近年来，在室内装饰装修中大量使用胶合板、刨花板和纤维板等人造板，由此引起的室内空气污染问题受到空前的重视(陈峰，2010；张晓进等，2007)。人造板在加工处理、陈放及使用过程中会不同程度释放出挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)(于海霞等，2012)，对于3层实木复合地板，其释放的 VOC主要来源于产品表面的漆膜以及产品制造过程(如贴面处理时用到的胶黏剂等)。 一些研究(Wolkoff，1998；Wiglusz et al., 2002；Afshari et al., 2003；李爽等，2013)指出，外部环境条件(温度、相对湿度等)对VOC的释放有较大影响。

目前，人造板VOC的采集主要有3种方法：第一种是气候箱法，在美国和德国得到广泛应用，该技术处于世界领先水平；在气候箱之外又研究出一种“实验室小空间释放法”(FLEC)用于测定人造板有机污染物含量(Kim et al., 2010)；干燥器盖法是对FLEC法的修改，是瑞士卡斯科公司研究开发的检测方法。这3种方法中以气候箱法使用最为普遍，相关标准有美国ASTM D 5116—2010 《小环境舱测定由室内装饰材料释放的有机物散发量的标准导则》及ASTM D 6330—2003 《指定试验条件下用小型环境箱检测人造板挥发性有机物(不包括甲醛)释放的标准惯例》。标准中的人造板VOC释放量是在规定的温度、相对湿度和空气交换率条件下，以气候箱内空气中的VOC达到稳定值后的浓度作为检测的结果，周期一般为28天。传统气候箱法测定VOC需要一定的时间和专门的设备，而且设备占地面积大，因此，寻求一种高效、快速、便捷的检测方法对于控制人造板的VOC释放极为重要(祁忆青等，2013；沈隽等，2012)。

本研究通过对3层实木复合地板在不同温度、相对湿度和空气交换率与负荷因子之比条件下释放VOC的主要成分和释放规律进行检测和分析，并与1 m³传统气候箱法测得数据进行比较，探讨二者所测数据的相关性，以期找到一种采集人造板中VOC的快速、简捷、方便的检测方法。

3层实木复合地板，浙江某公司正常生产的产品，规格为91.0 mm×132.0 mm×12.1 mm，含水率为8%，分别裁剪成D-60 mm的圆形(用于快速检测)和1 m×0.5 m的规格(用于气候箱法检测)，边部沿厚度方向用铝质胶带封边处理。

英国Markes公司M-CTE250(T)(i)^TM型微池萃取仪，载气为氮气，温度可调节范围为0～250 ℃。另配有型号为TY9700数字温湿度计(北京天跃环保科技有限公司)。

V系列1 m³VOC/甲醛气候箱(东莞市升微机电设备科技有限公司)，另配有智恒IAQ-Pro型恒流空气采样泵(美国SENSIDYNE公司)。

北京北分天普仪器技术有限公司产TP-5000热解吸脱附仪，载气为氦气，解析温度为280 ℃，管路温度为100.0 ℃，热解析时间为5 min，进样时间为 1 min。

德国Thermo公司生产DSQⅡ气质联用仪(GC／MS)，色谱柱规格为3 000 mm×0.26 mm×0.25 μm，型号DB-5，石英毛细管柱；初始温度40 ℃，保持2 min，以2 ℃·min^-1速度升至50 ℃，保持4 min，再以5 ℃·min^-1速度升至150 ℃，保持4 min，最后以10 ℃·min^-1升至250 ℃，保持8 min；进样口温度250 ℃，分流流量30 mL·min^-1，分流比率30。采用电子电离源(EI)电离，离子源温度230 ℃；质量扫描范围50～650 amu；传输线温度270 ℃。

北京北分天普仪器技术有限公司产Tenax-TA采样管，内装200 mg吸附剂Tenax-TA。

水量瓶，材质为不锈钢，圆柱体，直径100 mm，高650 mm。

本研究所采用的热萃取装置是以M-CTE型微池萃取仪为主体设计搭建的快速采样装置。由水量瓶提供水汽，测量装置为手持温湿度计。

采用氮气作为载气，并将空气交换率与负荷因子之比设为0.2/0.5/1.0，相对湿度分别调节为40%/60%，测试温度设为23℃ /60 ℃ /80 ℃，测试周期为10天(240 h)。采用单因素方法，分别在不同条件下对3层实木复合地板的VOC进行检测，相同环境条件下每组检测3个样。

试验前用清水清洗1 m³气候箱舱体内表面，再用去离子水清洗2遍后擦干。根据ASTM D 5116—2010设定气候箱参数值，同时将待测试的3层实木复合地板样品在23 ℃、45%相对湿度条件下放置1周。1周后，取出样品平放在气候箱中心位置，确保舱体内空气可以流过样品两侧后密闭箱门，分别在1，3，7，14，21，28天取样，第28天结束。

本试验分为3组，试验方案设置见表 1。

表 1 试验方案 Tab.1 Experimental scheme

表 1试验方案 Tab.1 Experimental scheme 试验方案Experimental scheme 温度Temperature/℃ 相对湿度Relative humidity(%) 空气交换率与负荷因子之比Ratio of air exchange rate and loading factor /(m 3·h -1m - 2) 试验条件Experimental condition A 23 45 1 气候箱法标准条件Standard conditional test of climate box B 23/60/80 40/60 0.2 快速检测平衡后温湿度Temperature and humidity test after balance of rapid detection C 23/60 40/60 0.2/0.5/1.0 快速检测平衡后空气交换率与负荷因子之比Ratio of air exchange rate and loading factor test after balance by rapid detection

样品在释放过程中，采用Tenax-TA采样管收集气体，热解吸脱附仪解析5 min后，运用GC/MS内标法测定VOC成分，并进行定性定量分析。从表 2可以看出，测得芳香烃和烷烃种类相对较多，除去芳香烃、烷烃、烯烃、醛酮类和酯类外，仍有少许醚、醇和酸类化合物。

表 2 3层实木复合地板释放VOCs的主要成分 Tab.2 Main components emitted from three-layer parquet

表 23层实木复合地板释放VOCs的主要成分 Tab.2 Main components emitted from three-layer parquet 类别Category 主要成分Main component 芳香烃 Arene 甲苯Toluene，乙苯Ethylbenzene，邻二甲苯o-Xylene，对二甲苯p-Xylene，乙酰苯Acetophenone，1，3-二甲基苯Benzene, 1,3-dimethyl-，1-亚甲基茚1H-Indene, 1-methylene-，丁羟甲苯 Butylated Hydroxytoluene 烷烃Alkane 辛烷Octane，癸烷Decane，十一烷Undecane，十二烷Dodecane，十三烷Tridecane，十四烷Tetradecane，十五烷Pentadecane，十六烷Hexadecane 烯烃Alkene 2-亚丙烯基环丁烯Cyclobutene, 2-propenylidene-，1,3,5-环庚三稀1,3,5-Cycloheptatriene，3,7-二甲基辛稀1-Octene, 3,7-dimethyl-，十四稀Tetradecene，古巴稀Copaene，雪松稀 Cedrene 醛酮类Aldehyhd and ketone 己醛Hexanal，苯甲醛Benzaldehyde，壬醛Nonanal，2-甲基环戊酮Cyclopentanone, 2-methyl-，苯甲酮 Benzophenone 酯类Ester 乙酸丁酯Acetic acid, butyl ester，3-甲基更醇乙酸酯3-Methylheptyl acetate，2-丙烯酸-2-乙基己基酯 2-Propenoic acid, 2-ethylhexyl ester 其他Others 正丁基醚n-Butyl ether，2-乙基正己醇1-Hexanol, 2-ethyl-，à-羟基-à-甲基苯乙酸 Benzeneacetic acid, à-hydroxy-à-methyl-

图 1 为平衡后TVOC质量浓度与温湿度以及空气交换率和负荷因子之比的关系。从图 1a可以看出，温度对处于稳定散发阶段的3层实木复合地板TVOC的释放有显著影响。随着温度的上升，TVOC的质量浓度呈现逐渐增加的趋势。当相对湿度为40%时，随着温度从23 ℃升高到80 ℃，TVOC质量浓度从61.804 μg·m^-3升高到99.959 μg·m^-3；当相对湿度为60%时，TVOC质量浓度从71.163 μg·m^-3升高到103.327 μg·m^-3。在3个不同温度条件下，相对湿度60%时的TVOC释放量均比相对湿度为40%时的释放量大。在温度为23，60和80 ℃时，湿度60%时的TVOC质量浓度比湿度为40%时的TVOC质量浓度分别高出15.14%，7.71%和3.37%。所以当温度越高时，湿度对平衡条件下TVOC质量浓度的影响越小。

	图 1 平衡后TVOC质量浓度与各环境参数的关系 Fig. 1 Relationship between TVOC equilibrium concentrations and environmental conditions

温度越高，VOC分子的运动越剧烈，大量VOC被释放出来。本研究3层实木复合地板使用的胶黏剂为脲醛树脂胶，其在23 ℃时所释放的VOC成分包括芳香烃类、酯类、醛酮类、烷烃类和烯烃类化合物。其中，芳香烃类和酯类化合物检出率较高，相对含量分别为35.93%和22.31%，包括甲苯、丁羟甲苯、乙苯和2-丙烯酸-2-乙基己基酯等，其主要来源于板材表面加工时使用涂料中的有机溶剂。当温度升高到60 ℃和80 ℃时，脲醛树脂胶释放的VOC与23 ℃时释放的种类相似，其中烷烃和烯烃类物质的相对含量变化不明显，而芳香烃类、醛酮类和酯类化合物的相对含量明显上升，即随着温度的升高，TVOC的释放量增加。湿度的增加也会使平衡情况下TVOC释放量增多。这是因为：一方面，湿度增加可以促进所用胶黏剂的水解；另一方面，湿度增加时，板材的孔隙结构会产生吸湿膨胀，导致孔径结构的改变，有利于VOC的释放(张浩等，2012)。但是，温度越高，湿度对平衡条件下VOC的影响越不显著，这是温湿度协调作用的结果。所以，高温高湿的协同作用对3层实木复合地板中VOC的释放量有显著影响，这与朱海欧等(2013)关于测试条件对竹地板挥发性有机化合物释放的检测结论和李春艳等(2007)对高密度人造木地板VOCs散发试验的研究结论是类似的。

图 1b是在低温低湿和高温高湿2种载气条件下空气交换率与负荷因子之比试验：条件1的温度为23 ℃，相对湿度为40%；条件2的温度为60 ℃，相对湿度为60%。从图中可以看出，处于稳定散发阶段的3层实木复合地板，空气交换率与负荷因子之比越小，稳定时释放TVOC质量浓度越大。在条件1的情况下，空气交换率与负荷因子之比从0.2 m³·h^-1m^-2增加到1.0 m³·h^-1m^-2时，TVOC的质量浓度从61.804 μg·m^-3降低到53.113 μg·m^-3。在条件2的情况下，空气交换率与负荷因子之比从0.2 m³·h^-1m^-2增加到1.0 m³·h^-1m^-2时，TVOC的质量浓度从95.760 μg·m^-3降低到62.049 μg·m^-3，相比条件1时的TVOC质量浓度降低的幅度更大。所以，空气交换率与负荷因子之比对高温高湿环境影响较大。随着空气交换率与负荷因子之比的增加，新鲜气体会将微池热萃取仪的VOC质量浓度稀释，导致热萃取仪内和3层实木复合地板内的VOC浓度梯度增大，加大了板材内VOC的释放量，最终使平衡情况下VOC释放质量浓度降低。

图 2是3层实木复合地板释放的典型化合物质量浓度变化趋势。以快速检测法温度60℃、相对湿度60%、空气交换率与负荷因子之比0.2 m³·h^-1m^-2的条件为例分析，由图 2显示该板材释放的挥发性有机化合物以酯类、芳香烃为主，还有少量的醛酮类、烷烃类和烯烃类化合物。在释放初期，酯类化合物和芳香烃类化合物释放量较大，质量浓度分别为531.606 μg·m^-3和153.934 μg·m^-3，占总释放量的69.25%和20.05%，其余各种类化合物占有量均小于10%。在检测的前80 h内，TVOC、酯类和芳香烃类化合物释放量有明显下降，其中TVOC下降了65.94%，酯类化合物下降了80.51%，芳香烃类化合物下降了40.61%，而烷烃、烯烃和醛酮类化合物本身释放量较小且基本趋于平衡，质量浓度的下降趋势不明显。

	图 2 快速检测法测得3层实木复合地板VOC质量浓度变化趋势 Fig. 2 VOC emission concentrations from three-layer parquet by the rapid detection method

图 3为快速检测法(温度为60 ℃，相对湿度为60%，空气交换率与负荷因子之比0.2 m³·h^-1m^-2)和传统气候箱法(1 m³气候箱)的TVOC质量浓度变化趋势。

	图 3 快速检测法与气候箱法测得3层实木复合地板TVOC质量浓度变化趋势 Fig. 3 Comparison of two methods of VOC emission concentrations from three-layer parquet

根据2种方法测得的3层实木复合地板TVOC释放趋势，本研究将其划分为4个阶段(阶段Ⅰ、阶段Ⅱ、阶段Ⅲ、阶段Ⅳ)。根据TVOC的释放水平，将阶段Ⅰ、阶段Ⅱ和阶段Ⅲ划为TVOC的快速释放期，阶段Ⅳ划为TVOC的稳定释放期。总体来说，快速检测法和气候箱法测得3层实木复合地板释放的TVOC质量浓度变化趋势基本一致。阶段Ⅰ中，快速检测法需要时长24 h，下降速率为11.883 μg·m^-3h^-1;传统气候箱法需要时长3天，下降速率为19.020 μg·m^-3d^-1。阶段Ⅱ中，快速检测法需要时长48 h，下降速率为2.072 μg·m^-3h^-1；传统气候箱法需要时长4天，下降速率为9.250 μg·m^-3d^-1。阶段Ⅲ中，快速检测法需要时长104 h，下降速率为1.428 μg·m^-3h^-1；传统气候箱法需要时长14天，下降速率为1.026 μg·m^-3d^-1。由快速释放期下降速率可知，快速检测法在阶段Ⅰ的下降速率明显高于同一阶段气候箱法。随着释放时间延长，释放速率逐渐降低，且快速检测法释放速率变化的初始值和梯度值均大于传统气候箱法。由2种方法经历的时间可知，2种方法都是在阶段Ⅲ停留的时间最长；但是，快速检测法在阶段Ⅲ的释放速率高于气候箱法。综上所述，快速检测法的释放时间明显少于传统气候箱法，大约节省19天。在稳定释放期，TVOC释放值趋于稳定，无明显下降，最终2种方法板材释放TVOC的下降速率均小于5%，但快速检测法稳定值略小于传统气候箱法。

1)随着空气交换率与负荷因子之比的增加，平衡情况下VOC释放浓度降低。但是，随着温度和相对湿度的增加，都会使平衡情况下VOC的释放浓度增加。当温度较高时，湿度的增加对平衡条件下VOC的影响不明显。

2)酯类和芳香烃类化合物是3层实木复合地板释放的主要挥发物，酯类化合物质量浓度较大但种类较少，而烃类和烯烃类化合物种类较多但质量浓度低，同时板材还会释放少量的醛酮类化合物。酯类和芳香烃类化合物主要源于板材表面加工过程中使用涂料的有机溶剂，建议选择环保型涂料。

3)快速检测法和气候箱法测得3层实木复合地板TVOC释放水平趋势基本一致，检测物相同，释放初期快速检测法得TVOC值高于气候箱法，释放稳定值低于气候箱法，但快速检测法在216 h后释放的TVOC值达到稳定，明显优于传统气候箱法。

4)本研究设计搭建的快速检测装置性能可靠、易于操作、造价低廉，检测结果具有指导意义，可提高研究人员的工作效率。