摘 要：大型木家具的甲醛釋放大氣候艙法檢測，因其能夠在無損被測樣品的條件下，放置在模擬正常使用的環(huán)境中進(jìn)行甲醛釋放量檢測而具有方法優(yōu)勢。本文首先總結(jié)了國內(nèi)外木家具甲醛釋放量大氣候艙法標(biāo)準(zhǔn)的體系及其組成。然后對比了國內(nèi)木家具甲醛釋放量大氣候艙法相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)的差異。最后提出未來標(biāo)準(zhǔn)修訂需要關(guān)注的問題，并展望大氣候艙法發(fā)展的趨勢。
關(guān)鍵詞：木家具，甲醛，大氣候艙，檢測標(biāo)準(zhǔn)
受中國傳統(tǒng)文化的影響，我國居家環(huán)境中木制品的裝飾和應(yīng) 用廣泛存在。尤其是 木匠工藝的傳承，使得木家具在擁有實(shí)用價(jià)值的基礎(chǔ)上兼有獨(dú)特的美學(xué)特性。相對于高昂價(jià)格的實(shí)木家具，人造板家具及板木家具因其價(jià)格優(yōu)勢被普通消費(fèi)者作為首選項(xiàng)進(jìn)行采買。由于這兩種家具的人造板原材料釋放對人體健康有害的甲醛，嚴(yán)重影響放置家具的建筑物室內(nèi)空氣質(zhì)量，所以引起了大眾的重點(diǎn)關(guān)注。
目前，絕大部分家具的構(gòu)造相對復(fù)雜，且用料的一致性不能保證。采用破壞性取樣方式進(jìn)行部分材料的甲醛釋放量檢測，不能夠準(zhǔn)確評估整體家具的甲醛釋放量水平。所以大氣候艙法作為一種能夠在無損被測樣品的條件下，將家具整體放置在模擬正常使用的環(huán)境中進(jìn)行甲醛釋放量檢測而具有方法優(yōu)勢。因環(huán)境條件對家具中的甲醛釋放量有著重要的影響，并且測試方法的不同也會導(dǎo)致不同的檢測結(jié)果[1-2]。
所以世界各個(gè)國家和地區(qū)分別建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的衡量，使得實(shí)驗(yàn)室間的可復(fù)現(xiàn)性好。現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)研究中，文獻(xiàn)3分析了家具中原材料人造板的國內(nèi)外甲醛釋放限量標(biāo)準(zhǔn)，對比了檢測方法和限量值的差異。文獻(xiàn)4研究了國內(nèi)外木家具氣候艙法測試標(biāo)準(zhǔn)中揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile OrganicCompounds，VOCs)的承載率要求，提出了優(yōu)化的承載率計(jì)算方法。文獻(xiàn)5則對國內(nèi)外家具VOCs的檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解讀，對氣候艙控制參數(shù)和分析測試方法等內(nèi)容進(jìn)行了對比。
此外，雖然文獻(xiàn)6從艙外預(yù)處理、空氣交換率和承載率等方面，進(jìn)行了大氣候艙法甲醛釋放量檢測常見標(biāo)準(zhǔn)的差異對比，但其重點(diǎn)集中在采樣過程中對影響檢測結(jié)果的各類因素上，并未梳理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)行不同領(lǐng)域間標(biāo)準(zhǔn)的對比研究。所以綜上所述，在利用大氣候艙法檢測木家具中甲醛釋放標(biāo)準(zhǔn)的研究中，有待進(jìn)一步補(bǔ)充。因此，本文從標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)差異兩個(gè)方面開展研究。
1 大氣候艙法檢測
木家具甲醛釋放量 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及其體系大氣候艙法旨在通過構(gòu)建一個(gè)模擬木家具的使用環(huán)境，來抽取檢測室內(nèi)混合了木家具釋放出甲醛的空氣，進(jìn)行甲醛釋放量檢測。其中，為了避免影響甲醛釋放速率的條件不同而干擾檢測結(jié)果，采用恒溫、恒濕和固定換氣率等方法進(jìn)行統(tǒng)一衡量。同時(shí)，采集的含有甲醛的空氣樣本通過理化方法進(jìn)行定性分析和定量測量[7]。鑒于一般木質(zhì)家具的體積和世界各國標(biāo)準(zhǔn)的約定，本文視艙容體積大于1m3的氣候艙設(shè)備為大氣候艙，且常見體積有6m3、12m3、22m3和30m3等規(guī)格[8]。
1.1 國內(nèi)大氣候艙法檢測
木家具甲醛釋放量體系及其標(biāo)準(zhǔn)為了實(shí)現(xiàn)木家具甲醛釋放量的檢測，我國標(biāo)準(zhǔn)體系包括術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)體系的目的性、層次性、協(xié)調(diào)性和配套性。其中，術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)定義了被測樣品的種類范圍，即明確該標(biāo)準(zhǔn)體系下應(yīng)用的范圍。設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)要求了構(gòu)建檢測環(huán)境的大氣候艙技術(shù)參數(shù)。方法標(biāo)準(zhǔn)明確了進(jìn)行檢測的程序步驟和方法。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)則是針對不同的產(chǎn)品及其等級規(guī)定了甲醛釋放限量值。
其他類標(biāo)準(zhǔn)，例如：GB/T 39941-2021《木家具生產(chǎn)過程質(zhì)量安全狀態(tài)監(jiān)測與評價(jià)方法》和GB/T 38467-2020《家具用改性木材技術(shù)條件》等，由于關(guān)注點(diǎn)不是大氣候艙法的甲醛釋放量檢測，所以本文不做引用。此外，以非大氣候艙法構(gòu)成的另一類體系的構(gòu)成如圖2所示。可以看出，在同一種標(biāo)準(zhǔn)體系下圍繞著是否采用大氣候艙，分別構(gòu)建了完整的檢驗(yàn)方法，并且結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容的補(bǔ)充。
1.2 國外相關(guān)領(lǐng)域主要標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)
由于國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)體系和其組成的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大多借鑒了國外的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，所以國外的標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容與國內(nèi)相比大體相似，但略有不同。一是使用的大氣候艙設(shè)備沒有另外建立標(biāo)準(zhǔn)，直接將需要的環(huán)境設(shè)備控制參數(shù)要求列入方法標(biāo)準(zhǔn)中。二是甲醛釋放量限量值或以各地區(qū)的法案和法律進(jìn)行規(guī)定，并且其中還包含了方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。相對于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)體系，以差異較大的美國標(biāo)準(zhǔn)為例。
其中，方法標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，被產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和限量值標(biāo)準(zhǔn)共同引用，并且限量值標(biāo)準(zhǔn)還參考了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。本文以常見的國外大氣候艙法檢測木家具甲醛釋放量標(biāo)準(zhǔn)為例，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)雖然針對VOC進(jìn)行檢驗(yàn)，但在標(biāo)準(zhǔn)中都注明了適用于甲醛的檢測。例如：ISO 16000-9標(biāo) 準(zhǔn)中 在 第1節(jié)“ S c o p e”提 到;ANSI/BIFMA M7.1在“Scope andLimitations”中的1.1節(jié)提到。
2 大氣候艙法檢測
木家具甲醛釋放量 標(biāo)準(zhǔn)差異分析由于國內(nèi)大氣候艙法檢測木家具甲醛釋放量的標(biāo)準(zhǔn)多是參考了國外標(biāo)準(zhǔn)，并且國外標(biāo)準(zhǔn)存在歐盟標(biāo)準(zhǔn)和美國標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方法不同的技術(shù)路線，所以本文重點(diǎn)針對國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差異對比和分析。從總結(jié)的國內(nèi)涉及大氣候艙法檢測木家具甲醛釋放量的標(biāo)準(zhǔn)來看。
雖然海關(guān)部門和住建部門也有針對木制家具的大艙法甲醛釋放量檢測標(biāo)準(zhǔn)，但現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)多是集中在人造板行業(yè)和家具行業(yè)。鑒于家具的體積和完整性測試需要足夠的測試空間放置樣品，家具行業(yè)的大氣候艙法標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量要求和應(yīng)用范圍要大于人造板行業(yè)。相比人造板行業(yè)，家具行業(yè)的大氣候艙法甲醛檢測標(biāo)準(zhǔn)較為完備，在術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的體系下相互嵌套引用，實(shí)現(xiàn)了木家具的甲醛釋放量檢測和產(chǎn)品合格性判定。
人造板行業(yè)的甲醛檢測則多采用GB 18580-2017《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》提出的采用1m3氣候艙法進(jìn)行檢測，并且在GB/T 17657-2013《人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法》中規(guī)定了采樣方式和對甲醛的定性和定量測量的理化方法。
同時(shí)，以非大氣候艙法構(gòu)成的木家具甲醛釋放量檢測體系，也使用該人造板甲醛釋放量的檢測體系。由于在人造板行業(yè)大氣候艙法的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)實(shí)施的情況下，各類產(chǎn)品仍然尚未提出采用大氣候艙法的限量值標(biāo)準(zhǔn)。尤其是和家具行業(yè)的GB/T 35607-2017《綠色產(chǎn)品評價(jià) 家具》相比，人造板行業(yè)的GB/T 35601-2017《綠色產(chǎn)品評價(jià) 人造板和木質(zhì)地板》仍然未采用大氣候艙法進(jìn)行檢測，也未規(guī)定出大氣候艙法檢測釋放量的限量值。所以人造板行業(yè)的大氣候艙檢測標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用范圍有限。目前，家具行業(yè)和人造板行業(yè)和大氣候艙法檢測甲醛的同類別標(biāo)準(zhǔn)中，能夠進(jìn)行對比的標(biāo)準(zhǔn)有設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)。
溫濕度的調(diào)節(jié)范圍雖然不同，但其控制精度都要求為溫度±0.5℃，相對濕度±3%。其他諸如連續(xù)工作時(shí)間為28天、工作噪聲不大于70dB和氣候艙結(jié)構(gòu)及其他要求基本一致。由于人造板行業(yè)中的大氣候艙法標(biāo)準(zhǔn)中明確了“如若檢測樣品為櫥柜及家具應(yīng)在檢測報(bào)告中注明產(chǎn)品名稱”，也就意味著其能夠進(jìn)行人造板組裝家具的檢驗(yàn)，即與家具行業(yè)的大艙法檢測方法標(biāo)準(zhǔn)具有同維度的可比性。
綜上所述，人造板行業(yè)和家具行業(yè)的大氣候艙法檢測甲醛相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的差異體現(xiàn)在：
一是數(shù)量上存在差異，家居行業(yè)涉及大氣候艙法檢測甲醛的標(biāo)準(zhǔn)在總體數(shù)量上多于人造板行業(yè)。二是體系完備上存在差異，在采用大氣候艙進(jìn)行甲醛釋放量檢測時(shí)，人造板行業(yè)尚未具體提出產(chǎn)品限量值標(biāo)準(zhǔn)。
三是設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中主要技術(shù)參數(shù)不同，在溫濕度調(diào)節(jié)范圍、艙內(nèi)空氣流速和空氣交換率等關(guān)鍵指標(biāo)家具行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)范圍更廣。四是同類別方法標(biāo)準(zhǔn)中測試前、測試中和測試后實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)程序各有不同。尤其是家具行業(yè)除采用了分光光度法以外，還引入氣相色譜法，但人造板行業(yè)因其研究內(nèi)容較為深入，在對檢測環(huán)境存在溫濕度偏差后的數(shù)值修正和釋放速率的計(jì)算等方面體現(xiàn)出了其合理性和先進(jìn)性。
此外，除人造板及其制品和家具采用了大氣候艙法進(jìn)行甲醛檢測以外。值得注意的是機(jī)械行業(yè)采用JB/T 11654-2013《模擬高海拔環(huán)境的大型人工氣候室技術(shù)條件》的大氣候艙進(jìn)行高原電工產(chǎn)品可靠性的檢測。生物產(chǎn)業(yè)采用GB/T 28852-2012《生物人工氣候試驗(yàn)箱技術(shù)條件》的大氣候箱進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，但因未涉及甲醛等有害氣體檢驗(yàn)，此處不對行業(yè)間差異進(jìn)行對比。而閱讀類印刷品中雖然采用氣候艙法進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)化合物的測定，但其艙體大小和測試方法等同于人造板行業(yè)的氣體分析法，所以在此也不進(jìn)行討論。
3 結(jié)論與展望
大氣候艙法由于其檢測室空間足夠容納大型檢測樣品，被視為最接近木家具實(shí)際使用時(shí)有害物質(zhì)釋放的測量手段。我國針對木家具的甲醛釋放量檢測大氣候艙法在家具行業(yè)和人造板行業(yè)都有針對性的標(biāo)準(zhǔn)。所以在新修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，全國家具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和全國人造板標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會可考慮標(biāo)準(zhǔn)的通用性和一致性。針對各自的領(lǐng)域更加突出專業(yè)性，減少標(biāo)準(zhǔn)體系中重復(fù)內(nèi)容的建設(shè)和不一致性。
并相互引用其各自成熟的方法和結(jié)論，為檢測機(jī)構(gòu)和行業(yè)提供更加清晰的指引和可靠的技術(shù)保障。同時(shí)，由于大氣候艙設(shè)備的價(jià)格高昂、運(yùn)行成本占據(jù)檢驗(yàn)成本比例較高和大氣候艙恒溫恒濕控制精度要求高等條件約束，使得大氣候艙的應(yīng)用和推廣遇見了不少的問題。但我國面向木家具出口地區(qū)對于大氣候艙法檢測的要求逐年加強(qiáng)，所以盡快構(gòu)建我國自主的大氣候艙檢測能力和完善的標(biāo)準(zhǔn)體系來解決貿(mào)易技術(shù)壁壘問題顯得尤為重要。
參考文獻(xiàn)：
尹夢婷,鄒獻(xiàn)武,呂斌,等. 國內(nèi)外木質(zhì)材料甲醛釋放量檢測標(biāo)準(zhǔn)比較[J]. 木材工業(yè), 2018, 32(1): 19-24.
龍玲,李光榮,周玉成. 大氣候室測定家具中甲醛及其他VOC的釋放量[J]. 木材工業(yè), 2011, 25(1): 12-15.
張玉萍,呂斌. 國內(nèi)外人造板甲醛釋放限量標(biāo)準(zhǔn)比較[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備, 2019, 47(9): 55-58.
張曉波,許俊. 木家具揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測承載率的標(biāo)準(zhǔn)比對分析及其優(yōu)化研究[J]. 標(biāo)準(zhǔn)科學(xué), 2020, 558(11):130-135.
作者：武 強(qiáng)1 曹 峻1 楊勝坤1 鄭煥祺2,3*
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