淺析環(huán)境艙測(cè)試有機(jī)污染物的應(yīng)用

【摘 要】 本文從室內(nèi)空氣污染的危害為背景，主要介紹了環(huán)境艙測(cè)試法的基本原理、國(guó)外研究領(lǐng)域現(xiàn)狀、結(jié)果處理和分析方法，進(jìn)而闡明了應(yīng)用環(huán)境艙測(cè)試法解決有機(jī)污染物測(cè)試的必要性和緊迫性。

【關(guān)鍵詞】 環(huán)境艙 測(cè)試 標(biāo)準(zhǔn)

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.11.005

家具、建筑裝飾材料釋放的有害氣體對(duì)人體的危害日益凸顯。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，近三年，全世界大約有一億人死亡與空氣室內(nèi)污染相關(guān)。另?yè)?jù)我國(guó)衛(wèi)生部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因?yàn)槭覂?nèi)空氣污染導(dǎo)致的超額死亡人數(shù)達(dá)10萬人以上。同時(shí)，室內(nèi)空氣污染也間接產(chǎn)生了巨量經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)美國(guó)2013年的數(shù)據(jù)顯示，每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)400億美元。而據(jù)2012年人民日?qǐng)?bào)報(bào)道，我國(guó)每年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)107億美元。

另?yè)?jù)《信息時(shí)報(bào)》報(bào)道顯示，在某市兒童醫(yī)院，2014年收治的1800名白血病兒童患者中，有50%家庭在發(fā)病前房屋進(jìn)行了裝修，而且室內(nèi)空氣污染物經(jīng)檢測(cè)超標(biāo)。大量的研究表明，甲醛污染能夠引起細(xì)胞突變，導(dǎo)致癌癥和白血病。我國(guó)每年新增大約4萬名白血病患者，其中50%兒童患者。室內(nèi)空氣品質(zhì)問題已成為百姓關(guān)心、政府關(guān)注的突出問題。

1 環(huán)境艙測(cè)試法的基本原理

環(huán)境艙測(cè)試法是將已知表面積的測(cè)試件，放入到可控的溫度、濕度、空氣變換率和空氣速率測(cè)試艙內(nèi)，然后抽取測(cè)試艙內(nèi)的空氣進(jìn)行測(cè)試。環(huán)境測(cè)試艙內(nèi)的溫濕度等參數(shù)的設(shè)定是依據(jù)試驗(yàn)地區(qū)的常年平均值。這樣可保證產(chǎn)品在被消費(fèi)者使用前就進(jìn)行了模擬當(dāng)?shù)鼐幼…h(huán)境的測(cè)試，有助于全面檢測(cè)和掌握家具表面所產(chǎn)生的有機(jī)揮發(fā)性毒害氣體等。而且還能夠客觀反映出產(chǎn)品對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染的影響程度，解決標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果和空氣測(cè)試結(jié)果偏差大的矛盾。

2 國(guó)外環(huán)境艙測(cè)試研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于環(huán)境艙測(cè)試的研究比較成熟，建立起了相對(duì)完善的有害物釋放檢測(cè)體系。美國(guó)材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）以及美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)研究部門制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。主要有美國(guó)大氣候箱法測(cè)試木制品甲醛釋放量（ASTM E 1333-10），全尺寸環(huán)境艙法研究室內(nèi)材料有害物釋放的方法（D6670-01）和小尺寸環(huán)境艙法研究室內(nèi)材料有害物釋放的方法（D5116-97）。美國(guó)辦公家具協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)BIFMAM 7.1-2005已上升為其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。麻省理工大學(xué)的Yang系統(tǒng)地研究了對(duì)材料有害物釋放的規(guī)律；Kricej B、Tomazic M、Pavlic M研究了全尺寸環(huán)境艙的性能及設(shè)計(jì)，同時(shí)也研究了有害物釋放和空氣質(zhì)量的模型。Tohmure S、Miyamoto K研究了利用環(huán)境艙法對(duì)木質(zhì)人造板材料的甲醛和VOC的釋放。

加拿大國(guó)家研究院建筑研究所開展的有關(guān)環(huán)境艙法測(cè)試建筑裝修材料有害物釋放的方法（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)ISO 16000-9），是利用全尺寸環(huán)境艙法研究各種建筑材料有害物質(zhì)釋放，形成了三方面的主要成果：

一是建立標(biāo)準(zhǔn)方法和程序步驟；二是建立了建筑材料有害物釋放量的數(shù)據(jù)庫(kù)清單；三是識(shí)別哪些材料滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

此外，歐洲對(duì)環(huán)境艙法的研究和標(biāo)準(zhǔn)也較深入，標(biāo)準(zhǔn)有環(huán)境艙法測(cè)試建材甲醛釋放的方法（BSEN717-1：2004），如表1。

表1 歐洲對(duì)甲醛限量的要求

3 環(huán)境艙測(cè)試結(jié)果處理和分析方法

熱解析技術(shù)方法和儀器研究是其中之一，國(guó)外做的也較早，熱解吸儀器在最初的應(yīng)用中并不普及。最早，Pellizzari進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先是將吸附管或樣品放在溫度控制器控制的熱解吸儀內(nèi)，然后按照溫度控制器設(shè)定的方法進(jìn)行加熱升溫，待測(cè)組解吸后隨載氣進(jìn)入GC或GC-MS進(jìn)行分析。

另外，Hartman研制了一種短徑熱解吸裝置，其設(shè)計(jì)原理是將一根空心且惰性的不銹鋼針頭和GC進(jìn)樣口相連，在加熱和載氣的共同作用下進(jìn)行解析，將解吸氣導(dǎo)入進(jìn)樣口和色譜柱的前端。待解吸充分后，進(jìn)行色譜分析。在裝置上裝有一個(gè)柱上微型冷阱，可以加熱和冷卻，這樣能夠保證解吸物質(zhì)集中在柱前端的窄帶內(nèi)。在裝置內(nèi)每種樣品都附帶有配套的針頭和解吸管，避免超載或殘留產(chǎn)生記憶效應(yīng)，能夠降低樣品間的交叉污染，并且能夠減少在相對(duì)短的傳輸線上有機(jī)物的分解或損失，提高系統(tǒng)的靈敏度，來滿足不同基體中揮發(fā)性和半揮發(fā)性組分的分析。但是，該裝置不適用分析特別容易揮發(fā)的物質(zhì)。

此外，Watanabe研制了一種裂解器，可用于易揮發(fā)的物質(zhì)分析，可瞬間裂解高分子的化合物生成揮發(fā)性物質(zhì)，通過氣相色譜進(jìn)行分離分析或與質(zhì)譜聯(lián)用鑒定分析裂解產(chǎn)物，推斷聚合物的分子結(jié)構(gòu)。

4 國(guó)內(nèi)環(huán)境艙測(cè)試應(yīng)用的必要性和緊迫性

相比國(guó)外研究現(xiàn)狀而言，國(guó)內(nèi)研究和應(yīng)用相對(duì)滯后，在GB 18584-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 木家具中有機(jī)污染物限量》中對(duì)木家具中甲醛釋放量的檢測(cè)依然停留在破壞性試驗(yàn)方法上。當(dāng)前家具、建筑裝飾材料、汽車內(nèi)飾產(chǎn)品釋放的甲醛、VOC致使室內(nèi)空氣污染嚴(yán)重，現(xiàn)行的萃取法和干燥器法僅針對(duì)樣品的一小部分進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣的檢測(cè)結(jié)果直接導(dǎo)致家具、建筑材料等原材料合格，但裝修后室內(nèi)空氣不合格的現(xiàn)狀。

針對(duì)這些產(chǎn)品整體的環(huán)保安全性的檢測(cè)——環(huán)境艙法就顯得十分必要和緊迫了。對(duì)各實(shí)驗(yàn)室環(huán)境艙在線分析設(shè)備進(jìn)行定值溯源，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性等工作已擺上各檢測(cè)機(jī)構(gòu)的日程。在家具、建筑裝飾材料、汽車內(nèi)飾、空氣凈化產(chǎn)品等領(lǐng)域開展應(yīng)用研究與示范，形成揮發(fā)性有機(jī)物的全程序智能在線分析設(shè)備及系列化的標(biāo)準(zhǔn)分析方法。實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物在線分析設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化和國(guó)產(chǎn)化，為我國(guó)室內(nèi)環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物控制提供設(shè)備和技術(shù)支撐，切實(shí)提升我國(guó)家居環(huán)境空氣質(zhì)量，保障公民家居安全。

同時(shí)，采樣環(huán)境艙的驗(yàn)證評(píng)價(jià)技術(shù)是應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。如何評(píng)價(jià)不同采樣環(huán)境艙使其保持一致性對(duì)室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)也是極為關(guān)鍵的。因此建立基于家具、建筑材料、整車內(nèi)飾等VOC揮發(fā)量檢測(cè)研究的系統(tǒng)體系，在關(guān)鍵分析方法及儀器研究上有所突破，為完善或建立檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化提供詳實(shí)、可靠的基礎(chǔ)性研究數(shù)據(jù)，環(huán)境艙測(cè)試應(yīng)用無疑是打開從跟隨國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)到國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化新局面的關(guān)鍵。

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作者簡(jiǎn)介

胡光明，本科，工程師，目前就職于沈陽(yáng)市產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)院業(yè)務(wù)部。

（責(zé)任編輯：張曉明）