家具产品中VOCs研究进展综述

李 焘 司念朋 袁文峰 宗艺晶 操 卫 李文雅 郭兴洲

（1.中国检验检疫科学研究院 北京 100176；2.国家市场监督管理总局工业品与消费品评估中心）

1 前言

近年来，我国家具事业取得迅猛发展。目前，我国已成为世界家具制造第一大国和出口大国，同时也是全球最大的家具消费市场。研究显示，家具已成为室内空气质量有害气体的主要贡献者[1]。据中华预防医学会发布数据显示，目前发展中国家有近200 万例超额死亡可能由室内空气污染所致，我国每年因空气污染而引起超额死亡数已达到11.1 万人，超额门诊数达22 万人，超额急诊数达430 万人[2]。室内空气污染物主要包括微生物、颗粒物和化学物质，其中室内挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，简称VOCs）引起的污染尤为严重[3,4]。为了提高人居环境状况，降低因室内空气污染导致的人身健康影响，同时也为了促进我国家具行业升级转型，都急需开展家具产品中VOCs 控制相关研究。

2 国内外对于VOC控制研究进展

2.1 国外研究综述

改善室内空气污染状况的最有效手段是源头进行治理和控制。一些发达国家研究起步较早，已形成一系列可借鉴的经验成果。美国绿色建筑委员会推出了能源与环境设计领域的绿色建筑分级评估体系，明确指出了对室内空气质量的要求，为了限制室内VOC 的释放量，开发了Floor Score 认证和Indoor Air Advantage 认证，详细规定了室内空气中对人体有危害的VOC 的释放限值[5]；欧盟通过指令2004/42/EC 和欧洲生态标签对VOC 进行限制，指令2004/42/EC 对室内木器、金属材料用水性涂料中的VOC进行限量规定，欧洲生态标签委员会发布了分别针对室内用涂料2009/544/EC 和室外用涂料的生态标准2009/543/EC，对相关的审查和认证要求进行规定；为控制VOCs 气体排放，日本实施了《大气污染防治法》和《生活环境保护条例》，明确规定为控制VOCs 的排放，广泛采取必要措施是企业的责任；此外，日本的行业团体以及VOCs 自主措施支援团体在组织各产业消减VOCs 方面发挥了很大作用，至今已有42 个行业团体制定了《自主行动计划》，并承担了确定消减对象物质的任务。

2.2 国内研究进展

室内空气污染问题也逐渐得到我国的重点关注，国家相关部门已研究制定了包括GB/T 18883—2002《室内空气质量标准》[6]、GB 50325—2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》[7]、GB/T 35607—2017《绿色产品评价 家具》[8]以及其他10 余项室内装饰装修材料中有害物质限量的系列标准来预防和控制室内空气污染；由于VOCs 组分复杂，种类繁多，研究学者对我国家具散发的主要污染物开展了调研，确定了目标污染物种类[9]；随着传感器技术的发展在室内空气中有害物检测设备方面也相继开发了一系列的便携式气体检测仪，实现对室内TVOC等参数的检测和读取[10]；在快速测试方法方面，Xiong J Y 等人建立了建材在无任何空气交换的密闭环境舱中的 VOCs 散发模型[11]，Yuan Yao 等人利用C-history 方法提出了能够适用于我国家具污染物释放的快速检测方法，将欧美标识的测试时间缩短至3 天以内[12]；黄丽以理论和实验相结合的方式，研究了温度、湿度、涂层厚度对VOCs 散发规律的影响[13]。

3 家具产品中VOCs的来源及危害

3.1 家具产品中VOCs来源

家具产品中，因排放种类多、排放量大，木制家具成为了VOCs 治理的重点对象。在木制家具制造过程中，VOCs 主要源于涂料中有机成分的挥发，硝基类涂料是典型的溶剂挥发性再溶涂料，涂料中的溶剂在调漆、喷涂、干燥及设备清洗等阶段已基本挥发完。此外，硝基漆在实际使用中会加入品种和数量较多的辅助剂，不同品牌的硝基漆在成分配比上也存在差异，使得挥发的VOCs 成分复杂且具有多变性。

3.2 VOCs可能引起的危害

家具产品中检出量较高且污染问题比较突出的VOCs 为甲醛及苯系物，包括苯、二甲苯、苯乙烯等。目前关于甲醛对人体伤害研究已有很多，主要表现为刺激作用、致敏作用和致突变作用，长期吸入可导致鼻咽癌、喉头癌等疾病，已被国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer）明确列为可致癌物质之一，即有充分证据证明其对人类有致癌作用。苯系物特征作用时间长、污染浓度高、释放周期长，这也导致了苯系物毒性的严重性和复杂性。其中，苯已明确被列为一类致癌物，长期接触苯可引起骨髓与遗传损害，甚至引发白血病。二甲苯和苯乙烯被国际癌症研究机构列为二类致癌物，即导致人类癌症的证据不明确。二甲苯慢性中毒比苯稍弱，主要是对中枢神经和植物神经系统的麻醉和刺激作用，对造血组织的损害尚无确切证据。苯乙烯对人体的伤害主要表现为刺激作用和生殖影响，过度暴露的潜在症状是对眼睛、鼻子、呼吸系统产生刺激，可引起头痛、疲劳、头晕、意识模糊、虚弱和步态不稳等症状。

3.3 VOCs可能引起危害的评估

在明确VOCs 可能引起的危害基础上，具体到消费者家中的家具中散发的VOCs 究竟能对人体产生多大影响，就需要对有毒有害物质进行风险评估。根据有毒有害化学物质的伤害特点以及产品风险评估的特点，将产品可能影响人体健康的风险评估分为影响评估、暴露评估和风险特征描述3 个步骤，具体流程详见图1。

图1 有毒有害物质风险评估程序

暴露评估主要是确定可能产生接触的途径，通过计算产品中有毒有害物质的接触量、接触时间和频率，结合不同群体特征如年龄、性别等综合确定有毒有害物质的暴露量。有毒有害物质一般的暴露途径主要有3 种:吸入、皮肤侵入和经口摄入。具体到家具产品中VOCs，主要考虑通过吸入的方式进入人体体内，具体的计算模型如下:

其中，Iinh—吸入量，kg·kgbw-1；Fresp—吸入物质的可吸入率；Cinh—空气中物质浓度，kg·m-3；IHair—通风率（单位时间内的风量），m3·d-1；Tcontact—每一事件的接触时间，d；BW—人体重量，kg；n—每日事件的平均数，d-1。

从上式可以看出，VOCs 对人体健康的影响与暴露水平和暴露时间相关。应在暴露评估基础上，确定此风险是否属于可被接受范围，如果不能接受，则要确定相应的风险控制措施，降低风险。

4 家具产品中VOCs控制技术

家具制造企业在选择VOCs 防治技术时，应结合企业自身特点，选择合适的防治技术，一般可分为源头控制，生产过程控制，废气收集及处理，在选择防治方法时应按照以下原则:

（1）优先选择源头控制措施。使用环保型木材，用水性涂料、高固含量涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料等环保型原料。（2）在生产过程中避免加入过多的原辅材料，产生不必要的有毒有害物质。（3）改进工艺，如使用静电喷涂、辊涂等更为高效的涂装工艺。（4）必要时安装废气收集和废气处理设施，避免无组织排放，对有毒有害物质经处理达标后进行排放。

目前适用于家具制造行业开展VOCs 治理的技术主要包括吸附法、吸收法、吸附-催化燃烧法、低温等离子体法、光催化氧化法和生物法等，具体使用范围详见表1。

表1 家具制造行业VOCs 治理技术及其使用范围

5 结语

目前我国家具行业仍存在质量参差不齐、限量标准不完善、监管缺乏相应依据等情况，针对以上问题，我国应积极推进家具行业标准化工作，加快家具行业VOCs 排放相关限量要求、检测方法、效果评估等相关标准立项、制定及发布，规划家具行业健康发展，也为政府监管提供有力依据；应更好发挥行业协会作用，研究建立灵活的豁免名单，并加强相关的宣传引导工作，鼓励企业积极参与治理工作；发挥产业聚集地政府主导作用，制定相应措施减少企业在治理废气方面所投入的经济成本，加强VOCs 防治技术的推广及应用，有效改善家具环境。