居室環(huán)境中浸漬紙層壓木質(zhì)地板釋放甲醛質(zhì)量濃度的驗(yàn)證*

盧金漢 呂 斌 楊 忠

(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所 北京100091)

浸漬紙層壓木質(zhì)地板(俗稱強(qiáng)化木地板)是以1層或多層專用紙浸漬熱固性專用樹脂，鋪裝在刨花板、高密度纖維板等人造板基材表面，背面加平衡層、正面加耐磨層，經(jīng)熱壓、成型的地板，具有表面耐磨、耐劃痕、抗沖擊、耐污染、耐腐蝕、耐光老化性能好、尺寸穩(wěn)定性好、節(jié)約優(yōu)質(zhì)木材資源、鋪裝方便、保養(yǎng)容易、款式豐富、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)(唐召群等， 2014)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2018年我國(guó)具有一定規(guī)模的地板企業(yè)木竹地板總銷量約4.176億m2，其中，浸漬紙層壓木質(zhì)地板銷售量2.316億m2，占總銷量的51.15%(中國(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)地板專業(yè)委員會(huì)， 2019； 張玉萍等， 2019)，是一種占主導(dǎo)地位的室內(nèi)地面裝飾材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。

然而，在浸漬紙層壓木質(zhì)地板生產(chǎn)加工過(guò)程中，地板基材等多數(shù)采用甲醛基樹脂(Huangetal.，2013； Yao， 2011； Cuietal.， 2015)，使用時(shí)會(huì)或多或少向室內(nèi)釋放游離甲醛(Liangetal.， 2016； Huangetal.， 2015a)。甲醛是一種有害物質(zhì)，當(dāng)室內(nèi)甲醛質(zhì)量濃度超過(guò)一定值時(shí)會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響(Enricoetal.，2020； Seunghwanetal.，2020； Salthammer， 2019)。為探究室內(nèi)環(huán)境中木質(zhì)材料甲醛釋放特征，目前多數(shù)研究主要采用環(huán)境測(cè)試艙模擬室內(nèi)環(huán)境，測(cè)定木質(zhì)材料釋放甲醛質(zhì)量濃度，建立甲醛質(zhì)量濃度與室內(nèi)環(huán)境的相關(guān)性模型(張浩等， 2014； Queetal.， 2007； Huangetal.， 2015b； Martinetal.， 2012)，但這與實(shí)際居室環(huán)境的運(yùn)行工況有一定區(qū)別。室內(nèi)空氣甲醛質(zhì)量濃度控制的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)程》(GB 50325—2010)和《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18883—2002)，其中，GB 50325—2010適用于工程交付前的驗(yàn)收，檢測(cè)條件為門窗關(guān)閉1 h后測(cè)試，空氣甲醛質(zhì)量濃度規(guī)定Ⅰ類建筑(包括住宅、醫(yī)院、學(xué)校教室等)≤0.08 mg·m-3，Ⅱ類建筑(包括辦公樓、旅館、圖書館等)≤0.10 mg·m-3； GB/T 18883—2002適用于投入使用的建筑檢測(cè)，檢測(cè)條件為門窗關(guān)閉12 h，空氣甲醛質(zhì)量濃度規(guī)定≤0.10 mg·m-3。

為探究居室環(huán)境中鋪設(shè)甲醛釋放量合格的木質(zhì)地板后環(huán)境甲醛質(zhì)量濃度是否符合空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，本研究選取5批次浸漬紙層壓木質(zhì)地板分別全屋鋪設(shè)在5種居室環(huán)境中，采用酚試劑分光光度法測(cè)試驗(yàn)證居室環(huán)境中釋放甲醛質(zhì)量濃度，以期為合理選用木質(zhì)地板及保障室內(nèi)空氣質(zhì)量提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)用5批次浸漬紙層壓木質(zhì)地板的基本信息如表1所示。

表1 浸漬紙層壓木質(zhì)地板的基本信息Tab.1 Basic parameters of laminate flooring

1.2 試驗(yàn)裝置 QWH-1000H型 1 m3氣候箱，參數(shù)調(diào)整范圍： 溫度15～40 ℃，相對(duì)濕度30%～80%，精度： 溫度±0.5 ℃，相對(duì)濕度±3%； 紫外-可見分光光度計(jì)，波長(zhǎng)范圍325～1 000 nm，精度±1 nm； QC-3型大氣采樣器，測(cè)量范圍0.3～3 L·min-1。

1.3 地板試樣甲醛釋放量測(cè)定 按照GB 18580—2017《浸漬紙層壓木質(zhì)地板》規(guī)定，采用1 m3氣候箱法進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果Tab.2 Laboratory test results of formaldehyde emission from laminated flooring

由表2可知，本研究選取的5批次浸漬紙層壓木質(zhì)地板均符合GB 18580—2017甲醛釋放限量≤0.124 mg·m-3的要求。

1.4 居室環(huán)境甲醛質(zhì)量濃度測(cè)定 按照GB 50325—2010和GB/T 18883—2002規(guī)定的檢測(cè)條件，鋪裝地板前后每個(gè)布點(diǎn)位置均重復(fù)采樣3次，每周用一級(jí)皂膜流量計(jì)對(duì)采樣流量計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)(誤差≤5%)，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1) 鋪裝地板前甲醛質(zhì)量濃度測(cè)定 鋪裝地板前，首先打開每種測(cè)試空間門窗1 h，再分別關(guān)閉門窗1 h和12 h后按照GB/T 18883—2002的要求，確定采樣點(diǎn)數(shù)量和規(guī)定的位置進(jìn)行采樣，空氣樣品采用 GB/T 18204.2—2014中酚試劑分光光度法進(jìn)行分析，取3次重復(fù)的平均值作為該布點(diǎn)位置的甲醛質(zhì)量濃度本底值(C0)。

2) 鋪裝地板后甲醛質(zhì)量濃度測(cè)定 在指定區(qū)域完成鋪裝地板7天后(GB 50325—2010環(huán)境質(zhì)量驗(yàn)收要求“應(yīng)在工程完工至少7天以后進(jìn)行”)，首先打開每種測(cè)試空間門窗1 h與外界進(jìn)行充分氣體交換，再分別關(guān)閉門窗1 h和12 h后按照GB/T 18883—2002的要求，確定采樣點(diǎn)數(shù)量和規(guī)定的位置進(jìn)行采樣，空氣樣品采用 GB/T 18204.2—2014中酚試劑分光光度法進(jìn)行分析，取3次重復(fù)的平均值作為該布點(diǎn)位置的甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試值(C)。

居室環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度現(xiàn)場(chǎng)采樣示意見圖1。

圖1 居室環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度現(xiàn)場(chǎng)采樣Fig.1 Schematic diagram of field sampling of formaldehyde concentration in indoor environment

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)空間選擇及采樣方法 本研究選取2類新裝修空間： 一類為辦公室，分為小型辦公室(S1)和大型辦公室(S2)，按GB 50325—2010規(guī)定可歸為Ⅱ類建筑； 另一類為居室環(huán)境，分為2居室(S3)、3居室(S4)、2層復(fù)式公寓(S5)，按GB 50325—2010規(guī)定可歸為Ⅰ類建筑。5種典型室內(nèi)空間分別對(duì)應(yīng)指定區(qū)域鋪設(shè)F1、F2、F3、F4、F5浸漬紙層壓木質(zhì)地板。5種典型室內(nèi)空間的房間參數(shù)見表3，現(xiàn)場(chǎng)采樣檢測(cè)布點(diǎn)位置見圖2。

2.2 驗(yàn)證結(jié)果 表4為5種典型室內(nèi)空間空氣甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試結(jié)果。由表4可知，Ⅱ類建筑(辦公樓)中，在S1驗(yàn)證空間，選取的浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量為0.02 mg·m-3，密閉1 h和12 h時(shí)空氣中甲醛質(zhì)量濃度本底值(C0)均為0.004 mg·m-3，甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試值(C)分別為0.035和0.049 mg·m-3。表4中采樣點(diǎn)甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試值C已包含本底值C0，扣除C0后，密閉1 h和12 h時(shí)甲醛質(zhì)量濃度平均值分別為0.031和0.045 mg·m-3。在S2驗(yàn)證空間，選取的浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量為0.06 mg·m-3，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值均為0.021 mg·m-3，C的平均值分別為0.075和0.082 mg·m-3，扣除C0后，密閉1 h和12 h時(shí)甲醛質(zhì)量濃度平均值分別為0.054和0.061 mg·m-3。

Ⅰ類建筑(住宅)中，在S3驗(yàn)證空間，選取的浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量為0.02 mg·m-3，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值分別為0.028和0.030 mg·m-3，C的平均值分別為0.066和0.095 mg·m-3，扣除C0后，密閉1 h和12 h時(shí)甲醛質(zhì)量濃度平均值分別為0.038和0.065 mg·m-3。在S4驗(yàn)證空間，選取的浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量為0.02 mg·m-3，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值均為0.011 mg·m-3，C的平均值分別為0.044和0.052 mg·m-3，扣除C0后，密閉1 h和12 h時(shí)甲醛質(zhì)量濃度平均值分別為0.033 和0.041 mg·m-3。在S5驗(yàn)證空間，選取的浸漬紙層壓木質(zhì)地板甲醛釋放量為0.05 mg·m-3，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值均為0.007 mg·m-3，C的平均值分別為0.051和0.056 mg·m-3，扣除C0后，密閉1 h和12 h時(shí)甲醛質(zhì)量濃度平均值分別為0.044和0.049 mg·m-3。

表3 5種典型室內(nèi)空間的房間參數(shù)Tab.3 Records of parameters of five typical room spaces

3 討論

鋪裝地板前，本研究選取的5種居室環(huán)境中均存在一定量的甲醛質(zhì)量濃度本底值(C0)。在Ⅱ類建筑中，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值均為0.015 mg·m-3； 在Ⅰ類建筑中，密閉1 h和12 h時(shí)C0的平均值分別為0.015和0.016 mg·m-3。隨著門窗密閉時(shí)間增加，居室環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度本底

圖2 5種典型室內(nèi)空間現(xiàn)場(chǎng)采樣檢測(cè)布點(diǎn)位置Fig.2 Schematic diagram of detection location in field sampling of five kinds of typical room spaces

表4 5種典型室內(nèi)空間空氣甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試結(jié)果Tab.4 Testing records of formaldehyde concentration of five kinds of typical room spaces

值略微增加?？梢?，在新裝修居室空間中存在著一定量的甲醛本底，對(duì)木質(zhì)地板在居室空間中的實(shí)際鋪裝量具有一定影響。

鋪裝地板后，在Ⅱ類建筑中，密閉1 h和12 h時(shí)C的平均值分別為0.055和0.066 mg·m-3； 在Ⅰ類建筑中，密閉1 h和12 h時(shí)C的平均值分別為0.054和0.068 mg·m-3。隨著門窗密閉時(shí)間增加，居室環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度增加。這是由于木質(zhì)地板內(nèi)未完全固化含醛樹脂降解等原因向室內(nèi)釋放游離甲醛，在門窗密閉時(shí)，甲醛很難與外界進(jìn)行氣體交換，因此短時(shí)間內(nèi)甲醛快速積聚，導(dǎo)致空氣中甲醛質(zhì)量濃度增加(Guoetal.， 2013； Queetal.， 2013)。

本研究中，門窗關(guān)閉1 h是基于GB 50325—2010的檢測(cè)條件，由表4可知，Ⅰ和Ⅱ類建筑中各采樣點(diǎn)由木質(zhì)地板向驗(yàn)證空間釋放的甲醛質(zhì)量濃度(扣除C0)均符合GB 50325—2010規(guī)定(Ⅰ類建筑≤0.08 mg·m-3； Ⅱ類建筑≤0.10 mg·m-3)，且各采樣點(diǎn)甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試值C(包含C0)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。門窗關(guān)閉12 h是基于GB/T 18883—2002的檢測(cè)條件，由表4可知，5種居室環(huán)境中各采樣點(diǎn)由木質(zhì)地板向驗(yàn)證空間釋放的甲醛質(zhì)量濃度(扣除C0)均符合GB/T 18883—2002規(guī)定(≤0.10 mg·m-3)，且各采樣點(diǎn)甲醛質(zhì)量濃度測(cè)試值C(包含C0)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。因此，本研究在5種居室環(huán)境中全屋鋪設(shè)甲醛釋放量≤0.06 mg·m-3(1 m3氣候箱法)的浸漬紙層壓木質(zhì)地板，空氣中甲醛質(zhì)量濃度均符合GB 50325—2010和GB/T 18883—2002規(guī)定，可為室內(nèi)裝飾裝修及家具用量提供參考依據(jù)。

4 結(jié)論

甲醛釋放量≤0.06 mg·m-3(1 m3氣候箱法)的5批次浸漬紙層壓木質(zhì)地板分別全屋鋪設(shè)在5種居室環(huán)境中，隨著門窗密閉時(shí)間增加，居室環(huán)境中甲醛質(zhì)量濃度也增加，各采樣點(diǎn)甲醛質(zhì)量濃度均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50325—2010和GB/T 18883—2002規(guī)定。地板鋪裝前，居室環(huán)境中存在一定量的甲醛質(zhì)量濃度本底值，溫濕度相對(duì)較高的空間，其甲醛質(zhì)量濃度普遍高一些，最高質(zhì)量濃度可達(dá)0.030 mg·m-3，消費(fèi)者和地板企業(yè)生產(chǎn)者應(yīng)結(jié)合實(shí)際鋪裝情況考慮甲醛本底對(duì)空氣中甲醛質(zhì)量濃度的影響。由于試驗(yàn)成本高，試驗(yàn)量大，本研究?jī)H開展了甲醛釋放量≤0.06 mg·m-3的5批次浸漬紙層壓木質(zhì)地板驗(yàn)證試驗(yàn)，建議進(jìn)一步研究不同甲醛等級(jí)、地板種類對(duì)室內(nèi)空氣中甲醛質(zhì)量濃度的影響，探索木質(zhì)地板甲醛釋放量與室內(nèi)空氣中甲醛質(zhì)量濃度的關(guān)系模型，以系統(tǒng)、科學(xué)評(píng)價(jià)木質(zhì)地板基本性能與甲醛質(zhì)量濃度的關(guān)系。