北方環境氣候箱法檢測人造板及其制品中甲醛釋放量的探析

賈 成 娟

（延邊州住建工程質量檢測鑒定中心，吉林 延吉 133000）

0 引言

《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》GB 18580—2017[1]取消了對產品的分類。即所有產品（中密度纖維板、高密度纖維板、刨花板、定向刨花板等試驗方法為穿孔萃取法；膠合板、裝飾單板貼面膠合板、細木工板等試驗方法為干燥器法；飾面人造板包括浸漬紙層壓木質地板、實木復合地板、竹地板、浸漬膠膜紙飾面人造板等試驗方法為氣候箱法和干燥器法）均改為1 m3氣候箱法為試驗方法，而（9～11）L 干燥器法、穿孔萃取法僅用于生產質量控制。該標準于2018 年5 月1 日開始實施。

1 室內環境質量檢測

細木工板是指在膠合板生產基礎上，以木板條拼接或空心板作芯板，兩面覆蓋2 層或多層膠合板，經膠壓制成的一種特殊膠合板。細木工板的特點主要由芯板結構決定，又名大芯板，即將小木塊用含有甲醛的膠水以擠壓的形式拼接在一起，然后上下貼附2 層木皮表面的人造板。細木工板不能單獨使用，必須配以貼面板，里外共7 層，由于中間的6 層都涂抹了甲醛膠水，甲醛含量不言而喻。

本次試驗所采用的細木工板檢測方法有干燥器法和環境氣候箱法，在試驗時，會詳細介紹每種試驗方法，通過對比最終數據結果以驗證環境氣候箱法的弊端。

在用2 種方法檢測本組板材之前，對某住戶6個房間的甲醛濃度進行檢測，結果均不合格，說明這組板材甲醛含量超標，為驗證這2 種方法中哪一種方法具有普適性，分別用這2 種方法對本組板材進行檢測。

按國家標準《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325—2010[2]的要求檢測結果見表1。

結果顯示，某住戶6 個房間的甲醛檢測均不合格。經實地了解情況：各房間使用的裝修主材均為本組板材的同一批次，即衣柜、櫥柜均為本板材（本住戶室內地磚屬于無機材料，無甲醛存在）。

表1 某小區某住戶室內環境污染物濃度檢測mg/m3

2 兩種試驗方法檢測室內環境質量所用板材

現用干燥器法（密閉條件下吸收甲醛氣體，可有效證明甲醛的存在）和環境氣候箱法（理論上是模擬室內環境，有充分的通風）做試驗比對。

先將2 種試驗方法分別進行闡述，以便更好佐證試驗結論，2 種方法如下。

2.1 干燥器法

2.1.1 試驗過程[3]

試件長14.9 cm，寬4.6 cm，厚1.6 cm，共9 塊，總表面積1 795.32 cm2。試驗前，用水清洗干燥器和結晶皿并烘干。在直徑240 mm 的干燥器底部放置結晶皿，在結晶皿內加入300 mL 蒸餾水，水溫20℃，把結晶皿放入干燥器底部中央，金屬絲支撐網放置在結晶皿上方；試件插入試樣支架，見圖1。試件不能有松散的碎片，然后把裝有試件的支架放入干燥器內支撐網的中央，使其位于結晶皿的正上方。

干燥器放置在沒有振動的平面上，在（20±0.5）℃下放置24 h±10 min，蒸餾水吸收從試件釋放出的甲醛。充分混合結晶皿內的甲醛溶液，用甲醛溶液清洗1 個100 mL 的單標容量瓶，然后定容至100 mL。用玻璃塞封上容量瓶。

空白試驗：在干燥器內不放試件，同上述步驟，作空白試驗，空白值不得超過0.05 mg/L。

在干燥器內放置溫度測量裝置，連續監測干燥器內部溫度，或不超過15 min 間隔測定，并記錄試驗期間的平均溫度。

甲醛質量濃度測定：準確吸取25 mL 甲醛溶液到100 mL 帶塞三角燒瓶中，并量取25 mL 乙酰丙酮-乙酸銨溶液，蓋緊瓶塞，搖勻。再放到（65±2）℃的水槽中加熱10 min，然后把溶液放在避光處20 ℃下存放（60±5）min。使用分光光度計，在412 nm 波長處測定溶液的吸光度。

2.1.2 標準曲線的繪制

標準溶液的信息見表2。

把0 mL，0.015 mL，0.03 mL，0.06 mL，0.15 mL，0.3 mL 的甲醛標準溶液分別加入到100 mL 的容量瓶中，并用蒸餾水稀釋到刻度，然后分別取出25 mL溶液到100 mL 的帶塞三角燒瓶中，并量取25 mL乙酰丙酮-乙酸銨溶液，蓋緊瓶塞，搖勻。再放到（65±2）℃的水槽中加熱10 min，然后把溶液放在避光處20 ℃下存放（60±5）min。使用分光光度計，在412 nm 波長處測定溶液的吸光度。

當甲醛質量濃度分別為0 mL，0.015 mL，0.03 mL，0.06 mL，0.15 mL，3 mg/L，其對應的吸光度為0，0.026，0.050，0.093，0.226，0.444，據此以吸光度為橫坐標，甲醛標準溶液質量濃度為縱坐標繪制圖2，即為干燥器法標準曲線，得斜率f 為6.794 mg/L。

表2 標準溶液

2.1.3 試驗數據

測得吸光度值（As-Ab）為0.827，通過公式：G=f×（As-Ab）×1 800/A，計算得甲醛釋放量為5.63 mg/L。

2.1.4 試驗結果

GB 18584—2001《室內裝飾裝修材料 木家具中有害物質限量》[4]標準規定的甲醛質量濃度限量值≤1.5 mg/L，所以可以判定本試件不合格，即甲醛含量超標，不可直接用于室內裝飾裝修。

2.2 環境氣候箱法

2.2.1 試驗過程[3]

2 個試件尺寸均為長500 mm、寬500 mm。

1）試件平衡處理：試件在23 ℃、相對濕度50%條件放置15 d，試件之間距離≥25 mm，使空氣在所有試件表面上自由循環。因實驗室內很難達到恒定的溫濕度，所以試件的平衡在環境氣候箱內進行，環境氣候箱內空氣置換率至少1 次/h，箱內甲醛質量濃度不能超過0.10 mg/m3（該項指標只能由廠家控制）。

2）試件封邊：試件平衡處理后，采用不含甲醛的鋁膠帶封邊，未封邊的長度l 與試件表面積比例為：l/A=1.5 m/m2。

3）試驗條件：在試驗過程中，氣候箱內保持如圖3 所示條件。

溫度：（23±0.5）℃；相對濕度：（50±3）%；承載率：（1.0±0.02）m2/m3；空氣置換率：（1.0±0.05）次/h；試件表面空氣流速：0.1 m/s～0.3 m/s。

4）試件放置：試件完成平衡處理后，在1 h 內放入氣候箱。試件應垂直放置于氣候箱的中心位置，其表面與空氣流動的方向平行，試件之間距離≥200 mm。

5）取樣：在2 個100 mL 的吸收瓶中各加25 mL 蒸餾水，串聯一起。管路連接詳見圖4，開動抽氣泵，抽氣速度控制在2 L/min，每次至少抽取120 L氣體，取樣時記錄檢測室溫度。

6) 樣品分析：將2 個吸收瓶的溶液充分混合，用移液管取10 mL 吸收液至50 mL 容量瓶中，再加入10 mL 乙酰丙酮溶液和10 mL 乙酸銨溶液，塞上瓶塞，搖勻，再放到（60±1）℃的水槽中加熱10 min，然后把這種黃綠色的溶液放在避光處室溫下存放約1 h。使用分光光度計，在412 nm 波長處，以水做參比測定溶液的吸光度。

2.2.2 標準曲線的繪制

當甲醛質量濃度分別為0 mg/L，0.15 mg/L，0.3 mg/L，0.6 mg/L，1.5 mg/L，3 mg/L，其對應的吸光度為0，0.026，0.032，0.069，0.130，0.255，據此以吸光度為橫坐標，甲醛標準溶液質量濃度為縱坐標繪制圖5，即為環境氣候箱法標準曲線，得斜率f 為0.012 1 mg/mL。

2.2.3 試驗數據

每次采樣體積均為120 L，測得吸光度值（As-Ab）值分別為0.045，0.043，0.044，0.041，0.044，0.042，通過公式1：G=f×（As-Ab）×Vsol，公式2：C=G/Vair，計算得甲醛釋放量分別為0.027 mg/m3，0.026 mg/m3，0.027 mg/m3，0.025 mg/m3，0.027 mg/m3，0.025 mg/m3，最終求得平均值為0.026 mg/m3。

2.2.4 試驗結果

通過環境氣候箱法得到本組板材的甲醛釋放量最終結果為0.026 mg/m3，遠小于《室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量》GB 18580—2017[1]和《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325—2010[2]規定的限量值0.124 mg/m3。即用干燥器法檢驗不合格的板材，用環境氣候箱法檢測合格。

3 環境氣候箱法的試驗弊端

1）試件封邊：1 cm 厚的板材，要求未封邊長度為0.75 m，而試件總邊長為4 m，即3.25 m 要求封邊，封邊比例達81.25%，如此之高，也就是說即使板材甲醛釋放量很高，但由于封邊比例較高，最終的檢測結果就會很低。本試驗因試件少，試驗人員封邊較為仔細，操作完全符合規范，而工廠屬于大規模生產，如用不合格的膠粘劑，在不封邊的情況下用干燥器法和穿孔萃取法可測出較高含量，如果封邊不完全，則板材含有的有害物質就會散發出來，威脅人體健康。

2）空氣置換率。試件表面空氣流速為0.1 m/s～0.3 m/s：環境氣候箱要求空氣置換率為（1.0±0.05）/h，即箱內空氣能夠很好的進行更新，即使板材釋放出甲醛等有害物質，也會通過空氣置換到箱外，所以在抽氣檢測時結果合格。

3）試件表面空氣流速為0.1m/s～0.3 m/s，而居民家無法保證全天24 h 保持門窗打開狀態，尤其是北方地區，在寒冷的冬季很少開窗。

4）溫度。以北方地區為例，夏季和冬季室內溫度遠不止23 ℃，夏季高溫天氣室內溫度可達30 ℃，高溫可導致板材更多的甲醛釋放。

5）相對濕度。以北方地區為例，夏季濕度在70%左右，冬季濕度則在30%左右，很難達到試驗50%左右的要求。

6）承載率。以小戶型為例，如果柜體較多，則承載率一定是＞1.0 m2/m3的。

4 結論

本文利用干燥器法和環境氣候箱法分別對1組細木工板的甲醛質量濃度（和釋放量）進行檢測，然而兩者檢測結果并不一致，干燥器法檢測板材甲醛質量濃度超標，其結果與采用本組板材的室內污染物濃度檢測結果一致，都為不合格，說明室內所采用的板材（即試驗細木工板）甲醛釋放量超標；然而環境氣候箱法檢測的甲醛釋法量為合格，因此環境氣候箱法雖是模擬室內環境，但其檢測過程及最后結果并不適用于我國北方地區。