新家具中挥发性有机化合物(VOCs)的释放评估及承载率模型

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目前,室内空气污染已经成为比较严重的环境问题之一,而家具中挥发性有机化合物(VOCs)的释放是一个复杂的传质过程且会严重影响室内空气质量。为了解家具中VOCs的释放特征,用环境舱研究了10种室内常见的新家具(穿鞋凳、床头柜和床垫等)中VOCs的释放。VOCs由Tenax-TA管采集,并通过热脱附解吸、气相色谱(FID)外标法测定。9种和19种VOCs分别被定性和定量。本研究分析了新家具中VOCs的释放种类和释放量,结果表明不同种类的家具释放的VOCs的种类和浓度有着很大差异,这与家具的构造、相应的组成材料和生产工艺有很大关系,其中苯系物是家具释放的VOCs中主要的污染物。用双指数衰减模型研究了新家具中VOCs的释放规律,即家具释放的VOCs浓度随时间的变化呈双指数衰减趋势,VOCs浓度迅速增加且在1-2小时左右达到最大值,然后随着释放速率的减慢而下降。同时分析了承载率(家具产品的表面积与环境舱体积的比值)对家具中VOCs释放的影响。承载率对家具中VOCs的释放有着显著影响,即随着承载率的增加,家具释放的VOCs浓度增加,这种影响在释放初期更为显著,随着时间的变化逐渐减弱,当浓度趋于0时,承载率的影响没有明显差异。72小时的浓度-时间数据表明,当承载率加倍时,家具1和家具5中VOCs的浓度分别增加1.108-2.096和1.116-3.095倍。在建材释放VOCs传质模型的基础上,用传质模型和数学程序结合的方法评估家具释放VOCs的关键参数C0、Dm和K值,并用程序预测出各个时间点的VOCs浓度。结果表明程序预测的释放浓度曲线与实验结果吻合得很好,验证了该方法的可靠性与正确性。同样地研究了承载率对参数评估的影响,结果表明:随着承载率较大幅度的增加,参数C0即家具内部VOCs的初始释放浓度明显减小,参数Dm即扩散系数明显增大。此外,对新家具释放的VOCs进行了健康风险评估,家具9释放的苯的致癌风险R值比1×10-6大至少两个数量级,表示存在高的致癌风险。随着承载率的增加,新家具释放的苯系物的HI值(非致癌风险危险指数)显著增加,说明新家具在高的承载率下可能导致高的健康风险。当前的研究有利于评估新家具中VOCs的释放及相关的健康风险。
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