Условные обозначения и единицы измерения
ЭКСПРЕСС – МЕТОД ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕБЕЛИ, ПЛАСТМАСС И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МЕБЕЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Леснов И. М., Денисова Н. А.
Введение
В последнее время все большее внимание уделяется контролю экологической безопасности древесных плит и мебели, как в России, так и зарубежом. Причиной этого стало ухудшение здоровья населения, вследствие неблагополучного экологического состояния среды обитания (атмосфера населенных мест, воздух рабочей зоны) в ряде стран. Одним из факторов снижения общего уровня экологических показателей стало выделение вредных летучих химических веществ (далее ВЛХВ) из древесных плит и мебели. И даже благополучные в этом отношении страны часто используют мебель из древесных плит, которая оказывает негативное воздействие на здоровье населения. Поэтому необходимо совершенствовать методы контроля эмиссии ВЛХВ в воздух. Эта задача явилась главной целью данного исследования.
Классификация существующих
Методов определения содержания ВЛХВ
Существуют множество методов испытаний древесных плит и мебели на токсичность. Эти испытания проводят в натуральных, моделируемых или лабораторных условиях [1,2]. В натуральных условиях проводится анализ воздуха обитаемых натуральных объектов или экспериментальных помещений, в которых при строительстве использовались древесные плиты или в качестве обстановки использовалась мебель из древесных плит. Условия, близкие к условиям эксплуатации, можно создать при использовании климатических камер, обеспечивающих определение количества выделяющихся из плит ВЛХВ в задаваемых и контролируемых условиях.
|
|
|
На рисунке 1 приведена классификация методов испытаний плит и (или) мебели на токсичность. Не все эти методы предназначены для определения ВЛХВ - большинство созданы для оценки концентрации формальдегида, устанавливающейся в окружающей среде при использовании древесностружечных плит. Методы, используемые для определения уровня концентрации, делятся на газоаналитические (их еще называют эмиссионными) и экстракционные [3]. Газоаналитические методы в свою очередь бывают динамические и стационарные. Динамический способ: формальдегид или другие ВЛХВ отводят с газом-носителем и определяют их количество за определенный промежуток времени. Стационарный способ: образцы выдерживаются в газовом пространстве постоянного объема при переменных условиях (температура, влажность). После определенного промежутка времени в замкнутом объеме скорость десорбции ВЛХВ приближается к нулю.
Газоаналитические методы дают наиболее достоверные результаты, так как при испытаниях определяется концентрация ВЛХВ, выделившихся в воздух. Среди одиннадцати (исключая метод ДНК) приведенных на рисунке 1 газоаналитических методов наиболее «популярным» является камерный метод, использующийся для моделирования условий эксплуатаций мебели или плит. Суть камерного метода состоит в том, что образцы плит или мебели помещают в камеру и обеспечивают равномерную циркуляцию воздуха по всему рабочему объему камеры. Далее, после выдержки образцов, из камеры отбирают воздух для анализа.
|
|
|
В разных странах разработаны разные нормативные документы, описывающие камерный метод. В России он описан в ГОСТ 30255-95 «Мебель, древесные и 
Рисунок 1 Классификация методов определения ВЛХВ выделяющихся из древесных плит и (или) мебели
полимерные материалы. Метод определения выделения формальдегида и других вредных летучих химических веществ» [4], в Европе – DIN ENV 717-1 1999-02 «Древесные материалы. Определение эмиссии формальдегида. Часть 1: Эмиссия формальдегида согласно камерному методу» [5], в США – ASTM E1333-96(2002) «Стандартный метод испытаний. Определение концентрации формальдегида в воздухе с использованием большой камеры, а также нормы эмиссии из древесных материалов» [6]. Параметры в разных странах варьируются.
|
|
|
В Российской Федерации, по ГОСТ 30255-95 размеры камеры могут составлять от 0,12 до 50 м3. При использовании камер до 1 м3 первый отбор проб воздуха проводится через 24 часа с момента стабилизации параметров воздуха в камере. Второй, третий и последующие отборы проводят через каждые 24 часа в течение 5-ти суток от начала испытаний. При использовании камер объемом более 1 м3 первый отбор проб воздуха и контрольный отбор воздуха при входе в камеру проводят через 72 часа после установления рабочего режима воздуха в камере. Анализ содержания формальдегида в отобранном воздухе проводят с использованием ацетилацетонового реактива. Для других вредных летучих веществ методики определения в ГОСТ 30255-95 не даны.
Спустя два года после введения ГОСТ 30255-95 на метод определения вредных летучих веществ камерным методом были внесены изменения в ГОСТ 16371-93 и ГОСТ 19917-93, регламентирующие предельно допустимую концентрацию ВЛХВ, выделяющихся из мебели в воздух жилых помещений. Спустя почти десять лет методики определения этого перечня так и не введены в ГОСТ 30255-95.
В США институт Research Triangle совместно с Управлением по охране окружающей среды в 1999 году разработал и выпустил «Протокол испытаний в большой камере для измерения эмиссии летучих органических веществ и альдегидов»[7]. Этот протокол описывает метод определения летучих органических веществ в камере с последующим их определением в хроматомасспектрометре. Для альдегидов используется хроматограф с инфракрасным датчиком. Объем камеры от 25 до 30 м3. Время, затрачиваемое на испытание равно 168 ч.
|
|
|
В 2000 г. В Штате Калифорния были выпущены «Заключительные спецификации окружающей среды, для офисной мебели», которые также описывают испытания камерным методом [8]. Объем камеры от 25 м3. Время, затрачиваемое на проведение испытаний равно 96 ч. Так как эти спецификации предназначены для рабочего места они регламентируют гораздо большую концентрацию летучих органических веществ и альдегидов, чем в протоколе американского управления по охране окружающей среды.
В таблице 1 представлены параметры испытаний в климатических камерах в США и России.
В мировой практике было разработано много других газоаналитических методов определения ВЛХВ выделяющихся из древесных плит. Например, метод Виттмана заключается в том, что образцы древесностружечной плиты (обычно два, размеры которых составляют 530 мм х 440 мм, соответствующей толщины) устанавливают на 2 часа в камеру, где создана температура 70 0С и относительная влажность воздуха 50 %. Затем 69 л содержащего формальдегид воздуха пропускают поглотители, заполненные сорбирующей жидкостью. Содержание формальдегида определяют йодометрически. Метод FESYP – потоком нагретого до 60 0С воздуха продувают со скоростью 60 л/ч находящиеся в трубе образцы размерами 400 мм х50 мм соответствующей толщины. Формальдегид, уносимый воздушным потоком, поступает в ряд установленных друг за другом поглотительных колонок, заполненных водой. Недостаток этих двух методов заключаются в отсутствии надежной схемы пересчета с температуры 70 0С и влажности 50 % (сложные зависимости) [3].
Таблица 1
Сравнительные данные по параметрам, поддерживающимся в рабочем объеме камеры во время проведения испытаний.
| Страна | Параметры в камере | |||
| Температура, 0 C | Относительная влажность воздуха, % | Воздухообмен, 1 камера/час | Скорость воздуха, м/с | |
| Россия ГОСТ 30255-95 | 23±2 | 45±5 | 1±0,1 | - |
| США 1. «Протокол испытаний в большой камере для измерения эмиссии летучих органических веществ и альдегидов» 2. «Заключительные спецификации окружающей среды, для офисной мебели» | 23±2 23±2 | 45±5 50±5 | 1±0,1 0,5 или 1 | - от 0,0075 до 0,125 м/с |
Экстракционный (перфораторный) метод позволяет оценить лишь относительный уровень токсичности древесных плит, так как с его помощью можно определить именно содержание в древесных плитах формальдегида. Принцип этого метода заключается в экстрагировании формальдегида из ДСтП сначала кипящим толуолом, а затем водой с последующим его определением в водном растворе. Этот метод был стандартизирован во многих странах, в России это ГОСТ 27678-88 “Плиты древесностружечные и фанера. Перфораторный метод определения содержания формальдегида”. При стандартизации этого метода был принят опыт санитарно-эпидемиологических служб - в дистиллированной воде формальдегид определяли обратным йодометрическим титрованием.
Метод WKI был разработан в институте им. Вильгельма Клаудитца (ФРГ). В принципе его тоже можно отнести к газоаналитическому методу. Суть этого метода состоит в следующем: из плиты выпиливают образцы размером 25 мм х 25 мм соответствующей толщины и определяют их влажность. Образцы (около 15 г) укрепляют тесьмой в полиэтиленовой банке емкостью 500 мл, над дистиллированной водой, налитой на дно банки в количестве 50 мл. Герметично закрытые банки выдерживают при заданной температуре (обычно 40 0С) в сушильном шкафу в течение различных отрезков времени. После этого их охлаждают, чтобы достичь полной сорбции формальдегида и определяют его содержание йодо- или фотометрическим методом [3].
Модифицированный метод Рафаэля был разработан и стандартизирован в Нидерландах (брошюра CHR 78-4). Этот метод отличается от WKI тем, что вместо дистиллированной воды, на дно банки наливают насыщенный раствор хлорида натрия [3].
Недостатки методов WKI и Рафаэля:
· неблагоприятное соотношение поверхности торцов и поверхности плиты;
· повышенная влажность, что приводит к увеличению содержания формальдегида в воздухе, при испытаниях.
· разрушение образца.
В соответствии с Федеральным Законом от 30.03.99 N 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» мебель допускается к использованию при наличии санитарно-эпидемиологического заключения. Это заключение выдается Центрами Госсанэпиднадзора после прохождения образцов мебели испытаний эксикаторным методом (название упоминается во многих источниках). Хотя этот метод мало напоминает классический эксикаторный.
В основном эти методы разработаны для древесно-стружечных плит и у большинства из них есть существенный недостаток – «разрушающий контроль», поэтому для испытаний мебели используется именно камерный метод. Но он так же имеет ряд недостатков и ограничений:
· большой объем испытательной климатической камеры (до 50 м3);
· необходимость отбора для испытаний значительного числа образцов;
· большая продолжительность испытаний;
· отбраковка всей партии мебели (хотя превышать предельно допустимую концентрацию может один вид древесных плит примененных при производстве этого образца).
В связи с этим, на базе НП «Севзапстандарт» совместно с ВНИИМ им. Д.И. Менделеева была разработана и аттестована экспресс-методика определения содержания вредных летучих веществ выделяющихся из полимерных древесных плит [9]. Суть метода заключается в измерении скорости десорбции летучих органических веществ в динамических накладных камерах и прогнозирования параметров экологической опасности при различных режимах эксплуатации изделий.
Описание метода
Формирование некоторой концентрации того или иного вещества в воздухе помещения, в котором находится мебель, является закономерным процессом. Он характеризуется рядом параметров, которые могут определяться в краткосрочных опытах (в течение нескольких часов), после чего по полученным данным может быть сделан расчет (с применением ЭВМ) требуемых показателей экологической безопасности мебели. Таким образом, продолжительность испытания образца мебели в климатической камере может быть сокращена с 20 суток (по ГОСТ 30255-95) до нескольких часов.
Перечень прогнозируемых показателей:
1. Концентрации токсичных веществ в воздухе испытательной камеры на 20-е сутки (в соответствии с ГОСТ 30255-95).
2. Концентрации веществ в воздухе различных помещений, в которых находятся различные образцы мебели, в разные промежутки времени при той или иной скорости воздухообмена.
3. Время, через которое происходит практически полное прекращение десорбции веществ из мебели в воздух.
4. Количество веществ, которое десорбируется из мебели в воздух за время ее эксплуатации.
5. Максимальную концентрацию вещества в воздухе помещения, в котором находится мебель.
6. Скорость воздухообмена, при которой концентрация вещества в воздухе помещения не превысит ПДК.
7. Количество мебели определенных типов, которые могут размещаться в данном помещении без опасности превышения ПДК.
8. Время, через которое концентрации токсичных веществ в воздухе помещения станут ниже ПДК.
9. Время, когда концентрации токсичных веществ в воздухе помещения будут максимальны.
Условные обозначения и единицы измерения
– объем слоя материала толщиной «а», ограниченного площадью камеры
сверхмалого объема, м3
– масса исследуемого вещества, находящегося в объеме V кам., мг
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 207; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!