，强化复合地板以其精、美、 6 秀的外观，以及花色品种的繁多、耐磨、耐热、耐腐蚀、铺装简捷、价格适宜等特性，逐 步替代了其他类型的木质地板，受到广大消费者的青睐，其需求量日益增大。 1 4 国内外甲醛污染控制的研究 1 4 1 国内外对产品中甲醛含量控制的研究 1 4 1 1 国内对产品中甲醛含量控制的研究 中国对人造板甲醛散发问题的研究起步比较晚，但发展速度很快，主要从产品角度和 控制产品方面也就是从控制甲醛含量的减少挥发方面得到了一些研究成果。如今我国分别 用穿孔法和大室法研究了4 种人造板材( 胶合板、细木工板、刨花板和中密度纤维板) 的 甲醛散发水平。通过实验分析了刨花板端面和平面甲醛散发的分布特征，给出了数学模型， 而且得出结论，注意甲醛散发试件的取样位置是必要的。研究表明在刨花板厚度方向上存 在着甲醛散发梯度，板子平面内甲醛散发分布不均匀，主要与试件热压时在压板上所处的 位置有关，并建议在测试刨花板的甲醛散发值时要考虑试件的取样位置。 现在市场上用于装饰的饰面胶合板、强化复合地板e l 类游离甲醛释放量检测合格较 低，不合格人造板材产品中的游离甲醛释放量超标值过高。室内装饰装修工程使用量较大 的细木工板、饰面胶合板、强化复合地板e l 类比例较低，说明以上人造板材在产品质量 上仍需大力提耐趵j 。 人造板甲醛散发测定方法的建立和发展不仅具有科研价值，而且还具有实际价值。时 至今日，由于人造板材甲醛散发污染环境的问题得到重视，相关研究机构提出了众多的人 造板甲醛散发测量方法。在此，仅仅对各种方法的原理以图表的方式作简单介绍，见表 1 2 。 7 表卜2 木制品甲醛释放主要检测方法、原理 t a b l e1 2f o 邢a l d e h y d ee m i s s i o nt e s t i n gm e t h o d sa n dm e c h a n i s mo fw o o dp r o d u c t s 凳霎 单位基本原理 备注 如咖巷圣篡篁黧纛葚耋堂耋蕊车罢 算 蒸馏水并进行液一液萃取，甲醛转溶于蒸馏水，定量( 碘 。二：扛。二 h 二： 霪 m g 1 0 0 9 滴定法、光电比色法等) 水溶液中得到的甲醛，并以量：朋觋宙削甲酲 板材重量为基础计算甲醛的百分比含量。 ”一 干 燥 器 法 将盛有规定体积蒸馏水的结晶皿放于干燥器底 部，在其上方固定的支架上放置被测试件，试件释放 操作简单，检测 6 一 出的甲醛被蒸馏水吸收，此吸收液作为试样浓度，所周期相对较短 得结果即为被测人造板的甲醛释放量。 具有一定暴露面积的样品，放在一定条件的检测 ，一、 室内，释放出的甲醛与室内空气均匀混合，连续抽取 m g 八mn j 室内混合气体并通过盛有蒸馏水的气体吸收瓶。用测 定的浓度、抽样时间和试件暴露面积算出甲醛释放量。 盛放5 0 m l 的蒸馏水的5 0 0 m l 聚乙烯广口瓶，将一 定规格已知含水率的试样悬挂于水面正上方，密封瓶 ，口置于要求的温度条件下一定的时间，然后将瓶子置 m 9 71 u u g 于冰水中一定时间，保证甲醛完全被吸收。定量( 碘 滴定法、光电比色法) 释放出来的甲醛量，并以绝干 板重量为基准计算甲醛释放值。 将一定的装载度试件放入一定条件测试室内，定 期抽取测试室内混合空气，溶于吸收液中，测定吸收 m g m 3 液中的甲醛浓度并计算出测试室内空气的甲醛浓度。 当测试室内甲醛浓度达到平衡浓度或测试达到规定时 间时，即为测试值。 适应性广，能快 速测定木制品甲醛 释放量 较为真实地模 拟木制品在使用过 程中甲醛的释放情 况，测定值具有较高 的可信度 1 4 1 2 国外对产品中甲醛含量控制的研究 近1 5 2 0 年来，世界上主要的人造板生产国普遍重视产品的甲醛散发问题。从发表 的科技论文数量来看，列在前几位的国家为美国、欧共体国家( 首推联邦德国) 、前苏联 等。在德国还专门设立了人造板甲醛散发研究基金，对那些长期从事人造板甲醛散发研究 并做出突出贡献的科技人员给予奖励。 对于人造板甲醛释放量的影响因素国外也研究出一些成果。r o f f a e l ，m a r u t z k y 和 r a u t a 的研究都表明，脲醛树脂胶的摩尔比不但在热压时对甲醛散发有着巨大的影响，而 且与成品板的释放甲醛量也有密切关系。各种不同的固化剂对甲醛释放起着不同的作用。 8 气体分析法 广口瓶法 | | 气候箱法 r o f f a e l ，r a u c h 曾就固化剂氯化铵对橡木和松木刨花板的甲醛释放量的影响迸行过研究， p e t e r s e n 和w i t t i i l a n n 也曾研究过各种不同固化剂对板甲醛释放量的影响，认为氯化铵与 氯化镁、氯化铝相比，是一种有效的固化剂。前苏联学者对云杉和松木两种树种做了不含 树皮和含大量树皮的对比试验结果表明：含大量树皮的刨花板，其甲醛释放量较低。人们 还发现甲醛释放量随树皮含量的增加而降低呈线性关系。r o f f a e l 的研究表明，树皮种类 对树皮刨花板的甲醛释放量影响显著。拌胶后的刨花板含水量也是影响板子甲醛散发量的 重要因素。t o m a s 乜7 3 在1 9 6 4 年提出了一个预测刨花板甲醛散发能力的数学模型，将热压温 度( a ) ，拌胶后刨花板含水率( ( b ) 和树脂中游离甲醛含量( c ) 作为自变量，板子甲醛散发量 ( e ) 是因变量，它们之间有下列数学关系：e = o 0 4 4 a + 0 5 4 b + o 7 9 c 一1 1 6 o 7 4 。 国外学者研究表明【2 8 j ，降低人造板甲醛释放量的关键是降低胶中游离甲醛含量，而 物质的量比是影响脲醛树脂中甲醛含量的最重要因素。p i z z a 【2 9 】认为，物质的量比降至 1 0 5 ：1 时，由于树脂中游离尿素含量过高，人造板的物理力学性能急剧下降，耐老化、 耐水性能均有降低。当物质的量比降低到1 ：1 时，刨花板甲醛释放量可达到e l 级标准要 求，但它的胶接强度必须通过加入适当的交联剂、三聚氰胺或三聚氰胺甲醛树脂来保证。 现在已有的资料表吲3 0 】，胶粘剂制备过程中通过加入三聚氰胺( 甲醛投料量的4 8 ) 等改性剂，物质的量比即使小于o 9 8 ，也可得到满足e l 级纤维板使用的脲醛树脂胶粘剂。 1 4 2 国内外对甲醛在室内环境中散发的研究 1 4 2 1 国内对甲醛在室内环境中散发的研究 研究证实【3 1 1 ，气候箱内空气中甲醛浓度最后将达到平衡状态时的浓度值。气候箱内 空气中甲醛的平衡浓度与样品在单位时间内释放的甲醛气体量成正比，而与单位时间内进 入气候箱的新鲜空气数量( 即单位时间内向箱外排出的空气数量) 成反比。气候箱内空气 中甲醛浓度趋向最终的平衡浓度的快慢，仅取决于气候箱的容积和单位时间内进入气候箱 的新鲜空气数量。样品表面的甲醛释放何时达到稳定状态，才是气候箱法测定甲醛释放量 用时多少的关键。 研究表明【32 ，甲醛的扩散与温度、湿度、装载度、通风量等因素相关，根据这些情 况的影响，一般情况下，室内甲醛浓度随着温度、湿度、装载度的增大而交大，通风量增 大时，可以快速降低室内甲醛的浓度，同时室内装修材料中的甲醛释放也随之加快。随着 装载度的增加，每立方米室内空间中甲醛浓度显著增加。 根据甲醛的扩散速度，甲醛的扩散过程可以分为初始阶段、平缓阶段和稳定阶段，其 中初始阶段甲醛的扩散速度较快，随后趋于缓和。甲醛的扩散以初始阶段为主【3 3 1 。环境 温度和湿度对室内空气中甲醛浓度有重要影响，可以通过降低室内温度和湿度的方式减轻 甲醛污染程度。解决室内空气中甲醛污染的唯一途径，是将装饰装修材料和家具材料的甲 醛释放量控制在o 5 m 朗以下p 4 。 一 白雁斌【3 5 】等在自制的模拟舱内设置不同温度( 2 9 3 4 ) 条件下研究分析纯甲醛释放 规律。其结果表明甲醛的扩散与温度成正相关，随温度的升高释放量依次增加。在初始阶 段甲醛的释放速率非常快，在短时间( 8 h ) 内即可释放总量的8 0 以上，该阶段对外界温度 9 变化最敏感，是甲醛扩散的最主要阶段，随着时间的延长扩散速率逐渐减慢并逐步趋于平 缓，在一定的空间内达到动态平衡。周秉明【3 6 】等对同处一地使用不同涂料装饰内墙的居 室( 刚装修完毕) 以每套居室室温状态测得的甲醛浓度为本底值，采取对整个居室进行单 一增温，单一增湿，同时增温、增湿3 种方式进行甲醛释放试验。其结果涂有不同涂料的 室内甲醛浓度都随温度增高或湿度增高而室内甲醛浓度增高。严彦【3 7 】等在小型环境气候 舱内进行成品人造板的甲醛释放量研究。在恒温、恒湿条件下，观察板中甲醛随时间变化 而释放的规律。其结果发现短期模型能很好地反映数小时内的甲醛释放规律，而长期模型 在开始3 周内拟合不够理想，而后拟合准确，能够很好地预测木质人造板材的甲醛长期释 放水平。 罗晓良1 38 】研究证实，室内月平均甲醛浓度与月平均温度的变化趋势相近。甲醛月平 均浓度与室内月平均温度关系c = 0 0 2 4 6 t - o 3 0 ，其线性相关系数r 2 = o 8 6 5 2 。式中：c 为 1 1 2 月份室内空气中的甲醛月平均浓度，m g m 3 ；t 为1 1 2 月份的室内月平均温度，。 不同湿度条件下甲醛在试验的初始阶段( o 1 0 0 m i n ) 释放较快，在1 0 0 3 0 0 m i i l 时段逐渐趋于 平缓，3 0 0 5 0 0 m i n 时段时逐渐达稳定状态，经曲线拟合其变化符合对数曲线关系。 室内甲醛含量还与装修时间有关】。装修完工初期，甲醛释放浓度甚高，随着时间 的推移，甲醛释放浓度下降，这主要是由于刚装修完毕，一方面装修中使用的胶粘剂尚未 固化，其中甲醛释放