国内外家具产品VOCs检测标准技术分析
于雪斐1,2，赵静1,2，孙丽华1,2（1.北京市产品质量监督检验院，北京101300；2.国家家具及室内环境质量监督检验中心，北京100176）
摘要：总结了目前国内外家具VOCs的检测标准。从样品预处理、气候舱控制参数、采样及测试方法等方面，对标准中的技术内容进行详细解读。对检测标准的分析，能够为今后研究VOCs快速检测方法、现场采样方法和检测设备提供理论依据。
关键词：家具；挥发性有机化合物（VOCs）；检测技术
DOI编码：10.13594/j.cnki.mcjgjx.2017.06.009
中图分类号：TS67文献标识码：A文章编号：1001-036X（2017）06-0034-04
Analysis on VOCs detection technical standard of furniture products at home and abroadYU Xue-fei1,2, ZHAO Jing1,2, SUN Li-hua1,2
(1.Beijing Products Quality Supervision and Inspection Institute, Beijing,101300;2.National Center for Quality Supervision and Inspection of Furniture and Indoor Environment, Beijing,100176)
Abstract:This paper summarizes the current furniture VOCs testing standards at home and abroad. The standard technical content is analyzed in detail from the sample pretreatment, climate control parameters, sampling and testing methods. The analysis of the detection criteria can provide a theoretical basis for the future study of VOCs rapid detection methods, on-site sampling methods and testing equipment.
Key words:furniture product; VOCs; detection technique
VOCs是挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds）的英文缩写。VOCs存在于我们所处的室内环境中，与使用者的健康息息相关。建筑中室内装饰材料、家具、地板等均可能释放出VOCs成分。
以家具的制造过程为例，涉及原材料主要有人造板、木材、油漆、胶黏剂［1］、纺织面料、皮革、塑料等。制造这些材料所添加的有机化学原料，未充分化合反应时会有游离成分残留在其中，并不断挥发出大量的有机物，通常的有害物质有苯系物、醛酮类及萜烯类化合等。随着人们对室内空气质量的重视，国内外对家具VOCs释放测试方法进行了大量研究。
收稿日期:2017-09-15作者简介:于雪斐（1984-），女，博士，高级工程师。
基金项目: 国家重点研发计划资助：家具产品中挥发性有机物
（VOCs）国内外检测技术和标准的验证比对及检测设备的研究（项目编号：2016YFF0204504）。
1国内外VOCs检测标准
1.1国外标准（表1）
2007年9月，美国国家标准化组织将美国办公家具协会（BIFMA）制定的ANSI/BIFMA M 7.1《办公家具体系、配件及座椅VOC释放测试方法》（Standard Test Method for Determining VOC Emissions From Office Furniture systems, Components and Seating）和ANSI/BIFMAX7.1《低甲醛和TVOC释放量办公家具体系及座椅标准》（Standard for Formaldehyde and TVOC Emissions of Low-emitting Office Furniture Systems and Seating）标准作为美国办公家具挥发性有机化合物释放的国家标准（ANSI）执行，国际上才有办公家具挥发性有机化合物测试的强制性标准。M 7.1包括产品样品选择的外置、试验方法、空气样品的收集等，主要
测试由办公家具和座椅在一定环境和产品使用条件下释放的VOCs(包括醛类),这些测试条件在办公家具方面应用非常典型。并且指出了鉴定VOCs释放种类的方法和计算TVOC释放率的方法，标准给出了大气候舱(舱内体积20~55m3)、中气候舱(l~6m3)和小气候舱(0.05~0.1m3)测定挥发性有机化合物的气候舱参数以及采样方法和样品分析方法。X7.1包括确认低释放量产品的定义和准则°ANSI/BIFMA M 7.1和ANSI/BIFMAX7.1最新版本2011年颁布。
加州作为美国室内空气标准要求最为严格的州之一，发布了“使用环境舱测量室内材料物品散发的标 准方法”,俗称CA01350的文件，规定了样品的收集、包装、运输和储存的条件，实验室分析测试方法及35种VOC的限量值。
美国材料与试验协会(ASTM)颁布了家具产品的VOC标准，ASTM D 5116-2010《小型环境室室内装修材料/产品有机物排放量测定的 标准导则》(Standard Guide for Small-Scale Environmental Chamber Determinations of Organic Emissions From Indoor Materials/ Products)。ASTM D6670-2013《室内材料/产品 排放的挥发性有机物质的全室测定的标准实施规程》
(Standard Practice for Full-Scale Chamber Determination of Volatile Organic Emissions from Indoor Materials/Products)。ASTM D6670-2013此标准主要针对建筑材料、家具和空气净化器等设备在一定环境和使用条件下VOCs释放量的测试方法。
欧洲标准：EN 13419-1-2002《建筑产品VOCs释放量的测定第1部分：排放试验室法》(Building products-Determination of the emission of volatile organic compounds-Part 1: Emission test chamber method)。
国际标准：ISO 16000-9-2006《室内空气-第9部分：建筑产品和家具中挥发性有机化合物的排放- 排放试验室法》(Indoor air-Part9 :determination of the emission of volatile organic compounds from building products and furnishing - Emission test chamber method)。ISO16000—9是欧洲应用最为广泛的环境舱标准。该方法为ISO16000的一部分，规定了在固定环境条件下、特定区域产生的挥发性有机化合物的测试方法。测试试验所获得的释放速率数据可以通过一个模型用于计算房间内的挥发性有机化合物浓度，该方法适用于室内各种建筑产品或装饰装修材料。空气取样和分析方法测定挥发性有机化合物的方法依据ISO16000-6和ISO16017-1。
日本标准：JISA1901-2015《建筑产品用挥发性有机化合物和醛类排放量测定，小室法》。JISA1912-2015《建筑材料和建筑相关制品用挥发性有机化合物和无甲醛醛类的排放的测定•大室法》。该方法是适用于人造板及其制品在单位时间和单位面积的挥发性有机化合物释放速率的测试。
表1国内外相关标准名称及简称
| 序号 |
分类 |
标准号 |
序号 |
分类 |
标准号 |
| 1 |
美国办公家具协会 |
ANSI/BIFMA M 7.1 |
13 |
欧洲标准 |
EN 13419-1 |
| 2 |
|
ANSI/BIFMA X 7.1 |
14 |
日本工业部 |
JIS A1901 |
| 3 |
美国加州 |
CA01350 |
15 |
|
JIS A1962 |
| 4 |
美国材料与试验协会(A S T M) |
ASTM D5116 |
16 |
|
JIS A1965 |
| 5 |
|
ASTM D6670 |
17 |
|
JIS A1912 |
| 6 |
|
ASTM D6345 |
18 |
法国标准化协会 |
NF X43-404-3-2011 |
| 7 |
|
ASTM D7911 |
19 |
中国标准 |
GB/T 31107 |
| 8 |
|
ASTM D7706 |
20 |
|
GB/T 31106 |
| 9 |
国际标准 |
ISO 16000-9-2006 |
21 |
|
GB/T 32443 |
| 10 |
|
ISO 16000-3-2011 |
22 |
|
GB/T 31762 |
| 11 |
|
ISO 16000-29-2015 |
23 |
|
GB18584.2送审稿 |
| 12 |
|
ISO 16017-2000 |
|
|
|
-35-
1.2国内标准（表1）
2014年发布了GB/T31107-2014《家具中挥发性有机化合物检测用气候舱通用技术条件》、GB/T 31106-2014《家具中挥发性有机化合物的测定》。GB/ T31106-2014是国内第一部完整地针对家具中挥发性有机化合物测定的方法标准，适用于家具中释放的甲醛、苯系物、总挥发性有机化合物释放量的测定。
GB/T32443-2015《家具中挥发性有机物释放量的测定小型散发罩法》2015年12月31日发布，2016年7月1日实施，规定了小型散发罩法测定家具中挥发性有机物释放量的术语和定义、原理、小型散发罩系统、设备、试验条件、试验条件的校准、测试试样、小型散发罩的准备、分析步骤、结果计算、检验报告。适用于家具中挥发性有机物释放量的测定。
GB/T31762-2015《木质材料及其制品中苯酚释放量测定小型释放舱法》，规定了木质材料及其制品中苯酚释放量的小型释放舱测定方法，适用于木质材料及其制品中苯酚释放量的测定，如酚醛胶人造板及其制品，酚醛胶浸渍木质材料、酚醛胶重组竹等。
我国GB18584-2001《室内装饰装修材料木家具中有害物质限量》规定了其木质材料甲醛的释放量，其修订版GB18584.2《家具安全有害物质限量第2部分木家具》送审稿拟补充整体家具所释放的苯、甲苯、二甲苯及TVOC等污染物。
2国内^I'VOCs检测标准比较
环境舱法采样收集各种材料及制品中挥发性有机物释放量，是目前国际上通用的检测方法。采用环境舱来模拟各种产品特定的使用环境，运行一定时间后，采集一定量的气候舱中的气体，通过适合的化学分析方法来检测分析所采集气体VOCs组分及含量，具有较高的准确度和实用性。
环境舱法在试验过程中主要有以下几个阶段：产品预处理、进舱试验、采集空气、化学分析、计算结果。下面就这几个阶段中的关键技术，各个标准进行比较。
2.1样品预处理
为了避免由运输或存储条件不同而造成的检测结果差异，测试前需对样品进行预处理。环境舱法检测VOCs的预处理条件见表2。
GB18584.2送审稿对样品预处理期间TVOC浓度限值规定为0.60mg/m3,高于BIFMA标准。
2.2气候舱控制参数
各国标准根据本国气候条件确定气候舱工作时的各个参数，如美国和国际标准规定气候舱工作时温度为23^,日本JISA-1901标准中的测试温度为281。温度湿度控制精度也各有不同［2-4］，各标准气候舱工作参数差异见表3。
表3可以看出不同标准对于环境舱温湿度精度要求方面差异不大，GB18584.2送审稿在背景浓度方面规定甲醛浓度不超过0.006mg/m3,单组份VOC浓度不超过0.005mg/m3, TVOC浓度不超过0.05mg/m3,这些都高于国外其他VOC标准对气候舱运行背景浓度的限值。GB18584.2送审稿规定样品体积承载率，按照外形尺寸计算，调节空气交换率使体积承载率为0.15m3/m3, BIFMA等标准规定的为面积承载率。
2.3采样及测试方法
ISO和AST M的采样方式被最为普遍的采用，ISO16000-6和ASTMD6196为VOCs分析方法标准，ISO16000-3和ASTMD5197为醛类分析方法标准叫BIFMA标准要求同时采集两个平行样本，属于稍高的要求，对于醛酮类典型的采样管为DNPH,其他大分子VOCs,采样管为Tenax-TA管。分析VOCs含量
表2环境舱法检测家具VOCs方法的样品预处理条件
| 标准号 |
预处理条件 |
| 温度 Cc） |
相对湿度 （%） |
预处理时间 |
空气交换率 （次/h） |
空气流速 （m/s） |
预处理环境要求 |
样品状态 |
| ISO16000-9-2006 JIS A1901-2015 |
23 |
50 |
/ |
/ |
G.1-0.3 |
避免交叉污染 |
不开封 |
| BIFMA M7.1-2011 |
23±3 |
50±15 |
<10d |
/ |
/ |
TVOC<0.1mg/m3,单个 VOC<0.01 mg/m3 |
不开封 |
| GB18584.2送审稿 |
23±2 |
45±10 |
120±2h |
/ |
0.1〜0.3 |
HCHO浓度< 0.10mg/m3, TVOC<0.60 mg/m3 |
所有表面均暴露 |
-36-
表3气候舱运行控制参数
| 标准号环 |
参数 |
| 境舱容积 (m3) |
测试温度4•口一 |
空气交换率 (次/h) |
样品承载率 (m2/m3) |
空气流速 (m/s) |
背景浓度 (mg/m3) |
| Cc) |
相对湿度(%) |
| ASTMD6670 |
>22 |
23±0.550±5 |
/ |
/ |
0.1-0.25 |
T' OC<0.01,单 个V0C<0.002 |
| ASTMD5116 |
<5 |
±0.5 |
±5 |
0.5/1.0/2.0 |
0.2/0.4 |
|
T' OC<0.01,单 个V0C<0.002 |
| EN 13419-1 |
/ |
23±1 |
50±5 |
根据试验要求 |
/ |
/ |
T' OC<0.01,单 个V0C<0.002 |
| ISO16000-9 |
/ |
23±2 |
50±5 |
1.0 |
/ |
0.1-0.5±0.1 |
T' OC<0.02,单 个V0C<0.002 |
| JIS A1901 |
0.02-1 |
28±1 |
50±5 |
0.5±0.01 |
/ |
0.1-0.3 |
/ |
| 大(20~55) BIFMAM7.1中(1~6) 小(0.05-0.1) |
23±1 |
50±5 |
0.65-1.09 0.9-1.5 1.0 |
小型舱0.3-0.7 |
/ |
T' OC<0.02,单 个V0C<0.002 |
| GB18584.2送审稿 |
/ |
±2 |
±5 |
调节空气交换 率使体积承载 率为0.15 |
体积承载率 0.075-0.3 |
/ |
苯、甲苯、二 甲苯<0.005, T'OC<0.05 |
| 表4分析测试方法 |
| 标准号 |
|
|
分析方法 |
|
采样时间点 |
采样数量 |
| ASTM D6670 |
|
|
ASTM D6670 |
|
/ |
/ |
| EN 13419-1 |
|
|
未说明 |
|
|
/ |
/ |
| ISO16000-9 |
|
|
ISO 16000-3、ISO16000-6 |
|
72±2h和28±2d2 |
| JIS A1901 |
|
ISO |
16000-3、ISO16000-6、ISO16017-1 |
/ |
/ |
| BIFMA M7.1 |
BIFMA X7.1、 |
ASTMD5116、ASTM D6670、ASTM D6345 |
第72h、168h |
2 |
| GB18584.2送审稿 |
|
GB/T31 106-2014[6] |
|
第20h |
/ |
最通用仪器设备为气相色谱质谱联用分析系统GC- MS,分析DNPH样品使用液相色谱分析仪HPLC, GB18584.2送审稿规定使用酚试剂法测试样品甲醛释放量。分析测试方法见表4。
GB18584.2送审稿对甲醛采样有较为详细描述，对VOCs的采集没有详细介绍。
3小结
随着全球对环境空气质量提升的关注，整体家具产品VOCs释放状态越来越引起各国的重视。综合国内外家具挥发性有机化合物释放标准的研究发现，近几年美国、欧盟、日本等推出的测试方法和标准还局限于办公家具或者人造板制品的挥发性有机物释放，在民用木质家具、软体家具(如沙发、床垫等)领域尚 且存在空白。
通过研究国内外家具等挥发性有机化合物的测试方法和标准还发现，研究趋势重点采用环境舱法用于家具产品VOCs释放量的评估，该方法的优点是模拟家具的使用环境、不破坏家具、测试结果与室内空气质量有直接关系，缺点是试验周期长，设备成本高，且仅限于实验室检测，无法用于现场和污染源的快速排查。在今后的研究中，应将快速检测方法和设备的开发作为重点研究方向。
［参考文献］
［1］李光荣,郝聪杰,龙玲.小气候箱法测定家具板材有机挥发物释 放［J］.木材加工机械,2010,(3):24.
［2］李光荣.大气候室测定板式家具挥发性有机化合物的研究［D］.北京,2010.
［3］姚远.家具化学污染物释放标识若干关键问题研究［D］. 北京,2011.
［4］祁忆青,孙明明,黄琼涛.木制品挥发性有机化合物标准的比较 研究［J］.家具,2013,34(2):89-93.
［5］刘魏巍.室内装饰装修材料和家具VOC释放标识体系述评J］.中国科学，2012,57(17):1533-1543.
［6］吴海涛，彭尚武.GB/T31106-2014《家具中挥发性有机化合物的测定》标准解读［J］.家具,2016,31(5):109-111.
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