北方环境气候箱法检测人造板及其制品中甲醛释放量的探析

贾 成 娟

（延边州住建工程质量检测鉴定中心，吉林 延吉 133000）

0 引言

《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》GB 18580—2017[1]取消了对产品的分类。即所有产品（中密度纤维板、高密度纤维板、刨花板、定向刨花板等试验方法为穿孔萃取法；胶合板、装饰单板贴面胶合板、细木工板等试验方法为干燥器法；饰面人造板包括浸渍纸层压木质地板、实木复合地板、竹地板、浸渍胶膜纸饰面人造板等试验方法为气候箱法和干燥器法）均改为1 m3气候箱法为试验方法，而（9～11）L 干燥器法、穿孔萃取法仅用于生产质量控制。该标准于2018 年5 月1 日开始实施。

1 室内环境质量检测

细木工板是指在胶合板生产基础上，以木板条拼接或空心板作芯板，两面覆盖2 层或多层胶合板，经胶压制成的一种特殊胶合板。细木工板的特点主要由芯板结构决定，又名大芯板，即将小木块用含有甲醛的胶水以挤压的形式拼接在一起，然后上下贴附2 层木皮表面的人造板。细木工板不能单独使用，必须配以贴面板，里外共7 层，由于中间的6 层都涂抹了甲醛胶水，甲醛含量不言而喻。

本次试验所采用的细木工板检测方法有干燥器法和环境气候箱法，在试验时，会详细介绍每种试验方法，通过对比最终数据结果以验证环境气候箱法的弊端。

在用2 种方法检测本组板材之前，对某住户6个房间的甲醛浓度进行检测，结果均不合格，说明这组板材甲醛含量超标，为验证这2 种方法中哪一种方法具有普适性，分别用这2 种方法对本组板材进行检测。

按国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325—2010[2]的要求检测结果见表1。

结果显示，某住户6 个房间的甲醛检测均不合格。经实地了解情况：各房间使用的装修主材均为本组板材的同一批次，即衣柜、橱柜均为本板材（本住户室内地砖属于无机材料，无甲醛存在）。

表1 某小区某住户室内环境污染物浓度检测mg/m3

2 两种试验方法检测室内环境质量所用板材

现用干燥器法（密闭条件下吸收甲醛气体，可有效证明甲醛的存在）和环境气候箱法（理论上是模拟室内环境，有充分的通风）做试验比对。

先将2 种试验方法分别进行阐述，以便更好佐证试验结论，2 种方法如下。

2.1 干燥器法

2.1.1 试验过程[3]

试件长14.9 cm，宽4.6 cm，厚1.6 cm，共9 块，总表面积1 795.32 cm2。试验前，用水清洗干燥器和结晶皿并烘干。在直径240 mm 的干燥器底部放置结晶皿，在结晶皿内加入300 mL 蒸馏水，水温20℃，把结晶皿放入干燥器底部中央，金属丝支撑网放置在结晶皿上方；试件插入试样支架，见图1。试件不能有松散的碎片，然后把装有试件的支架放入干燥器内支撑网的中央，使其位于结晶皿的正上方。

干燥器放置在没有振动的平面上，在（20±0.5）℃下放置24 h±10 min，蒸馏水吸收从试件释放出的甲醛。充分混合结晶皿内的甲醛溶液，用甲醛溶液清洗1 个100 mL 的单标容量瓶，然后定容至100 mL。用玻璃塞封上容量瓶。

空白试验：在干燥器内不放试件，同上述步骤，作空白试验，空白值不得超过0.05 mg/L。

在干燥器内放置温度测量装置，连续监测干燥器内部温度，或不超过15 min 间隔测定，并记录试验期间的平均温度。

甲醛质量浓度测定：准确吸取25 mL 甲醛溶液到100 mL 带塞三角烧瓶中，并量取25 mL 乙酰丙酮-乙酸铵溶液，盖紧瓶塞，摇匀。再放到（65±2）℃的水槽中加热10 min，然后把溶液放在避光处20 ℃下存放（60±5）min。使用分光光度计，在412 nm 波长处测定溶液的吸光度。

2.1.2 标准曲线的绘制

标准溶液的信息见表2。

把0 mL，0.015 mL，0.03 mL，0.06 mL，0.15 mL，0.3 mL 的甲醛标准溶液分别加入到100 mL 的容量瓶中，并用蒸馏水稀释到刻度，然后分别取出25 mL溶液到100 mL 的带塞三角烧瓶中，并量取25 mL乙酰丙酮-乙酸铵溶液，盖紧瓶塞，摇匀。再放到（65±2）℃的水槽中加热10 min，然后把溶液放在避光处20 ℃下存放（60±5）min。使用分光光度计，在412 nm 波长处测定溶液的吸光度。

当甲醛质量浓度分别为0 mL，0.015 mL，0.03 mL，0.06 mL，0.15 mL，3 mg/L，其对应的吸光度为0，0.026，0.050，0.093，0.226，0.444，据此以吸光度为横坐标，甲醛标准溶液质量浓度为纵坐标绘制图2，即为干燥器法标准曲线，得斜率f 为6.794 mg/L。

表2 标准溶液

2.1.3 试验数据

测得吸光度值（As-Ab）为0.827，通过公式：G=f×（As-Ab）×1 800/A，计算得甲醛释放量为5.63 mg/L。

2.1.4 试验结果

GB 18584—2001《室内装饰装修材料 木家具中有害物质限量》[4]标准规定的甲醛质量浓度限量值≤1.5 mg/L，所以可以判定本试件不合格，即甲醛含量超标，不可直接用于室内装饰装修。

2.2 环境气候箱法

2.2.1 试验过程[3]

2 个试件尺寸均为长500 mm、宽500 mm。

1）试件平衡处理：试件在23 ℃、相对湿度50%条件放置15 d，试件之间距离≥25 mm，使空气在所有试件表面上自由循环。因实验室内很难达到恒定的温湿度，所以试件的平衡在环境气候箱内进行，环境气候箱内空气置换率至少1 次/h，箱内甲醛质量浓度不能超过0.10 mg/m3（该项指标只能由厂家控制）。

2）试件封边：试件平衡处理后，采用不含甲醛的铝胶带封边，未封边的长度l 与试件表面积比例为：l/A=1.5 m/m2。

3）试验条件：在试验过程中，气候箱内保持如图3 所示条件。

温度：（23±0.5）℃；相对湿度：（50±3）%；承载率：（1.0±0.02）m2/m3；空气置换率：（1.0±0.05）次/h；试件表面空气流速：0.1 m/s～0.3 m/s。

4）试件放置：试件完成平衡处理后，在1 h 内放入气候箱。试件应垂直放置于气候箱的中心位置，其表面与空气流动的方向平行，试件之间距离≥200 mm。

5）取样：在2 个100 mL 的吸收瓶中各加25 mL 蒸馏水，串联一起。管路连接详见图4，开动抽气泵，抽气速度控制在2 L/min，每次至少抽取120 L气体，取样时记录检测室温度。

6) 样品分析：将2 个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 乙酸铵溶液，塞上瓶塞，摇匀，再放到（60±1）℃的水槽中加热10 min，然后把这种黄绿色的溶液放在避光处室温下存放约1 h。使用分光光度计，在412 nm 波长处，以水做参比测定溶液的吸光度。

2.2.2 标准曲线的绘制

当甲醛质量浓度分别为0 mg/L，0.15 mg/L，0.3 mg/L，0.6 mg/L，1.5 mg/L，3 mg/L，其对应的吸光度为0，0.026，0.032，0.069，0.130，0.255，据此以吸光度为横坐标，甲醛标准溶液质量浓度为纵坐标绘制图5，即为环境气候箱法标准曲线，得斜率f 为0.012 1 mg/mL。

2.2.3 试验数据

每次采样体积均为120 L，测得吸光度值（As-Ab）值分别为0.045，0.043，0.044，0.041，0.044，0.042，通过公式1：G=f×（As-Ab）×Vsol，公式2：C=G/Vair，计算得甲醛释放量分别为0.027 mg/m3，0.026 mg/m3，0.027 mg/m3，0.025 mg/m3，0.027 mg/m3，0.025 mg/m3，最终求得平均值为0.026 mg/m3。

2.2.4 试验结果

通过环境气候箱法得到本组板材的甲醛释放量最终结果为0.026 mg/m3，远小于《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》GB 18580—2017[1]和《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325—2010[2]规定的限量值0.124 mg/m3。即用干燥器法检验不合格的板材，用环境气候箱法检测合格。

3 环境气候箱法的试验弊端

1）试件封边：1 cm 厚的板材，要求未封边长度为0.75 m，而试件总边长为4 m，即3.25 m 要求封边，封边比例达81.25%，如此之高，也就是说即使板材甲醛释放量很高，但由于封边比例较高，最终的检测结果就会很低。本试验因试件少，试验人员封边较为仔细，操作完全符合规范，而工厂属于大规模生产，如用不合格的胶粘剂，在不封边的情况下用干燥器法和穿孔萃取法可测出较高含量，如果封边不完全，则板材含有的有害物质就会散发出来，威胁人体健康。

2）空气置换率。试件表面空气流速为0.1 m/s～0.3 m/s：环境气候箱要求空气置换率为（1.0±0.05）/h，即箱内空气能够很好的进行更新，即使板材释放出甲醛等有害物质，也会通过空气置换到箱外，所以在抽气检测时结果合格。

3）试件表面空气流速为0.1m/s～0.3 m/s，而居民家无法保证全天24 h 保持门窗打开状态，尤其是北方地区，在寒冷的冬季很少开窗。

4）温度。以北方地区为例，夏季和冬季室内温度远不止23 ℃，夏季高温天气室内温度可达30 ℃，高温可导致板材更多的甲醛释放。

5）相对湿度。以北方地区为例，夏季湿度在70%左右，冬季湿度则在30%左右，很难达到试验50%左右的要求。

6）承载率。以小户型为例，如果柜体较多，则承载率一定是＞1.0 m2/m3的。

4 结论

本文利用干燥器法和环境气候箱法分别对1组细木工板的甲醛质量浓度（和释放量）进行检测，然而两者检测结果并不一致，干燥器法检测板材甲醛质量浓度超标，其结果与采用本组板材的室内污染物浓度检测结果一致，都为不合格，说明室内所采用的板材（即试验细木工板）甲醛释放量超标；然而环境气候箱法检测的甲醛释法量为合格，因此环境气候箱法虽是模拟室内环境，但其检测过程及最后结果并不适用于我国北方地区。