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說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

由 陳生力 發表于 家居2021-04-27

——室內空氣質量檢測時機的選擇和測試前準備

新家入住前到底什麼時候做室內空氣質量測試最合適,測試之前我們又需要做哪些準備呢?答案四句話,原因四千字,咱們今天爭取一篇文章說清楚測試前需要知道的那些事兒。

寫在前面:

我釋出的科普文章均以大量文獻和專業著作為理論基礎,但並不是文獻的剪下工,我會結合自己以及自己擔任技術顧問的遍佈全國的上百家相關從業機構多年以來的實際工作經驗和測試資料等,對部分文獻的結論進行檢驗與重現,認為結論存疑的並不會直接採信。在文章中提到的不少操作方法和建議是理論結合實際工作產生的原創性結論,並非從搜尋引擎或專業資料庫所能直接得到的。這一點可能會和某些可以批次化生產的科普內容有所不同。如果我的文章對大家有一點點幫助,也希望大家能關注和分享給身邊有需要的朋友,謝謝大家!

在我2019年寫的科普文章《網紅甲醛檢測儀集體陣亡,那我們該怎麼測家裡的甲醛呢?》裡邊,我簡單介紹了各種相對靠譜的甲醛測試方法,裡邊有順便提到過測試前的準備,但限於篇幅和主題,當時沒有進行較為詳細的探討。後來陸續接到過很多讀者的相關問題諮詢,覺得還是有必要對測試時機的選擇以及測試前的準備工作做一個專門的討論。

一、我們應該選擇什麼時機來測試甲醛等的濃度水平;

注意:以下關於測試時機的選擇的前提僅僅是對於普通讀者而言的,我假設大家並非檢測相關的專業從業人員,不具備隨時隨地開展低成本監測的條件。如果大家有能力隨時準確檢測各項指標,那是不必要按照這些條件來自我設限的。對於普通讀者來說,可能入住前只會花費一千左右進行一次較為準確的專業測試,因此到底應該選擇什麼時機來檢測比較合理就有了認真研究的價值。

先說答案:

個人建議是,檢測時機的選擇最好同時滿足以下兩個條件比較好(個人建議,僅供參考):

1

、裝修完成,傢俱全部進場的至少一個月之後;

2

、計劃入住前半個月左右。

再說原因:

1、為什麼最好要在裝修完成,傢俱全部進場的至少一個月之後再考慮檢測;

因為絕大多數(當然也有相反的情況這裡暫時不做深入討論)的室內有害氣體在新裝修及新傢俱進場後的一個月左右時間都處於高揮發期。尤其是前七天,各種有害物的釋放量往往是遠高於之後的。如果過早測試,只會得到一個遠遠高於初始狀態的汙染資料,和實際入住以後的狀態相距甚遠,無助於我們正確評估室內空氣汙染狀況,只會給自己增加不必要的恐慌。

那麼在這最初的一個月到底發生了什麼導致如此巨大的差異呢,下面我們拿造成室內最主要和最長期空氣汙染的汙染源——人造板板材為例,來看一下它們在前28天的不同表現(這裡觀測的是定製傢俱和成品板式傢俱最常用到的三聚氰胺浸漬膠膜紙飾面板材也就是常說的各種免漆板或未飾面的各種裸板):

上圖是東北林大李爽記錄的中密度纖維板、貼面中密度纖維板以及高密度纖維板(常用於強化地板基材)TVOC釋放速率在前28天之內的變化趨勢;

上圖是東北林大李爽記錄的定製家居最常用到的板材普通刨花板和定向結構刨花板(OSB)的TVOC釋放速率在前28天之內的變化趨勢:

上圖是東北林大李爽記錄的中密度纖維板在前28天之內TVOC、芳烴和烷烴的釋放量變化趨勢;

從以上這些圖表我們不難發現,普通三聚氰胺浸漬紙飾面板材的有害物散發進入第一個平衡期的時間長達28天(而帶水性漆或硝基漆等塗料飾面的板材進入釋放平衡期更長達63天之久,圖略,聽說資料多了會掉粉)。如果室溫較低,那麼這個時間還會更長。不過在這個階段中,各種有害物釋放量是呈指數函式衰減的,尤其是前七天,無論是散發速率還是總散發量幾乎每天都有很大的降低,這種趨勢在高溫季節尤為明顯。關於這樣的測試資料還有很多很多,中國林科院木材工業研究所龍玲老師,東北林大劉玉、沈雋、張文超、曹連英老師等,南京林大周定國、梅長彤老師等,還有我自己這些年以來都做過很多類似的測試資料,可以有力的證明各種型別的人造板VOC及甲醛的前期散發基本都是類似的指數衰減趨勢。所以如果我們一定要在前七天去做針對室內空氣質量的測試,只能得到一個比一個月之後高出很多的結果,以普通免漆板的芳烴類釋放速率為例我們看一下第1天和第28天的區別有多大:

上圖是主要芳烴類化合物單體在第1和第28天的釋放速率資料,區別非常大對吧?雖然板材從出廠到製成傢俱這中間通常會有一段時間的陳放,但是一來我們無法確定這個陳放時間的長短,二來板材儲存和運輸時處於堆疊狀態,甚至一些組裝式傢俱的板材在組裝前還是單張密封起來的,這些板材事實上處於一個較高濃度的VOC小環境,導致其有害物並不能得到一個有效的前期釋放。因此為了保險,建議陳放時間還是以板材到家之後算起比較安全一點。

因此基於以上原因,我建議大家不要太早做室內空氣質量測試,因為前期以人造板材為主的室內各種汙染源處於集中高釋放期,和入住之後的正常散發狀況區別是很大的,而且每天的有害物散發量都在降低,測試資料一天一個樣,除非你是和我一樣抱著研究的目的,否則我不太建議大家花很多錢去做一些明顯很快就失去參考價值的資料。

2、為什麼要在計劃入住前半個月左右再做測試;

如上面所述,新房的各種有害物釋放在前期有比較明顯的衰減,因此過早測試可能和入住前測試的結果差別較大,從而不能客觀反映出入住時候的狀態。因此不建議過早測試。那麼選在入住前半個月左右測試,是為了給可能因為甲醛等濃度過高而需要作出的某些應對措施預留出一定的時間,不至於到時候手忙腳亂,過於被動。

二、測試之前我們需要做什麼準備工作;

先說答案:

1

、室溫最好能夠控制在25度以上,不建議在低溫狀態下做測試;

2

、封閉待測試房間12小時或以上。

再說原因:

1、為什麼要建議大家不要在低室溫條件下做測試?

溫度、溼度、大氣壓/海拔高度、空氣交換率等環境引數都會影響甲醛及其他有害揮發物(苯系物、TVOC等)的揮發速率,其中溫度的影響最為顯著。在我過去對一些房間常年的跟蹤測試中,資料顯示,同一間房在夏季25~28℃ 條件下,封閉12小時測得甲醛濃度超過國標安全限值三倍或以上,到了冬季測出來基本都是低於國標限值的,最低測到過0。03毫克每立方米這樣的濃度(封閉12小時,測試溫度7℃)。因此,如果房間溫度過低,測得的各項數值可能都是安全的,但這並不能代表溫度回升以後的真實水平。同時,每家的汙染源各不相同,裝載量千差萬別,也不存在統一的評估模型可以對不同溫度條件下的實際濃度進行預估。鑑於大多數消費者不具備隨時低成本測試的條件,因此站在大家的立場我個人建議最好是選擇溫度較高的狀態,測出來一個相對比較嚴重的結果,如果這個結果都不高,那麼比他更低的溫度下,只會更安全;但如果費時費力還花不少錢(國內常見CMA檢測機構收費一般在400~1500一個取樣點之間,一套房通常需要一兩千左右的測試費用)只是測到一個低溫下都合格的結果,個人以為除拉動內需貢獻GDP總量以外實際意義不大。

對於溫度對有害物釋放的影響效果,並非我自己的孤立案例可以證明,關於這方面的研究文獻非常多,結論基本都是釋放量與溫度呈

指數函式

關係增長,低溫下增長平緩,通常20℃以後就開始放飛自我了。

下圖為深圳建築科學研究院陳鳳娜等測試的甲醛在人造板中擴散係數(引數D)與溫度的關係,這也是最終測到不同溫度下室內甲醛濃度呈指數變化的根本原因:

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

下圖為典型個例(深圳建築科學研究院陳鳳娜等):

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

下圖為更多測試樣本結果(深圳建築科學研究院陳鳳娜等):

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

這樣的實測資料圖我也有很多,就不一一列舉了,專業文獻上類似結果實在太多了,大家有興趣的話可以做擴充套件閱讀。

2、為什麼要封閉待測試房間12小時或以上?

因為最適合用於實際生活條件下的國家標準GB T18883-2002《室內空氣質量標準》就是這麼規定的。

那我們來康康,它為啥要這麼規定呢?

原因很簡單,類似我前面對溫度的建議,這樣做還是為了評估一個相對極端條件下的環境安全程度。

在一個相對封閉的環境中,汙染源散發的有害物的效率遵循古老的菲克第一定律,也就是濃度梯度原理,說人話就是內外要有濃度差(以及傳質通道),擴散行為才會發生;濃度差越大,擴散效率越高。那麼我們不難想象,在最初剛關閉門窗的時候,室內有害物濃度很低近乎於室外,甲醛啊苯系物啊什麼的還處於一窮二白的水平,這時候汙染源內外各組分氣體汙染物濃度差最大,可以撒著歡兒的釋放。隨著時間的增長,跑到室內空間的有害物越來越多,釋放源內外濃度差逐漸變小,釋放速率也就越來越慢至於停滯,濃度也不再增長,整體呈現的是

對數曲線

的增長趨勢。依據大量文獻以及我自己的測試,從8~12小時開始,室內總體濃度基本上就不再有大的增長,其他環境引數不變的話,會保持一種平衡的狀態。也就是說,12小時或以上的封閉,可以達到當前狀態下有害物濃度能夠達到的最高值。比如下面這樣的增長趨勢(我自己測的部分資料):

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

如果測試溫度發生變化,那麼平衡將會重新建立,不同溫度下最終的平衡濃度也會不同,如下圖南京林大張文婷的測試資料所示:

說說“測甲醛”之前我們需要知道的那些事兒!

好啦,為了解釋以上四個

非常個人化

的建議背後的原因,已經放了太多身為 “科普大忌/粉絲殺手” 的資料圖表了,如果大家看到這裡還沒有被嚇走,那真是我的真愛啦!如果感覺這些科普或許對自己和朋友能夠有一點幫助,就隨手擴散一波吧,為了對得起大家的關注,我也會盡量多寫一點(看能不能月更一次吧),以後也儘量不寫這麼長,少放點資料,然後學學別人排一下版啥的。大家在人居環境安全方面有什麼非常關注的問題,或者有什麼意見和建議,都可以在評論區或者透過我的個人科普訂閱號:陳生力 留言給我,我會實時關注,謝謝大家!!

參考文獻:

[1]李爽。小型環境艙設計製作與人造板VOC釋放特性研究 [D]。 東北林業大學。 2013

[2]曹連英。人造板TVOC釋放多相傳質模型及釋放特性引數研究 [D]。 東北林業大學。 2013

[3]陳鳳娜,張惠敏,梁衛輝,楊旭東。溫度對材料汙染散發和室內空氣甲醛濃度影響的分析[J]。建築科學,2019

[4]自己的實測資料

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