经过油漆、清漆、蜡和溶剂涂刷过的家具很容易释放挥发性有机化合物（VOCs）。研究实木和木质复合家具释放VOCs的具体情况很重要，因为它们直接影响了房屋室内空气质量。
了解有机化合物的排放、识别此类化合物的试验方法及其对环境因素的累积影响，是确定排放限值和保护人类健康的关键因素。
此类化合物暴露的时间长短是影响健康的一个重要参数。当暴露期延长时，健康则受到更大的负面影响。
因此，我们有必要进行一项研究，以确定导致漆料涂层家具释放VOCs的主要因素。
本文还将结合最新法规提供一些建议，介绍可用于控制VOCs排放的方法，从而改善室内空气质量。
挥发性有机化合物（VOCs）的危害
事实上，室内空气中挥发性有机化合物（VOCs）的存在与健康风险直接相关。VOCs对人体尤其是儿童的健康会造成严重的不良影响。儿童是一个比较敏感的群体，因为他们的身体发育和认知力不全。
我们需要提高意识保护人类健康，尤其是在封闭的环境下，应考虑家具排放的VOCs对成年人和儿童可能产生的有害影响。正如上文提到的，儿童作为特别敏感的群体，他们的免疫系统很弱，所以更容易受到此类化合物的危害，原因如下：
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儿童的身体发育和认知力不全，还在逐渐成长中。
儿童体重较轻，呼吸比成年人快，因此他们更容易受到空气中化学物质的影响。
儿童的新陈代谢速度比较慢，所以一些化学物质在他们体内停留的时间更长。
许多化学物质可以模拟激素；因此，它们会对人体内分泌和发育系统产生负面影响，不利于儿童健康成长发育。
VOCs针对的人体系统会产生变化，这取决于暴露在化合物中的时长，有可能得短期的急性病也有可能会患得长期的慢性病。中枢神经系统和呼吸系统是患得急性病的目标系统，VOCs会刺激眼、鼻、喉、粘膜，引起头痛和眩晕。
而长期接触此类化合物会受到更加严重的负面影响，VOCs会“侵入”人体不同的系统，包括免疫、造血、中枢神经和呼吸系统。
当人体免疫缺陷，血液的化学成分会产生变化引起白血病，大脑反应时间变慢、注意力和平衡能力出现问题、记忆丧失、周围神经病变和哮喘等都是长期暴露在VOCs环境中的负面结果。
而且通常来说VOCs是脂溶性化合物，它们可以通过血脑屏障对神经健康造成不良影响。
虽然已经出现了很多新的创新技术对木材进行涂饰加工，但事实上，使用相关技术制成的成套家具依然会造成严重的室内空气污染。
设计师、制造商和消费者最关心的是家具产品的美观度、功能性、成本和耐久性。然而，其实他们更应该关心的是家具长期散发VOCs的问题。
世界卫生组织发布的指南将室内空气质量描述为关乎人类健康与福祉的重要决定因素，并指出室内空气中VOCs等有害物质的排放会引发许多健康问题。
为此，世界卫生组织已经发布了关于实施室内空气质量和公共卫生保护的最有效方法的指南。美国环境保护署（EPA）发布了《室内空气质量指南》，强调室内空气被污染的风险可能比室外空气更高。
合格的室内空气质量被定义为有害物质的浓度低于美国采暖、制冷和空调工程师协会（ASHRAE）提出的限值。
2017年欧洲发布的一份题为“欧盟家具产品生态标签标准修订”的报告指出，家具产品排放VOCs是影响室内空气质量的一个重大问题。
该报告提供了一种灵活的方法，通过使用低VOCs浓度的涂料将家具VOCs释放量降至最低，在实验过程中测试了最终产品的VOCs的释放量，与此同时避免使用高成本的方法进行测试。
典型的VOCs包括醛和苯系物，如甲醛、甲苯和苯。以往的研究主要集中于建筑材料的VOCs排放，对家具的研究很少，因为家具的VOCs排放机制取决于其涂层和原材料。
脲醛树脂和油漆在家具制造过程中仍被广泛使用，导致甲醛和苯排放到室内空气中。
目前，很少有研究分析经过涂层的家具释放VOCs的情况及其对空气质量的影响。本研究通过测试多种家具产品和涂层材料的VOCs释放水平，对其中部分化合物的不良影响进行了分析，从公共卫生保护的角度提高人们对相关信息的认识。同时，基于测试结果给出了一些建议和方法，以减少VOCs及其他有害化学物质的排放量。
不同产品与材料的挥发性有机化合物排放情况
木制家具主要由实木和人造板制成。其表面涂有不同类型的面漆，包括油漆和清漆、染色剂、树脂浸渍纸高压装饰层积板、其他覆盖层等。
这些装饰涂层的大多数化学结构中含有萜烯、芳烃或醛类，并释放出不同类型的VOCs。漆作为一种应用广泛的涂层材料，可以改善木材的光滑度和光泽度、表面纹理的视觉感和立体感，以及增强木材的自然颜色。
在漆类中，水性漆和聚氨酯（PU）漆会释放酯类、醇类化合物和芳香烃。然而，紫外线（UV）固化漆不会释放任何酯类或其他化合物，对醛、醇和酮的抑制作用最强。
用于表面处理的产品，如溶剂、乳液和基于气溶胶的化学品，旨在提高最终产品的整体质量和使用寿命。
如果将以上提到的涂层材料（包括但不限于覆盖层）用于木复合板【包括刨花板、中密度纤维板（MDF）和定向刨花板（OSB）】，再将其制成家具及其配件，通常会减少基材的VOCs的排放。
溶剂型和乳液型装饰涂层的主要常见成分是甲苯、二甲苯、苯和苯乙烯。乙苯和对二氯苯是苯乙烯和苯乙烯-丙烯酸的中间体，羧酸盐-苯乙烯-丁二烯聚合物也可用于木材基材的涂层材料中。
其中一些化学品被用作溶剂清洁剂，以去除表面的污渍，并为进一步的产品表面处理做准备，如将其用于家具涂装行业或转化为涂料。
水分含量也是影响整体涂层质量及其使用寿命的一个众所周知的关键参数。在过去的一项研究中发现，单位水分含量越低，挥发性有机化合物VOCs（如醛类和甲醇）的排放量越大，而水分含量越高，萜烯的排放量越大。
某些化学品作为防腐剂也用于木质家具的处理，以延长其使用寿命，防止生物降解或火灾，例如丙环唑、戊唑醇和二氯苯醚菊酯，它们是属于低排放的。
此外，为了防止火灾的发生，还会使用阻燃剂处理各种类型的家具，而这些阻燃剂会从家具及配件里排放到空气中。
多溴联苯醚同系物已被合成为阻燃剂，有209种多溴联苯醚（PBDE）化合物被称为同系物。其中三种广泛用作阻燃剂，即十溴二苯醚（deca-BDE）、五溴二苯醚和八溴二苯醚。截至2019年3月，这三种物质和混合物不允许在欧洲国家市场上制造或销售。
降低VOCs排放量的方法及建议
据测量，室内污染的可能性是室外污染的10倍。相关政府机构应发布规定控制VOCs的排放，这对于保护成人和儿童的健康非常重要。同时，这些规定也有助于控制室内家具的有害气味散发。
关于控制家具的VOCs排放，各个国家和国际上都有着相关法规。比较具有代表性的是2010年世界卫生组织发布的《室内空气质量指南》确定了不同材料的VOCs排放限值。
无VOC助焊剂是水溶性的，是一种更安全的处理家具替代材料。在欧洲，不同产品的VOCs排放情况由欧洲标准化委员会（CEN）和国际标准化组织（ISO）进行标准化。
涂层刨花板和纤维板被广泛用于橱柜的制造。甲醛和其他VOCs的排放量受到了一定的标准限制，而这些限制标准与此类复合家具产品涂层的使用物质有关。
根据EN 13986标准，刨花板和纤维板的甲醛排放量标准分为E1（0.1 ppm）级或E2（0.1–0.3 ppm）级。甲醛释放限值由EN标准——EN 120和EN 717-1规定。
根据实际经验得出标准，允许中密度纤维板（MDF）面板的甲醛排放量为E1级水平的65%。
美国国家标准协会（ANSI/BIFMA-M7.1）使用奖励制度限制家具的VOCs排放水平。通过按照ISO/IEC 28360标准进行测试，发现门业制造商可以最大限度地减少被客户投诉的次数，提高消费者对门产品的接受度，这证明测试结果符合行业要求，它将支持更健康、更适用于室内环境的产品推向市场，且该测试结果可用作监管风险评估的基线测试。
在美国，环保署根据《清洁空气法》（CAA）对一些家用产品含有的VOCs进行了监管。但有时候《清洁空气法》（CAA）会引起混淆，因为根据CAA标记为“无VOC”或“低VOC”的部分产品可能含有高毒性的挥发性有机化学品。所以更应该推出新的法规和标准以防止这些化学品对人类健康造成不利影响。
世界各国的现行法规各不相同。所以不同国家对木质家具VOCs的排放所设定的限值也不一样。
设立法规规定VOCs的排放限值是保护人类健康的主要方法。另一方面，在使用释放挥发性有机化合物的产品时，提高通风意识也很重要，这样能降低室内空气中的挥发性有机化合物水平，它是减少挥发性有机化合物的主要预防措施。
众所周知，挥发性有机化合物造成的长期影响可能导致严重的健康问题，如癌症、呼吸或神经系统疾病。上文还提到，儿童对这些化学物质所造成的短期及长期影响更敏感。因此，对室内环境中的挥发性有机化合物进行全面控制，并提供无挥发性有机化合物的绿色替代品是非常必要的。
人工神经网络（ANN）被用于预测家具及配件的VOC排放量。
我们在不同环境条件下对四种类型的家具进行了室内试验，结果表明，采用人工神经网络时，预测值与实验值的平均绝对百分比误差在10%以内。
这说明该人工神经网络模型在预测挥发性有机化合物浓度方面优于传统的物理模型。研究还表明，使用机器学习识别时应用人工神经网络能够精确描述家具内化学物质排放特征。（注：人工神经网络，简称“ANN”，是指由大量的处理单元，即神经元，互相连接而形成的复杂网络结构，是对人脑组织结构和运行机制的某种抽象、简化和模拟。它以数学模型模拟神经元活动，是基于模仿大脑神经网络结构和功能而建立的一种信息处理系统。）
基于以上提到的测试结果和模型的应用，从减少VOCs排放的新型涂层材料和工艺的发展情况来看，最近的研究很有希望达成目标。
通过使用新型涂层相关材料，可以减少木质材料的VOC排放。不过有部分研究人员还提出了其他解决方案，即降低材料中的一种化学品的排放率，同时提高其他化学品的排放率。
用生物油替代苯酚的研究表明，使用酚醛树脂胶合的桦木胶合板的VOC排放量有所减少；然而，在这项研究中，尽管检测到的VOCs总排放量显著减少，但甲醛排放量仍有所增加。
在中密度纤维板中应用合适的树脂和压制参数可以降低VOC的排放率。但由于甲醛是一种人类致癌物，因此，提出新的解决方案以减少甲醛释放是一个重要的研究方向。
最近，Bekhta等人证明，在干燥过程中加热可以减少胶合板的甲醛排放量。
也有研究表明，使用光催化净化技术，利用光催化剂二氧化钛(TiO2)吸收外界辐射的光能，使其直接转变为化学能，能够对清除室内甲醛产生一定的影响。
另有一项研究表明，含有无机金属纳米颗粒（如纳米二氧化钛TiO2、二氧化硅SiO2和银Ag）的油漆涂层木制品，其VOCs排放量显著降低。
还有研究表明，通过使用市场上出售的涂料，将其涂饰在木质材料上，其 VOC排放量可减少高达90%。
我们还进行了乳胶漆试验，结果表明，甲醛的阻隔效果最大，而乙醛的阻隔效果较小。
Pibiri等人进行了研究，根据欧洲标准EN 717–1和EN 16516测试了化学物质的排放量，得出的结论是，未经过涂层的木质材料，其测试结果无法反映居住条件下室内环境的实际化合物排放情况。当木质材料表面完全经过涂料涂刷后，其屏障效应可能达到75%或更高。
在工艺方面，Landry及其同事提出了一种混合策略，考虑通过与水性系统相关的高分子量溶剂来减少VOC排放，并且它们可能比溶剂性系统更稳定。
使用水基涂料技术，例如水性清漆和成膜材料，能够将水作为分散溶剂。与传统溶剂型涂料相比，水性涂料可去除涂料中80%以上的VOCs和其他有害物质（如甲醛、苯和二甲苯）。
Salca等人最近进行了一项研究，对替代型生态产品（包括水基和UV清漆）进行了调查，这些产品因其有害物质低排放、应用速度快、具有良好的光泽度、耐久性好而被广泛使用。研究还发现，UV清漆涂层样品的光泽度高于水性产品。
还有一种减少VOC排放的方法是使用不含溶剂的粉末涂料，这通常以静电喷涂或流化床涂层的方式来应用。
无VOCs排放的粉末喷涂是一种清洁工艺，由于其更为严格地遵守环境法规，并且与液体涂料相比具有更加优越的性能，已引起越来越多的关注。
目前，粉末涂装具有环境和经济优势，还能使产品涂层性能优异，其使用范围已不仅限于金属表面，还扩展到木制家具、塑料和纸张等应用领域。
