廚柜中甲醛釋放量的檢測方法研究現(xiàn)狀①

楊越飛

（廈門市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院 福建廈門361000）

廚房家具是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚南M品，特別是中國式的傳統(tǒng)家庭，新裝修的房子，廚房家具是必不可少，家家戶戶都要安裝廚柜（包括吊柜、地柜、旋轉(zhuǎn)柜等）。由于大部分家庭的廚房面積小，廚柜的原材料是由各種各樣的人造板組成，如：飾面刨花板、飾面膠合板和飾面中密度纖維板等。原材料產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，劣質(zhì)原材料造成甲醛超標(biāo)，嚴(yán)重影響了人們的健康。研究揮發(fā)性有害物質(zhì)——甲醛的釋放量的檢測方法，制定人體可接受的甲醛釋放限量值，達(dá)到有效控制甲醛的釋放，是目前我國乃至全球家具行業(yè)、科研院校關(guān)注的熱點之一。

筆者長期從事家具的有害物質(zhì)檢測，對這方面有較系統(tǒng)的研究，本文對國內(nèi)外有關(guān)這方面檢測甲醛的研究現(xiàn)狀進行分析比較，重點對甲醛收集、定量分析的研究現(xiàn)狀進行總結(jié)，為相關(guān)人員今后在家具檢測方面提供參考。

1 廚柜中甲醛釋放量的來源

家用廚房的廚柜有多種柜體，見圖1［1]。圖1中1 為廚房家具中的高柜，7 為廚房家具的吊柜，12為廚房家具臺上柜，18 為廚房家具的地柜以及其它柜體。

廚房家具中主要就是吊柜和地柜，吊柜主要是由門板、擱板、頂板、側(cè)板和底板組成，見圖2。地柜主要是由門板、側(cè)板、后擋板、背板、底板等組成，見圖3。這些板材一般是由飾面人造板組成，而甲醛主要來自板材的膠水中。此外，廚柜的原材料在加工過程中，添加的一些有機化學(xué)原料，比如：廚柜門板的噴漆、高分子材料臺面等。除甲醛外，還有其它有害物質(zhì)，如：來自油漆中的苯、甲苯、乙基苯、鄰-二甲苯、苯乙烯等。因此，檢測廚柜中甲醛釋放量的核心就是要檢測板材，那么板材中甲醛釋放量的檢測方法是否與廚柜的檢測方法一致。目前，廚柜都是私人定制，無法統(tǒng)一廚柜的規(guī)格尺寸。因此，板材的甲醛檢測合格并不能說明廚柜的甲醛釋放量就一定沒有問題。

圖1 廚房家具設(shè)備部件

2 國外廚柜中甲醛釋放量的檢測方法研究現(xiàn)狀

根據(jù)國外相關(guān)資料，家具含有多種揮發(fā)性有機化合物，如：游離甲醛、VOC（揮發(fā)性有機化合物）。美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)對家具有害物質(zhì)的限定，主要是通過監(jiān)控原材料——人造板，進入這些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的家具原材料必須要通過相關(guān)認(rèn)證。如：美國的Carb 認(rèn)證（現(xiàn)變更為EPA 認(rèn)證），歐盟是EN 認(rèn)證。國外人造板及其制品中甲醛釋放限量標(biāo)準(zhǔn)見表1［2]。由表1 可以看出，美國對人造板中的硬木膠合板、中密度纖維板、刨花板中甲醛釋放量有明確的限定值。檢測方法主要有干燥器法、小氣候箱法和大氣候箱法。日本則采用干燥器法，用一種方法來對所有板材進行評價，更容易比較不同板材的環(huán)保性能。歐盟則采用穿孔萃取法和小氣候箱法。穿孔萃取法主要檢測板材中甲醛含量，其單位為mg/100g，表示每100 g 板材中含有多少毫克甲醛，這反映了歐盟、美國更側(cè)重于板材生產(chǎn)企業(yè)對出廠產(chǎn)品的質(zhì)量把控。干燥器法主要檢測單板類的人造板中甲醛釋放量，單位為mg/L，表明每升空氣中，甲醛揮發(fā)出來多少毫克。這種方法也是企業(yè)內(nèi)控甲醛的一種方法，由于該方法所需儀器設(shè)備簡單、成本低、效率高，深受企業(yè)青睞。但是相關(guān)資料表明，該方法多用于膠合板、細(xì)木工板、地板等板材甲醛檢測。而中密度纖維板、刨花板等板材用此法則不適合，主要是空氣濕度對該類型板材含水率影響較大，從而導(dǎo)致甲醛釋放量產(chǎn)生變化，測定數(shù)值不準(zhǔn)確。氣候箱法適用于任何一種板材，單位為mg/m3，表示每立方米空氣中板材釋放的甲醛含量，以毫克為計量單位。雖然檢測板材的甲醛揮發(fā)量有很多種檢測方法，但是美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)主要采用氣候箱法來作為仲裁法檢測木制品中的甲醛釋放量。

圖2 吊柜零部件

圖3 地柜零部件

3 國內(nèi)廚柜中甲醛釋放量檢測方法研究現(xiàn)狀

目前，廚柜標(biāo)準(zhǔn)有國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18884-2015.1～GB/T 18884-2015.4《家用廚房設(shè)備》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2531-2010《廚房家具》，2個標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了廚柜的甲醛釋放量是按照GB 18584-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料木家具有害物質(zhì)限量》來進行檢測，甲醛釋放量限量值為≤1.5mg/L，采用（9～11）L 干燥 器法［3]。國 家標(biāo) 準(zhǔn)GB/T 18884.3-2015《家用廚房設(shè)備第3 部分：試驗方法與檢驗規(guī)則》規(guī)定［4]，人造板的甲醛釋放量符合GB 18580-2017《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中有害物質(zhì)限量》中E1的規(guī)定［5]。新國標(biāo)GB 18584.2《家具安全有害物質(zhì)限量第2部分木家具》報批稿已經(jīng)出臺。與舊標(biāo)準(zhǔn)不同，新修訂標(biāo)準(zhǔn)原則是采用無損檢測方法，模擬家具在室內(nèi)的使用狀況。因此，新標(biāo)準(zhǔn)采用氣候箱法來收集甲醛，客觀反映木質(zhì)家具的甲醛釋放量對室內(nèi)環(huán)境的影響。新標(biāo)準(zhǔn)還制定了甲醛釋放量的限量值，與現(xiàn)行國家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)保持一致［6]。

4 甲醛的收集和分析方法的研究

4.1 甲醛的收集

甲醛的收集主要有干燥器法、穿孔萃取法、氣體分析法和氣候箱法等。

干燥器法的原理是在一定溫度下，把已知表面積的試件放入干燥器，試件釋放的甲醛被一定體積的蒸餾水吸收，測定24 h 內(nèi)蒸餾水中的甲醛含量。干燥器見圖4。

表1 國外人造板及其制品中甲醛釋放量

圖4 干燥器

穿孔萃取法測定甲醛含量的原理，首先是穿孔萃取，把游離甲醛從板材中全部分離出來，然后再對分離出來的甲醛含量進行測定和分析。收集甲醛所用裝置為穿孔萃取儀，穿孔萃取儀主要有5個部分，冷凝管、穿孔器、穿孔器附件、圓底燒瓶和液封裝置，詳見圖5。

氣體分析法的原理是將一個已知表面積的試件放在溫度、濕度、氣流和壓力均控制在給定值的密閉檢測室內(nèi)。從試件中釋放出來的甲醛與檢測室內(nèi)的空氣混合。氣體從檢測室里連續(xù)抽取并通過氣體洗瓶，瓶內(nèi)裝有用于吸收甲醛的蒸餾水，然后再對溶于蒸餾水的甲醛進行定量測定與分析。氣體分析儀見圖6。

圖5 穿孔萃取儀

圖6 氣體分析儀

氣候箱法的原理是將一定表面積的樣品放入溫度、相對濕度、空氣流速和空氣置換率控制在一定值的氣候箱內(nèi)。甲醛從樣品中釋放出來，與箱內(nèi)空氣混合，定期抽取箱內(nèi)空氣，將抽出的空氣通過盛有蒸餾水的吸收瓶，空氣中的甲醛全部溶于水。然后再對溶于水的甲醛進行定量分析和測試。氣候箱的設(shè)備結(jié)構(gòu)見圖7。

圖7 氣候箱的設(shè)備結(jié)構(gòu)

這幾種收集方法中，用于家具檢測甲醛釋放量的就是氣候箱法和干燥器法。氣候箱法既能確保家具無損，又能模擬家具在空氣中甲醛釋放，同時還可以準(zhǔn)確檢測出家具的甲醛釋放量。但是弊端就是氣候箱測試周期長，設(shè)備占地面積大，對用水、電量以及周圍環(huán)境溫度濕度要求高，整個設(shè)備的投入費用大。干燥器法檢測精度具有局限性，在對家具進行取樣時，只能鋸切家具來制備樣品，無法真實反映家具的甲醛釋放量。此外，穿孔萃取法和氣體分析法則主要是用于人造板中的甲醛檢測，不適用于家具的甲醛釋放量檢測。

4.2 甲醛的分析方法

近年來，隨著科技的不斷進步，化學(xué)分析手段也是推陳出新，分析手段也是越來越豐富。目前甲醛測定的分析方法主要分為3 類：化學(xué)分析法、電化學(xué)法和色譜分析法［7]。

4.2.1 化學(xué)分析法

甲醛的化學(xué)分析定量方法主要是用紫外分光光度定量法，通過使用不同的化學(xué)試劑，在可見光波長范圍內(nèi)，測試樣品的吸光值，然后利用標(biāo)準(zhǔn)曲線進行計算得到樣品的甲醛濃度。目前，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中常用的就是乙酰丙酮法、酚試劑法和變色酸法等。

乙酰丙酮法是甲醛分別與乙酰丙酮（優(yōu)級純）和乙酸銨（優(yōu)級純）發(fā)生作用生成黃色3，5-二乙?；?1，4-二氫二甲基吡啶。這是木制品中常用的定量分析甲醛的一種方法，該方法操作簡單，性能穩(wěn)定，誤差度小。但是由于廚柜中使用的原材料較為復(fù)雜，對于含有醛基的其它氣體，如：乙醛、異丁醇等，會對檢測結(jié)果造成干擾，影響甲醛釋放量的檢測結(jié)果［8]。

酚試劑法是空氣中的甲醛與酚試劑溶液發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)嗪，嗪在酸性條件下，與高價鐵離子氧化形成藍(lán)綠色化合物。該方法不需要水浴加熱，顯色時間短，操作簡單，精密度高，檢出限低。這個方法更適用于廚柜中甲醛釋放量的分析。

變色酸法是在濃硫酸溶液中與變色酸反應(yīng)生成藍(lán)紫色化合物，其呈色強度與甲醛含量呈正比。該方法顯色穩(wěn)定、快速、定量準(zhǔn)確，但是該方法中由于使用濃硫酸，增加試驗的風(fēng)險，并且在試驗過程中產(chǎn)生的氣泡不容易消除，影響曲線的穩(wěn)定性，導(dǎo)致檢測結(jié)果重復(fù)性差，不適用于廚柜中甲醛釋放量的檢測。

4.2.2 電化學(xué)分析法

目前，電化學(xué)法發(fā)展迅猛，主要有2 種方法，分別是極譜法和生物傳感器法。極譜法是利用甲醛在酸性條件下能被阱還原的特點，從而檢測樣品中的甲醛釋放量。該方法所需儀器設(shè)備簡單、易操作、靈敏度較高，適用于粗放型檢測。生物傳感器法是用生物傳感器，在煙酰胺腺嘌呤二核苷（NAD）和還原性谷膚甘膚作用下，甲醛被還原型黃素二核苷酸（FADH）催化氧化生成甲酸，它會導(dǎo)致電晶體的震蕩頻率在特定電場下發(fā)生變化，從而檢測出甲醛濃度。生物傳感器法操作簡單，分析速度快，可用于在線檢測。但是該方法的儀器設(shè)備貴，檢測成本高，對操作人員的能力和要求也更高［7]。

4.2.3 色譜法

氣相色譜、氣質(zhì)（GC-MS） 以及液相質(zhì)譜（HPLC-MS）等色譜法用于甲醛的定量分析，目前色譜法主要是檢測有機揮發(fā)物（VOC）、農(nóng)殘等。然而，該方法較少用于家具的甲醛釋放量檢測。

氣相色譜FID檢測器定量法，可以直接用氣相色譜檢測空氣樣品中甲醛含量，該方法適用于氣體樣本的檢測，檢測周期短、準(zhǔn)確度高。但是該方法對采樣要求高，在檢測過程中需要用活性炭吸附甲醛后再用二硫化碳進行脫洗，由于活性炭差異較大，檢測結(jié)果重現(xiàn)性差。不適用于廚柜的甲醛釋放量檢測。

二硝基苯阱衍生高效液相色譜定量法是利用2，4-二硝基苯肼和甲醛反應(yīng)生產(chǎn)甲醛腙，再利用液相色譜進行定量分析。該方法使用的有機溶劑量小，具有選擇性強、精度高，適用于批量樣品的檢測［7]。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟條件的改善，人們對生活品質(zhì)的追求越來越高，家具的環(huán)保性能也越來越受到大家的關(guān)注。廚柜產(chǎn)品的甲醛釋放量與檢測方法是息息相關(guān)，不同檢測方法，檢測的甲醛釋放量不同。因此，深入研究廚柜中甲醛釋放量的檢測方法將有利于我國廚柜行業(yè)的發(fā)展，完善廚房家具的標(biāo)準(zhǔn)，提升廚柜產(chǎn)品的質(zhì)量。