人造板甲醛平衡時間研究

周春

(同濟大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海200011)

1 引言

甲醛是一種重要的有機原料，主要用于塑料工業(yè)、皮革工業(yè)、合成纖維、木材工業(yè)、染料、醫(yī)藥等。甲醛對人體健康的影響包括嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受影響，還可損傷細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，是可疑致癌物。其中最敏感的是嗅覺和刺激，因此其主要危害表現(xiàn)為對黏膜的刺激作用。甲醛經(jīng)呼吸道易于吸收，但經(jīng)皮膚吸收很少。經(jīng)鼻吸入的甲醛93%滯留在鼻腔組織中，吸入高濃度甲醛時會出現(xiàn)呼吸道嚴(yán)重的刺激和水腫、呼吸道阻力增高、呼吸頻率下降、眼刺激、頭痛等[1]。

人造板是室內(nèi)甲醛的主要來源之一，建筑裝修材料人造板甲醛具有長時間的釋放過程，采用GB 50325－2010(2013年版)環(huán)境測試艙法進(jìn)行測試時，規(guī)定試樣需連續(xù)2 d測試達(dá)到平衡，試驗才算結(jié)束。對于有些甲醛含量高，釋放時間很長的人造板，其檢測周期也就越久。如果平衡時間正好在節(jié)假日，如不安排人員加班進(jìn)行測試，則只能開著儀器待周一周二再進(jìn)行平行測試。這也變相增加了試驗成本和儀器損耗。所以研究裝飾裝修材料人造板甲醛的平衡時間對檢測結(jié)果的影響，可以在日常工作中更加準(zhǔn)確地掌握人造板甲醛的釋放規(guī)律，從而在縮短檢測周期的同時減少結(jié)果的誤差，增加檢測工作的效率。

2 測試方法

2.1 原理

采用GB50325－2010(2013年版)附錄B，環(huán)境測試艙法測試人造板中游離甲醛釋放量。

酚試劑分光光度法：空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍(lán)綠色化合物，比色定量[2]。

環(huán)境測試艙法測試人造木板的游離甲醛釋放量，應(yīng)1 d測試1次。當(dāng)連續(xù)2 d測試濃度下降不大于5%時，可認(rèn)為達(dá)到了平衡狀態(tài)。以最后2次測試值得平均值作為材料游離甲醛釋放量測定值；如果測試第28 d仍然達(dá)不到平衡狀態(tài)，可結(jié)束測試，以第28 d的測試結(jié)果作為游離甲醛釋放量測定值[3]。

2.2 試樣

細(xì)木工板：同批次0.5 m×0.5 m，6塊；膠合板：同批次0.5 m×0.5 m，6塊；飾面板：同批次0.5 m×0.5 m，6塊；同一種類人造板2塊板材為一組，分3組分別進(jìn)行測試。第一組開始測試后，其余2組進(jìn)行5 d和10 d的通風(fēng)處理，再進(jìn)行測試。

2.3 儀器設(shè)備

1 m3環(huán)境測試艙、恒流采樣器、大型氣泡采樣管、可見分光光度計、溫度計、氣壓表。

2.4 測試條件

測試人造板的表面積與環(huán)境測試艙容積比為1∶1。環(huán)境測試艙溫度：23℃±0.5℃；相對濕度：45%±3%；空氣交換率：1次/h；被測試樣表面空氣流速0.2 m/s；測定游離甲醛釋放量前，環(huán)境測試艙內(nèi)游離甲醛含量本底值不應(yīng)大于0.01 mg/m3。

2.5 檢測方法

吸收液原液：稱量0.10 g酚試劑，加水溶解，傾于100 m L具塞量筒中，加水至刻度。放冰箱中保存，可穩(wěn)定3 d。吸收液：量取吸收液原液5 m L，加95 m L水，即為吸收液。采樣時，臨用現(xiàn)配。1%硫酸鐵銨溶液：稱量1.0 g硫酸鐵銨用0.1 mol/L鹽酸溶解，并稀釋至100 m L。標(biāo)準(zhǔn)曲線：取9支10 m L具塞比色管，用1 mg/L甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液按表1制備標(biāo)準(zhǔn)系列。

表1 甲醛標(biāo)準(zhǔn)系列

各管加入0.4 m L 1%硫酸鐵銨溶液，搖勻。放置15 min。用1 cm比色皿，在波長630 nm下，以水作參比，測定各管溶液的吸光度。甲醛含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制曲線，計算回歸線斜率，以斜率倒數(shù)作為樣品測定的計算因子Bg(μg/吸光度)。空白試劑與樣品：用5m L未采樣的吸收液作試劑空白。采樣后，將樣品溶液全部轉(zhuǎn)入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使總體積為5m L。按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的操作步驟測定吸光度(AO)、(A)；測試艙中甲醛濃度按式(1)計算：

式(1)中：Cs為測試艙中甲醛濃度，mg/m3；A為樣品溶液的吸光度；A0為空白溶液的吸光度；Bg為計算因子，(μg/吸光度)；V0為換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積 ，L。

3 實驗步驟

(1)首先對環(huán)境測試艙進(jìn)行清潔處理，測得符合規(guī)定要求的艙甲醛本底值。對第一組細(xì)木工板進(jìn)行測試，直至平衡。其余兩組細(xì)木工板進(jìn)行通風(fēng)處理。

(2)在第一組細(xì)木工板開始測試5 d后，對另一個環(huán)境測試艙進(jìn)行清潔處理，測得符合規(guī)定要求的艙甲醛本底值。然后將通風(fēng)5 d的第二組細(xì)木工板放入環(huán)境測試艙測試，直至平衡。

(3)在第一組細(xì)木工板開始測試10 d后，同樣測得符合規(guī)定要求的艙甲醛本底值。然后將通風(fēng)10 d的第三組細(xì)木工板放入環(huán)境測試艙測試，直至平衡，見表2。

表2 細(xì)木工板平衡試驗結(jié)果

由細(xì)木工板測得的實驗結(jié)果表明，未通風(fēng)的細(xì)木工板在測試的第7 d達(dá)到平衡。通風(fēng)5 d的細(xì)木工板在測試的第6 d達(dá)到平衡。通風(fēng)10 d的細(xì)木工板同樣在測試的第6 d達(dá)到平衡。

(4)用同樣的方法對膠合板進(jìn)行測試，見表3。可以看出實驗所用膠合板的甲醛含量高于細(xì)木工板。而達(dá)到平衡時間方面，未通風(fēng)的膠合板為就天。通風(fēng)5 d的膠合板為7 d。通風(fēng)10 d的膠合板為6 d。

(5)最后用同樣的方法對飾面板進(jìn)行測試，見表4。從試驗結(jié)果來看，飾面板由于釋放甲醛的表面積較小，所測得的結(jié)果也較小。平衡時間方面，未通風(fēng)的飾面板為5 d。通風(fēng)5 d和10 d的飾面板均為4 d。

表3 膠合板平衡試驗結(jié)果

表4 飾面板平衡試驗結(jié)果

4 結(jié)果分析

根據(jù)試驗結(jié)果可以看出，經(jīng)過通風(fēng)處理的人造板甲醛平衡時間，比直接進(jìn)行測試的人造板甲醛平衡時間不同程度的有所減少。在試驗所選用的試樣中，甲醛釋放量最高的膠合板平衡時間縮短的效果比較明顯，而甲醛釋放量最低的飾面板由于平衡時間較短，通風(fēng)時長對平衡時間的影響并不大。從數(shù)據(jù)結(jié)果判定限量E1≤0.12 mg/m3來看，直接測試與通風(fēng)后測試的數(shù)據(jù)結(jié)果的平均值進(jìn)位后差別不多。

5 結(jié)論

通風(fēng)預(yù)處理時間的長短，對平衡時間有一定的影響，甲醛釋放量越高的人造板效果越好，反之則一般。對結(jié)果的影響而言，兩者相差不多，在可接受范圍。所以在日常工作中，如果同時有幾種不同的人造板需要進(jìn)行檢測，可先選擇甲醛釋放量較小的試樣測試，其余進(jìn)行通風(fēng)處理。這樣可最大程度地減少檢測周期，降低設(shè)備與能源的損耗。如環(huán)境測試艙數(shù)量有限，待測試樣多，也有一定程度的幫助。