估计的挥发性有机化合物挥发性)和人类健康风险评估模拟室内环境组成的软垫家具商用泡沫做的

文摘

本研究进行的定性和定量测定挥发性有机化合物挥发性)和总挥发性有机化合物(TVOC)高分子泡沫材料用于软垫家具。六种不同类型的泡沫即高弹性泡沫K5040标准聚氨酯泡沫N5063保税聚氨酯泡沫R100中,粘弹性泡沫V5020 KF5560自动灭火泡沫,泡沫橡胶。短期和长期(24、48、72、672小时(28天))测量进行区分的作用主要排放(出现在新产品)和二级排放(由于材料或化学反应缓慢释放由于材料的多孔结构)。使用小空间抽样样本收集室的温度23°C,湿度50%取决于时间的方面。挥发性有机化合物的浓度和TVOC被确定和量化使用气相色谱光谱(gc - ms)方法。基于VOC测量,标准房浓度模拟估计的人类健康风险评估所有六个类型的泡沫。模拟的结果表明不可能很长时期的人类健康风险(28天),作为估计的值被发现是远低于规定的限制。

1。介绍

当今社会花大多数的时间在密闭空间,主要是在家里,95%和6%的时间在车辆1]。因此,室内环境是人类生活的一个重要方面,它是必不可少的,其质量卫生安全是在最高水平。空气质量可以测量和分析通过空气样本,由适当的方法评估的挥发性有机物质(VOC)和总挥发性有机化合物(TVOC)从己烷到十六烷(C6-C16)这是一个环境空气清洁的指示器。排放的主要来源在室内家具等材料中使用的木材家具(2,3)、泡沫和人类活动。最广泛的化合物是甲醛和乙醛。他们广泛出现的原因是他们不稳定的性格和他们广泛用于生产大量的家居产品,如油漆、油漆、蜡、溶剂和洗涤剂。他们也被证明是释放在使用电子设备,如打印机,复印机等(4]。消费者安全担忧的理由控制空气污染物,如挥发性有机化合物的仪器,这些不良物质释放材料用于室内产品制造(5]。一些技术已经开发解决这个问题(6]。有几个其他聚合物,如木质素和纤维素(木),及其衍生物出现在不同的室内产品配方,可以吸附和保留的挥发性有机化合物的仪器,但这项研究更关注软垫家具(7- - - - - -10]。

平均而言,三分之一的生活一个人睡觉,(11]。这是不仅在床上还在休息时间软垫沙发等家具,那里躺着的区域(座位区)由泡沫材料(称为聚氨酯泡沫(PU)或泡沫橡胶(乳胶的名字)。这些聚合物材料有一个细胞结构,因此多孔性,因此,在某种程度上,透气。它执行的软化功能与身体接触表面的用户,同时,它可以表现为载体的挥发性有机化合物的仪器。一般来说,挥发性有机化合物的仪器可以在源头控制(在室内产品的生产),通风,空气净化(12]。空气净化的方法报道包括植物净化、催化燃烧、膜分离、沸石吸附为基础,Bio-filtration、吸收,活化碳吸附(13- - - - - -15]。每种方法都有其优点和缺点,最合适的方法可以从站点到站点。软垫家具的上下文中,可以修改属性的泡沫添加剂,小说吹代理和新biobased聚合物或者至少最小化在规定范围内(16,17]。

在先前的研究中,潜在的风险释放的挥发性有机化合物的仪器从五个类型的聚氨酯泡沫通过模拟的场景,一个人躺在一个柔软的泡沫床垫的估计(每天8小时。18),非常长期的测量间隔失踪,限制了对被动排放数据可用性。在这项研究中,六个常用的泡沫软垫家具(商用)渗透率和排放挥发性有机化合物的仪器特点。时间间隔的测量都是24、48、72和672 h(28天)的时间间隔。长期测量(28天)进行区分的主要排放(身体释放化合物存在于新产品)和二级排放(化合物产生的化学反应在产品或组织和逐渐被释放)。本研究旨在提供关于二级排放丢失的数据,需要相对长的时间发出。从我们的实验中,基于VOC值的浓度挥发性有机化合物的仪器在一个标准的房间被建模为所有六个评估人体健康风险类型的材料。

2。材料

内部使用标准从乙酸乙酯、甲苯、正己醛,n丁酯、乙苯、米,p二甲苯、苯乙烯、o二甲苯,α蒎烯、3-ethyltolueneD-10 -o二甲苯,1,2,4-trimethylbenzene (Supelco,西格玛奥德里奇),3 -δ蒈烯和butoxyethanol(丙烯酰胺)。样品检测挥发性有机化合物含量的参数可以在表中找到1。测量样品的尺寸为0.65米×0.65米×0.05米, 。

3所示。方法

3.1。抽样释放的挥发性有机化合物的仪器

VOC测量之前,每个样本被放置在空调72 h小空间发射室。集中释放的挥发性有机化合物的仪器在不同的时间间隔评估使用ISO 16000 - 9(2006)标准(19]。泡沫的样本被放置在一个密封的空间定义温度23°C,大气相对湿度50%,气流速度的0.1到0.3 ms⁻¹。取样进行分析收集使用体积小空间室内VOC测试1000体积的1米³。采样是通过分配器通过两个泵抽空气的气流12 l . h⁻¹通过两个与Tenax TA吸附剂吸附管,有机成分吸附在吸附剂。一个抽样的时间是180分钟。测量个人的聚合物泡沫材料装满排放分析TVOC和挥发性有机化合物是由24 h, 48 h, 72 h和672 h(28天)的时间间隔。

3.2。气系统和样品的分析

样品收集在Tenax管受到热解吸系统,从那里他们注入气相色谱与质谱系统配备了ChemStation程序。吸附采样管的内容是使用热解吸眠管成列的毛细管柱气相色谱仪和质谱仪器(图1)。随后,定性和定量数据评估使用ChemStation软件。内部标准D10 -o二甲苯方法用于评价根据ISO 16000 - 6 (2011) (20.]。MS-SPL-BOTH方法(MS-mass谱,SPL-Splitless注入方法;BOTH-collection所有离子扫描(扫描给定的重量范围内的所有离子)和选择离子SIM(单一的选择离子监测)光谱),工作在两种模式同时扫描和SIM卡,用于分析样品的空气样本测试材料(表2)。RT保留时间,目标离子Tg和控制离子Q1、Q2和Q3 SIM模式是用来识别个人的挥发。目标离子峰面积(Tg)是用来评估个人的浓度挥发性有机化合物的仪器。峰地区总离子离子色谱(TIC)是用来评估烘焙。计算挥发性有机化合物的仪器和TVOC的内容首先使用ChemStation软件,我们获得的分析物ng /管。转换为重量浓度在Excel中执行。扫描模式用来评估TVOC参数。TVOC是VOC的总和化合物之间从色谱柱中筛选了n己烷和n十六烷包括这些。

3.3。人类健康风险的估计

人类健康风险评估,最糟糕的情况是使用挥发性有机化合物的仪器的测量值建模。最糟糕的场景是基于复合的最大测量浓度无关。之前报道的方程和方法被用来评估健康风险的标准房。这些估算值与科学的价值和图像的基本单位(如果可用)。这给了一个想法一个标准房间的健康风险的可能性。软垫家具(模块化沙发),总表面积12.81 m²被认为是放置在卷30米的标准房吗³。所有表面被认为是排放的挥发性有机化合物的仪器模型最糟糕的场景。以下方程被用于建模的目的据Hillier et al。18]。

:样品在标准房和室,面积12.81²−0.98米²

:标准房间和室,30米³−1米³

:标准房间和室空气变化,0.5 h⁻¹−1 h⁻¹

:领域特定的体积流量在一个标准房间和室,

计算挥发性化学的浓度在标准的房间

测量的浓度挥发性化学试验室

因此,挥发性化学的浓度在标准房间的产物浓度的挥发性化学试验室乘以0.87。

4所示。结果和讨论

室内环境中的来源的挥发性有机化合物的仪器可以油漆,家具,电器和装饰物品。有三个级别的这个问题处理源,通风和空气净化。几种方法已报告在室内环境控制挥发性有机化合物的仪器如甲苯吸附用活性炭(15,23),催化或UV方法(22),泡沫配方的添加剂(17)、热氧化和生物法(13,14)方法。每个方法有其优点和局限性,应考虑基于个体的室内环境。然而,这手稿是专注于聚合物泡沫和健康风险评估在室内排放挥发性有机化合物的仪器条件。个人材料的测量TVOC值呈现在图2。图中可以看到2TVOC的观察值为K5040相对较高,V5020,泡沫橡胶材料相比其他人。然而,时间降低TVOC内容不是所有观察到的材料。也表明二次发射的作用及其变化基于材料特性(孔隙度、渗透率)。此外,结果表明,提出的值为K5040 TVOC, N5063,泡沫橡胶随时间而下降。R100中,KF 5560年,随着时间的推移和V5020表现不同,没有确认TVOC随时间减少。在KF5560,我们可以看到随着时间的推移逐渐增加小TVOC, 72 h (241µg m⁻³),672 h后急剧下降到109µg m⁻³。同样,V5020 TVOC值逐渐增加到326µg m⁻³在48 h,紧随其后的是一个微不足道的减少到323人µg m⁻³72年,最终减少到138人µg m⁻³在672 h。R100中材料显示TVOC值减少到102人µg m⁻³在72 h。然而,672 h后,值增加到148µg m⁻³。这就是二次排放的作用可以认为导致反常的行为。

在post-24-hour测量,所有材料显示TVOC超过300µg m⁻³在180年,除了KF5560µg m⁻³。最高浓度测定K5040 24 h后,N5063、泡沫橡胶和R100中发泡聚氨酯泡沫。粘弹性泡沫V5020达到323年的最高浓度µg m⁻³和聚氨酯泡沫塑料阻燃剂KF5560达到216µg的最高浓度⁻³48 h测量。最高浓度观察72 h后粘弹性泡沫V5020 (323µg m⁻³)。K5040 KF5560,泡沫橡胶,浓度为72 h从211年到256年不等µg m⁻³。最低浓度测量值72 h后的聚氨酯泡沫R100中102µg m⁻³和聚氨酯泡沫N5063 124µg m⁻³。97年的最低浓度µg m⁻³672 h后在N5063被发现。229年的最高浓度µg m⁻³在K5040 672 h后发现。算术平均的情况下发现的tvoc总段测量时间的材料,我们可以把这些材料分成三组根据平均结果值。第一组是随着时间的推移,在100年发布的材料µg m⁻³TVOC是K5040 R100中。第二组是材料释放TVOCµg超过90米⁻³泡沫橡胶,N5063和V5020。此外,第三组是材料释放TVOC低于90µg m⁻³随着时间的推移是KF5560。

在分析确定的挥发性有机化合物的仪器,13个重要物质测定,提出了图3。观察监控行列式的最高浓度甲苯(26.6µg m⁻³在聚氨酯泡沫R100中24小时测量。显著的浓度18µg m⁻³还测量了24小时的泡沫橡胶。甲苯被发现在一个更高的浓度对所有材料相比其他物质。3的最低浓度µg m⁻³24小时后在粘弹性泡沫V5020检测。最少的材料与甲苯粘弹性泡沫V5020加载。最负担与甲苯是保税材料聚氨酯泡沫R100中。个人的甲苯浓度逐渐减少有关所有测量材料的时间。

另一个复合显示高浓度的19.3µg m⁻³在泡沫橡胶和17.8µg m⁻³在聚氨酯泡沫R100中24小时后米,p二甲苯。8.9的最低浓度µg m⁻³超过24小时粘弹性泡沫V5020检测。虽然米,p二甲苯也没有达到高浓度的甲苯个人泡沫分析,它相对于其他高浓度随着时间的推移,个人材料。的米- - - - - -p二甲苯在最小数量的被释放V5020粘弹性泡沫。最释放材料p二甲苯是一个保税聚氨酯泡沫R100中。的浓度米,p二甲苯在所有测量材料随着时间的推移逐渐减少。这种物质乙酸乙酯中检测出更高的浓度超过1µg m⁻³只有在绑定R100中泡沫聚氨酯泡沫。乙醛是最具代表性的K5040聚氨酯泡沫;最高浓度达到672 h。乙醛不仅会降低,也会增加在K5040聚氨酯泡沫,泡沫橡胶,保税R100中聚氨酯泡沫。

N丁基醋酸显示泡沫橡胶的最高浓度和672 h后的R100中聚氨酯泡沫,因此没有随时间减少;这也可以归因于二级排放。乙苯达到最高浓度的10.7µg m⁻³N5063聚氨酯泡沫24 h后,浓度低于1µg m⁻³后48 h - 672 h。这是明显强调时间K5040聚氨酯泡沫,泡沫橡胶和保税R100中聚氨酯泡沫。苯乙烯被观察到的浓度随时间K5040聚氨酯泡沫,泡沫橡胶,保税R100中聚氨酯泡沫。O二甲苯8.3显示的最高浓度µg m⁻³在泡沫橡胶后24 h。随后随时间减少。类似的趋势在所有其他样品,粘弹性泡沫V5020除外。O二甲苯浓度显示随时间减少为所有类型的测试样本。butoxyethanol,最高浓度达到3.6µg m⁻³泡沫橡胶672 h。随着时间的推移,没有观察到浓度下降。3 -δ卡伦在测量上面1µg m⁻³后24小时、48 h, 72 h和672 h在泡沫橡胶。浓度最高的是72 h后作出的。

没有个人材料的TVOC测量值超过了Ecolabel和CertiPUR标签要求,在挥发性有机化合物的浓度不得超过500人µg m⁻³。在模拟健康风险评估,没有一个化合物显示一个值高于规定限制;从而没有健康风险可以建议(表3)。甲苯的观察最大的模拟值与23.14 R100中µg / m³也被诺尔远低于规定的值。

5。结论

挥发释放材料以不同的方式。因此,我们不能说,在时间浓度下降如果我们把个人的顺序测量24 h后,48 h, 72 h和672 h的测定挥发性有机化合物的仪器或确定的峰面积减少挥发性有机化合物的仪器。因此,672 h后的值远低于24小时之后。然而,并不是所有测量材料,我们可以看到,挥发性有机化合物的浓度峰值将低于最初的24小时测量浓度。因此,在一段时期内,或峰面积减少而初始浓度测量。个人的聚合物泡沫材料,减少订单的浓度的比较,乙酸乙酯,甲苯、正己醛,n龙叔丁乙酯、乙苯、米,p二甲苯、苯乙烯、o二甲苯、butoxyethanol 3-ethyltoluene, 1, 2, 4-trimethylbenzene 3 -δ四旬斋。峰面积的比较观察,减少订单之前,1,4-dimethylpiperazine, 4-ethylmorpholine, triethylenediamine,N,N十一烷,-dimethylbenzene-methanamine 2-ethylhexanoic酸、decamethylcyclo-pentasiloxane、十二烷,十三烷,dodecamethylcyclohexasiloxane。

它可以得出的结论是,很难推广时间降低VOC释放这些值与时间各种聚合物不同,材料,和个人VOC的基础。然而,在模拟值,可以看出研究的挥发性有机化合物的仪器没有观察到更接近规定的限制。因此可以建议零健康风险。考虑来源依赖的性质和数量的变化TVOC鸡尾酒和毒性水平的个别化合物,建议减少它们的内容在不同的水平。各种配方泡沫策略功能添加剂除了修改后的面料应该利用减少VOC的排放。

数据可用性

在生成的数据集和/或分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢捷克的技术机构的支持;格兰特TH03030416数量通过项目”Progresivni konstrukce一řizeni sušaren pro těžko sušitelne dřeviny včetněexotickych”的金融支持。

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