淺析環境艙測試有機污染物的應用

【摘 要】 本文從室內空氣污染的危害為背景，主要介紹了環境艙測試法的基本原理、國外研究領域現狀、結果處理和分析方法，進而闡明了應用環境艙測試法解決有機污染物測試的必要性和緊迫性。

【關鍵詞】 環境艙 測試 標準

【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人體的危害日益凸顯。根據世界衛生組織的統計，近三年，全世界大約有一億人死亡與空氣室內污染相關。另據我國衛生部門統計，我國每年因為室內空氣污染導致的超額死亡人數達10萬人以上。同時，室內空氣污染也間接產生了巨量經濟損失。據美國2013年的數據顯示，每年產生的經濟損失多達400億美元。而據2012年人民日報報道，我國每年產生的經濟損失高達107億美元。

另據《信息時報》報道顯示，在某市兒童醫院，2014年收治的1800名白血病兒童患者中，有50%家庭在發病前房屋進行了裝修，而且室內空氣污染物經檢測超標。大量的研究表明，甲醛污染能夠引起細胞突變，導致癌癥和白血病。我國每年新增大約4萬名白血病患者，其中50%兒童患者。室內空氣品質問題已成為百姓關心、政府關注的突出問題。

1 環境艙測試法的基本原理

環境艙測試法是將已知表面積的測試件，放入到可控的溫度、濕度、空氣變換率和空氣速率測試艙內，然后抽取測試艙內的空氣進行測試。環境測試艙內的溫濕度等參數的設定是依據試驗地區的常年平均值。這樣可保證產品在被消費者使用前就進行了模擬當地居住環境的測試，有助于全面檢測和掌握家具表面所產生的有機揮發性毒害氣體等。而且還能夠客觀反映出產品對室內環境污染的影響程度，解決標準測試結果和空氣測試結果偏差大的矛盾。

2 國外環境艙測試研究現狀

國外對于環境艙測試的研究比較成熟，建立起了相對完善的有害物釋放檢測體系。美國材料與試驗學會（ASTM）以及美國國家標準研究部門制定了相應的標準。主要有美國大氣候箱法測試木制品甲醛釋放量（ASTM E 1333-10），全尺寸環境艙法研究室內材料有害物釋放的方法（D6670-01）和小尺寸環境艙法研究室內材料有害物釋放的方法（D5116-97）。美國辦公家具協會標準BIFMAM 7.1-2005已上升為其國家標準。麻省理工大學的Yang系統地研究了對材料有害物釋放的規律；Kricej B、Tomazic M、Pavlic M研究了全尺寸環境艙的性能及設計，同時也研究了有害物釋放和空氣質量的模型。Tohmure S、Miyamoto K研究了利用環境艙法對木質人造板材料的甲醛和VOC的釋放。

加拿大國家研究院建筑研究所開展的有關環境艙法測試建筑裝修材料有害物釋放的方法（標準號ISO 16000-9），是利用全尺寸環境艙法研究各種建筑材料有害物質釋放，形成了三方面的主要成果：

一是建立標準方法和程序步驟；二是建立了建筑材料有害物釋放量的數據庫清單；三是識別哪些材料滿足相關標準的要求。

此外，歐洲對環境艙法的研究和標準也較深入，標準有環境艙法測試建材甲醛釋放的方法（BSEN717-1：2004），如表1。

表1 歐洲對甲醛限量的要求

3 環境艙測試結果處理和分析方法

熱解析技術方法和儀器研究是其中之一，國外做的也較早，熱解吸儀器在最初的應用中并不普及。最早，Pellizzari進行了相關的研究。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，然后按照溫度控制器設定的方法進行加熱升溫，待測組解吸后隨載氣進入GC或GC-MS進行分析。

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

此外，Watanabe研制了一種裂解器，可用于易揮發的物質分析，可瞬間裂解高分子的化合物生成揮發性物質，通過氣相色譜進行分離分析或與質譜聯用鑒定分析裂解產物，推斷聚合物的分子結構。

4 國內環境艙測試應用的必要性和緊迫性

相比國外研究現狀而言，國內研究和應用相對滯后，在GB 18584-2001《室內裝飾裝修材料 木家具中有機污染物限量》中對木家具中甲醛釋放量的檢測依然停留在破壞性試驗方法上。當前家具、建筑裝飾材料、汽車內飾產品釋放的甲醛、VOC致使室內空氣污染嚴重，現行的萃取法和干燥器法僅針對樣品的一小部分進行檢驗，這樣的檢測結果直接導致家具、建筑材料等原材料合格，但裝修后室內空氣不合格的現狀。

針對這些產品整體的環保安全性的檢測——環境艙法就顯得十分必要和緊迫了。對各實驗室環境艙在線分析設備進行定值溯源，保證實驗數據的真實性等工作已擺上各檢測機構的日程。在家具、建筑裝飾材料、汽車內飾、空氣凈化產品等領域開展應用研究與示范，形成揮發性有機物的全程序智能在線分析設備及系列化的標準分析方法。實現揮發性有機物在線分析設備的產業化和國產化，為我國室內環境中揮發性有機物控制提供設備和技術支撐，切實提升我國家居環境空氣質量，保障公民家居安全。

同時，采樣環境艙的驗證評價技術是應用的關鍵技術。如何評價不同采樣環境艙使其保持一致性對室內環境空氣質量檢測也是極為關鍵的。因此建立基于家具、建筑材料、整車內飾等VOC揮發量檢測研究的系統體系，在關鍵分析方法及儀器研究上有所突破，為完善或建立檢驗標準化提供詳實、可靠的基礎性研究數據，環境艙測試應用無疑是打開從跟隨國際標準到國內標準國際化新局面的關鍵。

參考文獻

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作者簡介

胡光明，本科，工程師，目前就職于沈陽市產品監督檢驗院業務部。

（責任編輯：張曉明）