建筑室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs污染源散發(fā)機理及控制技術(shù)
——推動室內(nèi)裝修環(huán)?？刂颇Ｊ叫峦黄?/h1>

2017-01-18 22:50:50梅一飛中國建材檢驗認(rèn)證集團股份有限公司北京100024

中國建材科技訂閱 2017年1期 收藏

關(guān)鍵詞：建材物品污染物

梅一飛(中國建材檢驗認(rèn)證集團股份有限公司,北京 100024)

建筑室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs污染源散發(fā)機理及控制技術(shù)
——推動室內(nèi)裝修環(huán)保控制模式新突破

梅一飛(中國建材檢驗認(rèn)證集團股份有限公司,北京 100024)

1 研究意義

隨著我國新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)和建材行業(yè)的迅猛發(fā)展，室內(nèi)環(huán)境保障面臨著巨大挑戰(zhàn)，眾多的科研工作者為此開展了大量的工作。目前我國雖然在室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)特性檢測和控制方法研究領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展，但在污染物散發(fā)檢測標(biāo)準(zhǔn)和散發(fā)標(biāo)識體系方面與歐美發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距。主要表現(xiàn)在：歐美國家最早通過頒布室內(nèi)材料和物品標(biāo)識體系（歐洲AgBB、CESAT、ICL等，美國BIFMA、Indoor airPLUS等，加拿大CRI Green Label Plus、Greenguard等）的方法實現(xiàn)室內(nèi)材料污染源頭控制，但由于我國室內(nèi)材料與物品的配方與生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性和特殊性，其指標(biāo)體系和檢測方法并不適用；針對室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)規(guī)律的研究多從宏觀層面展開，對材料內(nèi)部污染物擴散傳質(zhì)模式尚缺乏有效手段進(jìn)行微介觀層次的研究；環(huán)境艙法作為建材產(chǎn)品污染物散發(fā)特性研究通用方法，在實際應(yīng)用中面臨持續(xù)低本底控制、高沸點殘留物去除、高精度環(huán)境參數(shù)控制等諸多難題；針對材料污染物散發(fā)現(xiàn)場測試，還缺乏有效的污染物加速發(fā)生、采集及原位檢測的裝備及方法。

項目牽頭單位中國建材檢驗認(rèn)證集團股份有限公司多年開展室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs釋放量檢驗，對各種建材產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝和環(huán)保特性有著深刻認(rèn)識。其建立的集“材料源頭控制-成品環(huán)保評估-建筑施工控制-空氣質(zhì)量評價”于一體的“高環(huán)保、無異味”高端裝修控制標(biāo)識體系已在2008年北京奧運會場館、2014年北京APEC會議場館和2016年G20主會場等重大工程中成功應(yīng)用，可為污染物散發(fā)標(biāo)識體系建立及應(yīng)用提供有力保障。北京科技大學(xué)、北京建筑大學(xué)、北京市勞動保護科學(xué)研究所、鋼研納克檢測技術(shù)有限公司、天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院等16家參與單位在污染物氣味散發(fā)的嗅覺分析方法和電子鼻檢測系統(tǒng)、基于MEMS技術(shù)的微型GC-PID檢測儀和基于高靈敏傳感器的智能在線空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、復(fù)合催化降解技術(shù)等方面有著多年研究基礎(chǔ)和創(chuàng)新性研究成果，可為項目相關(guān)新方法、新技術(shù)、新設(shè)備的研發(fā)提供有效的技術(shù)支持?；诖?，針對室內(nèi)環(huán)境保障這一事關(guān)國計民生的實際需求及科學(xué)問題，項目將重點研究散發(fā)特性參數(shù)與材料特性、污染物特性、環(huán)境參數(shù)的關(guān)系，研究典型室內(nèi)材料污染物散發(fā)速率預(yù)測模型和污染物散發(fā)控制技術(shù)，開發(fā)針對污染物釋放速率和氣味散發(fā)的新型環(huán)境艙系統(tǒng)和氣味快速檢測技術(shù)，系統(tǒng)構(gòu)建具有我國特色的室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)特征數(shù)據(jù)庫和污染物散發(fā)標(biāo)識體系。

2 總體目標(biāo)

項目實施將圍繞“VOCs、SVOCs微介觀散發(fā)機理及釋放速率預(yù)測模型研究、污染物散發(fā)特性準(zhǔn)確快速檢測技術(shù)及裝備開發(fā)、污染物散發(fā)標(biāo)識體系建立、基于材料散發(fā)特性參數(shù)調(diào)控的建材產(chǎn)品改進(jìn)技術(shù)研究”四個關(guān)鍵科學(xué)問題，針對室內(nèi)材料和物品散發(fā)的揮發(fā)性及半揮發(fā)性有機化合物（VOCs、SVOCs）威脅人們身體健康的問題，揭示室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)機理，發(fā)展室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs污染散發(fā)特性檢測系列技術(shù)及裝置，完善相關(guān)室內(nèi)材料和物品的污染物限值和檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建具有我國特色的室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)標(biāo)識體系，為有效控制室內(nèi)VOCs和SVOCs污染和促進(jìn)建材行業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級提供科技支撐。

3 研究內(nèi)容

項目將深入挖掘室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)與控制領(lǐng)域的新機理、新技術(shù)、新裝備、新標(biāo)準(zhǔn)，具體開展以下四個方面的研究內(nèi)容：

（1）基于逸出因子和阻隔因子的污染物微、介觀散發(fā)機理及預(yù)測模型研究。

提出用逸出因子和阻隔因子直觀表達(dá)影響材料中VOCs、SVOCs散發(fā)的逸出因素和阻隔因素，研究典型室內(nèi)材料VOCs、SVOCs釋放速率隨時間的變化規(guī)律，構(gòu)建基于逸出因子和阻隔因子的室內(nèi)材料污染物散發(fā)速率預(yù)測模型；基于材料內(nèi)部孔隙的三維結(jié)構(gòu)特征和連通延伸方式，建立氣體分子擴散通道模型揭示VOCs、SVOCs傳質(zhì)擴散模式，研究材料特性、污染物特性和環(huán)境參數(shù)對逸出因子、阻隔因子的影響機制。

（2）開發(fā)針對污染物釋放速率和氣味散發(fā)的準(zhǔn)確、快速檢測技術(shù)及裝備。

開發(fā)環(huán)境艙持續(xù)低本底、污染物殘留快速消除、環(huán)境參數(shù)精確控制、典型污染物遠(yuǎn)程監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù)，研制系列新型動態(tài)環(huán)境艙系統(tǒng)；研制系列VOCs標(biāo)準(zhǔn)散發(fā)源，檢驗動態(tài)環(huán)境艙的可靠性和一致性；建立針對室內(nèi)材料和物品氣味散發(fā)感官評價的嗅覺分析標(biāo)準(zhǔn)方法，研究氣味定量轉(zhuǎn)化模型，篩選傳感器陣列并優(yōu)化模式識別系統(tǒng)研制電子鼻氣味檢測單元，發(fā)展室內(nèi)材料和物品氣味散發(fā)快速測定新技術(shù)；針對現(xiàn)場材料表面污染物散發(fā)檢測需求，研制內(nèi)循環(huán)風(fēng)室加速材料表面污染物散發(fā)采集，研制微型GCPID檢測儀和甲醛、TVOC在線監(jiān)測模塊，結(jié)合電子鼻檢測單元，建立一套用于室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)原位智能快速檢測的新型裝置和技術(shù)方法。

（3）建立室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)特征數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建具有我國特色的污染物散發(fā)標(biāo)識體系。

深入調(diào)查市場上銷售的典型室內(nèi)材料和物品并進(jìn)行信息整理和分類，基于動態(tài)環(huán)境艙系統(tǒng)、密封瓶系統(tǒng)對大量典型室內(nèi)材料和物品進(jìn)行特征污染物類別、特征組分濃度、氣味特征測定；綜合分類信息、特征污染物組成和化學(xué)濃度、污染物氣味特征等建立室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)特征數(shù)據(jù)庫軟件平臺；結(jié)合典型VOCs、SVOCs的污染特性、相關(guān)釋放限值和室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，提出適合我國國情的室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)限值體系，構(gòu)建具有我國特色的污染物散發(fā)標(biāo)識體系，并在典型工程中示范應(yīng)用。

（4）基于材料散發(fā)特性參數(shù)調(diào)控的建材產(chǎn)品改進(jìn)技術(shù)。

基于典型室內(nèi)材料和物品污染物散發(fā)特性參數(shù)影響因素，研究微孔調(diào)節(jié)控制技術(shù)、無機阻隔控制技術(shù)、復(fù)合凈化技術(shù)等建材產(chǎn)品改進(jìn)技術(shù)；針對不同類型的室內(nèi)材料和物品，研究微孔調(diào)節(jié)、無機阻隔、復(fù)合凈化等多重改進(jìn)技術(shù)的綜合利用方法和協(xié)同作用機制，重點研究凈化層和無機阻隔層的有效復(fù)合技術(shù)，確定高效組合改進(jìn)技術(shù)方案，實現(xiàn)建材產(chǎn)品有效的污染物散發(fā)前端控制，并在典型建材產(chǎn)品中進(jìn)行示范應(yīng)用。

4 預(yù)期效益

在社會效益方面：①項目將建立基于環(huán)境艙法的室內(nèi)建材產(chǎn)品污染物釋放標(biāo)識體系，可顯著提升我國室內(nèi)建材產(chǎn)品的環(huán)?？刂扑剑c國際接軌的同時也進(jìn)一步提高標(biāo)識體系的科學(xué)性。②項目將開發(fā)的可用于建材產(chǎn)品污染物釋放檢測的原位現(xiàn)場快速檢測系統(tǒng)，可極大提高室內(nèi)建材產(chǎn)品環(huán)保性能的評價效率。對于材料生產(chǎn)者，可以快速進(jìn)行產(chǎn)品環(huán)保品質(zhì)的監(jiān)測，保證產(chǎn)品質(zhì)量；對于普通消費者，可大大降低環(huán)保選材的風(fēng)險性；對于工程施工方，可極大地提高材料復(fù)驗和抽檢效率。③項目將通過對大量典型的產(chǎn)品進(jìn)行檢測，建成信息豐富、數(shù)據(jù)可靠的室內(nèi)材料和物品VOCs、SVOCs散發(fā)特征數(shù)據(jù)庫，有利于揭示現(xiàn)有室內(nèi)建材產(chǎn)品的環(huán)保水平現(xiàn)狀，也為環(huán)保建材的選擇提供依據(jù)。④項目將建立的標(biāo)識體系和污染物散發(fā)調(diào)控技術(shù)，可以引導(dǎo)室內(nèi)建材產(chǎn)品向高環(huán)保、低污染方向發(fā)展，促進(jìn)我國室內(nèi)建材產(chǎn)品環(huán)保水平的大幅度提高，既可以大大改善廣大消費者生活的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，也可以進(jìn)一步提高我國建材產(chǎn)品的國際競爭力。

在經(jīng)濟效益方面：新型動態(tài)環(huán)境艙系統(tǒng)的研制能從根本上克服國內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備的諸多不足，達(dá)到國外先進(jìn)產(chǎn)品的水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。系列現(xiàn)場快速檢測設(shè)備的開發(fā)，可極大地提高建材產(chǎn)品環(huán)保性能評估的效率，降低實驗室檢測的成本。室內(nèi)材料和物品散發(fā)標(biāo)識體系和材料污染物散發(fā)調(diào)控技術(shù)，以及系列新設(shè)備、新方法、數(shù)據(jù)庫、標(biāo)識體系可以直接用于家庭和工程裝修，節(jié)約大量的裝修返工、室內(nèi)環(huán)境治理費用。同時由環(huán)境質(zhì)量的改善帶來身體健康，節(jié)約醫(yī)療成本，由此產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

項目負(fù)責(zé)人：梅一飛（myf@ctc．a(chǎn)c．cn） 依托單位：中國建材檢驗認(rèn)證集團股份有限公司“十三五”國家重點研發(fā)計劃重點專項項目 項目編號：2016YFC0700600

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