一、引言
對環(huán)境測試艙進行自吸附及自衰減跟蹤測試，以扣除自吸附與自衰減效應帶來的影響，對實驗結果提供可靠可信的實驗依據(jù)，有利于對實驗作出更接近實際的客觀評價。但是，由于環(huán)境測試艙測試周期長、測試成本高，對其自吸附及衰減效應方面的文獻報道極為少見。本實驗對玻璃環(huán)境測試艙進行了為期45天的甲醛釋放、衰減等跟蹤測試研究，總結出了玻璃環(huán)境艙對甲醛自吸附及衰減的規(guī)律。
二、實驗測試
1.實驗設備、儀器及甲醛測試方法原理
(1)實驗設備、儀器
自制玻璃環(huán)境測試艙，容積為0.75m3(750mm×800mm×1250mm)，其構造、選材、密閉性及附加設備依據(jù)QB/T2761-2006《室內空氣凈化產品凈化效果測定方法》附錄A配置；ZK-3S型氣體可循環(huán)采樣器；甲醛測定儀(ZKZH-101D)。
(2)甲醛測試方法原理
GB/T18204.26-2000《酚試劑分光光度法測甲醛》；QB/T2761-2006中的環(huán)境艙法。
2.實驗方案及步驟
實驗準備及過程控制參照QB/T2761-2006。具體如下:
(1)實驗準備
①環(huán)境測試艙準備:依次用洗滌水洗、自來水洗、去離子水洗，用經過充分過濾凈化的潔凈空氣清洗，至艙內干燥。
②釋放源準備:釋放源載體:醫(yī)用脫脂紗布5層(長17cm、寬5cm)，卷在玻璃棒(玻璃棒規(guī)格:長30cm、直徑5mm)上，用棉線固定；污染物:甲醛溶液(質量百分比濃度為0.2%)；釋放源:將上述釋放源載體浸入上述試劑瓶中的液面下，待完全潤濕后立即投入使用。
(2)環(huán)境測試艙測試條件
①溫濕度:測試集中于一段時間內，溫度變化遵循室溫(20℃～23℃)，無特殊控制，濕度變化隨脫脂紗布少量水氣自然揮發(fā)，無特殊控制。
②采樣:每次采樣前風扇開啟20min后關閉，即刻采樣，同時采對角線上的兩點(每點采樣體積10L)作為平行樣對比并記錄，每日工作時間內間隔采樣6次，取6次共12點的平均值作為日甲醛濃度均值；采樣同時，氣體循環(huán)以維持艙內氣體壓力平衡。
(3)測試過程
甲醛本底濃度測試(第1天):備用環(huán)境測試艙，密閉艙門，間隔采樣，測試并記錄。
甲醛釋放源釋放階段(2～11天):備用釋放源置于玻璃表面皿中，快速放入測試艙，密閉艙門，記錄甲醛濃度變化，直至艙內甲醛充分釋放達到相對平衡。該階段甲醛日均濃度變化如表1所示。
<CTSM>表1放入甲醛釋放源后甲醛日均濃度隨間隔天數(shù)變化對應表</CTSM>
甲醛濃度衰減階段(11～17天):在上述平衡穩(wěn)定近1周后，快速移出污染源，即刻密閉艙門，間隔測試甲醛濃度變化，計算衰減消耗。該階段甲醛日均濃度變化如表2所示。
<CTSM>表2移出釋放源后甲醛日均濃度衰減變化對應表</CTSM>
充分通風換氣階段(17～27天):甲醛衰減消耗減弱至一定程度后，完全打開艙門，通風換氣，使艙內甲醛經艙內外充分空氣交換而消耗，至艙內外甲醛濃度基本一致并低于0.1mg/m3；記錄艙內外甲醛濃度變化。該階段甲醛日均濃度變化如表3所示。
<CTSM>表3換氣期間艙內甲醛日均濃度變化對應表</CTSM>
艙內表面自吸附甲醛重新?lián)]發(fā)釋放階段(27～45天):在艙內外濃度接近平衡后，再次密閉艙門，記錄艙內甲醛濃度變化情況，該階段甲醛日均濃度變化如表4所示。
<CTSM>表4關閉艙門后甲醛日均濃度變化對應表</CTSM>
三、結果與討論
1.本底濃度測試階段(第1天)
經過充分清洗的玻璃環(huán)境測試艙甲醛本底濃度測定值:一天中間隔采樣測試顯示濃度均小于0.01mg/m3。
2.甲醛充分釋放階段(2至11天)
圖1為艙中放入甲醛釋放源后甲醛日均濃度變化擬合曲線。對應數(shù)據(jù)如表1所示。
<CTSM>圖1放入甲醛釋放源后甲醛日均濃度增長變化擬合曲線圖</CTSM>
放入釋放源后，甲醛日均濃度變化呈一階指數(shù)函數(shù)遞增。通過分析可知，放入釋放源初期，艙內空間甲醛濃度以釋放源釋放、濃差擴散為主，隨著空間甲醛濃度增加，甲醛分子間的碰撞及甲醛分子與艙壁表面碰撞頻率逐步增加，導致碰撞產生的聚合、聚合物的沉降及碰撞產生吸附頻率逐步增加，形成正反兩種競爭因素，即正向因素(釋放源釋放、聚合體的解聚、艙表面吸附物的解吸與沉降物的自然揮發(fā)等)與反向因素(分子間的碰撞聚合、聚合沉降及艙表面碰撞吸附等)的競爭。當正向因素為主時，甲醛濃度快速增加，對應于曲線初期的快速增長區(qū)。隨著空間甲醛濃度的快速增加，反向因素逐步增強，正反因素的競爭結果使甲醛濃度增加趨勢減弱，表現(xiàn)出曲線后期趨于平緩的增長期。隨著空間甲醛濃度繼續(xù)增加，正向因素逐步減弱，而反向因素作用持續(xù)增強。當正反兩種因素在該溫濕度條件下達到動態(tài)平衡后，甲醛濃度進入相對穩(wěn)定期，對應于曲線的相對平衡區(qū)間。
3.甲醛濃度衰減階段(11～17天)
圖2為快速移出釋放源后甲醛日均濃度衰減變化擬合曲線。對應數(shù)據(jù)如表2所示。
<CTSM>圖2移出釋放源后甲醛日均濃度衰減變化擬合曲線圖</CTSM>
快速移出釋放源后的5h內，甲醛衰減消耗即達46.6%，之后衰減減弱，濃度變化呈一階指數(shù)函數(shù)遞減。通過分析可知，快速取出釋放源后，動態(tài)平衡被破壞，正向因素減弱，而衰減因素(空間甲醛的碰撞聚合、聚合體的沉降、甲醛分子與艙壁表面的碰撞吸附)成為主要影響因素，以致甲醛濃度急劇下降，進入曲線的快速下降區(qū)間。隨著艙底沉降甲醛的增多，甲醛的自然揮發(fā)趨勢上升，正向因素上升。但是同時隨著空間甲醛濃度下降，衰減因素減弱。兩種因素競爭的結果，使甲醛濃度衰減趨勢減弱，進入曲線后期較為平緩的衰減區(qū)間。
4.充分通風換氣階段(17～27天)
圖3為完全打開艙門通風換氣期間艙內甲醛日均濃度變化折線圖。對應數(shù)據(jù)如表3所示。
<CTSM>圖3換氣期間艙內外甲醛日均濃度變化折線圖</CTSM>
通過分析可知，完全打開艙門1周后，艙內甲醛濃度開始隨艙外環(huán)境甲醛濃度變化出現(xiàn)圍繞一定范圍內的波動，波動值小于0.04mg/m3，且艙內外甲醛濃度均在0.1mg/m3以下。該階段，空氣交換使艙內甲醛自然揮發(fā)，沉降于艙底的甲醛及艙表面吸附的甲醛，通過空氣交換自然揮發(fā)而逐步消耗，當消耗至艙內外濃度均小于0.1mg/m3且波動不大后，進入下一步考察測試階段。
5.艙內表面自吸附甲醛重新?lián)]發(fā)階段(27～45天)
圖4為再次關閉艙門后甲醛日均濃度變化擬合曲線。對應數(shù)據(jù)如表4所示。
<CTSM>圖4關閉艙門后甲醛重釋放日均濃度變化擬合曲線圖</CTSM>
該階段，艙內壁吸附甲醛成為新的甲醛釋放源重新釋放，艙內甲醛濃度變化呈一階指數(shù)函數(shù)遞增。再次密閉艙門后，艙壁表吸附甲醛的解吸、艙底殘余甲醛的自然揮發(fā)成為艙內甲醛濃度變化的主要影響因素，而艙內空間甲醛整體濃度偏低使反向因素影響不明顯，形成了甲醛空間整體濃度較大幅度的再次遞增，至第6天進入相對平衡階段。該階段測試表明，即使經過9天的充分通風換氣，艙壁吸附甲醛仍殘余較多。這部分殘余甲醛在后續(xù)實驗中成為二次釋放源重新釋放、平衡。
四、結束語
環(huán)境測試艙甲醛濃度自衰減效應明顯，衰減變化呈一階指數(shù)函數(shù)遞減；艙內壁甲醛自吸附效應明顯，自吸附甲醛成為新的釋放源重新釋放，釋放濃度變化呈一階指數(shù)函數(shù)遞增?？梢?，作為基本實測試驗設備，設置空白對比測試艙或者通過實驗扣除吸附值及衰減值等以消除自吸附與自衰減效應對實驗產生的影響是一種有效的質量控制手段。
