内墙涂料是室内装饰装修的重要部分之一，尽管目前随着行业发展，水性涂料已经普及，可以降低VOC类化学污染物散发，但涂料涂刷的过程仍存在化学性污染和可能的颗粒物污染过程。本次通过全程试验跟踪，全面测评实际建筑房间涂刷涂料的全场景污染物散发过程，从而分辨水性涂料对室内环境污染的影响过程和散发水平。
实验于近年春夏之交，实验全过程保持测评房间门窗自然关闭，室内无通风管道，不与室外气流流通。实验期间2个房间保持空置，不设装饰材料和家具。设计相同的环境背景和场地条件，即选用2个相同房间房型（房间A、房间B）及几何尺寸、相同朝向、相同环境背景条件、相同建材装修条件。2个房间分别在墙面和屋顶涂刷2个品牌的水性涂料（均为市场上随机购买），分别为a型功能水性涂料、b型水性涂料，实验中保持同步的操作过程，即同步涂刷涂料，每个房间涂刷面积相同，同步测试涂刷后的室内环境污染指标。
图1 样板间涂刷涂料现场过程与效果
测试包括使用空气质量传感器在线监测、标准方法采样检测2个部分。
第1部分：使用多参数空气质量传感在线监测仪，通过无线网络技术下载实时监测数据，用于实时监控2个实验房间的温度t、相对湿度φ、PM2.5和CO2。实验开始前，对空气质量传感监测仪各参数均进行标准方法比对校准。
第2部分：根据GB/T 18883测试标准[3]，测试房间空气指标包括：甲醛、TVOC、苯、甲苯、二甲苯、氨，以及生物菌落指标。标准方法主要采用离线采样检测方式，实验工况包括：涂料涂覆前的背景工况测试、涂料使用后1d、7d、14d、21d测试，共5个工况。具体测试内容如表1和图1。
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图2 实验房间IAQ测试现场
内墙涂料涂覆前，对室内各空气参数指标测试，测评显示各参数结果均远低于限值，可以忽略。
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注：表中给出的化学污染物浓度均扣除房间空白工况条件下背景浓度，下文测试工况均类同。
表2可见，测试房间涂料粉刷后1d的室内TVOC浓度均严重超标, 房间A的TVOC为标准值的39.1倍；房间B内的TVOC为标准值5.9倍。结果可见，尽管2个实验房间涂覆水性涂料，房间在涂刷施工期间，应注意施工人员的污染防护，以免施工人员的短期高污染暴露。
涂刷1d后，房间B的甲醛浓度也有高于标准1倍，可见水性涂料涂刷过程也存在引起室内甲醛浓度升高情况。
对2个房间的苯、甲苯、二甲苯及氨等化学污染物测试均不超标，即认为2种品牌的水性涂料，涂刷后不产生该类污染。对菌落总数测试发现，涂料不引起室内菌落数升高。
对实验房间分别进行1d、7d、14d、21d的化学污染物标准方法采样和测试，对TVOC、甲醛的测试结果如图3和图4。由测试结果可见，2个房间在涂刷不同品牌水性涂料后，房间A的TVOC浓度在7d、14d、21d分别为2.22 mg/m3、1.61 mg/m3、0.98mg/m3。房间B的TVOC浓度在7d、14d、21d分别为0.71mg/m3、0.23mg/m3、0.01mg/m3。由此可见，在涂料涂刷后近1周（7d）时间，2个房间室内TVOC浓度均大幅下降，其中房间A在涂刷1d的浓度显著高于房间B，8d后室内TVOC的自然衰减也更加显著。房间A在涂覆3周多（21d）时间内，仍在持续衰减至0.98mg/m3，但仍未达到0.6 mg/m3的国标要求。而房间B在涂刷15d后测得0.23mg/m3，满足国标要求。
图3 实验房间TVOC变化过程
2个房间在涂刷水性涂料后，房间A的甲醛浓度在7d、14d、21d分别为0.04 mg/m3、0.02 mg/m3、0mg/m3。房间B的TVOC浓度在7d、14d、21d分别为0.03mg/m3、0.03mg/m3、0.01mg/m3。可见，房间涂覆涂料7d后，均可满足甲醛0.1 mg/m3的标准要求。
图4 实验房间甲醛变化过程
以上测试结果可见，应用市场上的水性涂料，对TVOC的挥发水平并不一致，在涂刷14d（2周）时间，也未必能满足标准要求。可见对二次装修的房间，涂覆涂料后未必能实现快速入住，需根据测试掌握涂料的散发规律曲线。对有入住时间要求的房间，应采取强制通风等手段加速涂料的TVOC散发过程。
使用在线传感监测器，对2个实验房间进行涂料涂覆过程的PM2.5浓度实时监测，同时跟踪测试了室外的PM2.5浓度水平，整理实验过程时均PM2.5浓度如图5。图中可见，在测试期间2个房间内PM2.5浓度随时间变化显著波动，并与室外PM2.5浓度的变化趋势基本一致，即随着室外环境PM2.5浓度波动，室内PM2.5浓度曲线相应波动变化，可以判定房间PM2.5受室外污染物浓度的波动直接影响。
房间A的PM2.5显著低于房间B的PM2.5值。测试期间， 房间A的小时均值为20.6μg/m3，房间B的均值为35.3μg/m3，房间A比房间B的PM2.5 均值浓度低14.7μg/m3。
图5 实验房间PM2.5在线监测时序图
根据统计，测试期间室外PM2.5的均值为26.7μg/m3，以一般房间PM2.5的I/O为0.8计算，室内无污染源的均值为21.4μg/m3，比较2个房间使用的2个品牌水性涂料可以发现，房间A的浓度你均值20.6μg/m3，即认为房间A使用的涂料a不散发PM2.5，而房间B的均值为35.3μg/m3，平均高出近14μg/m3，即认为涂料b在涂刷过程21d中，也伴随散发PM2.5，应考虑PM2.5作为涂料的环境性能指标来检测。
房间A和房间B除测试期间实验人员进入检测外，没有人员进出。根据图6的CO2浓度曲线，可以看到房间A、房间B有4处脉冲式升高现象，即显示出有人员活动情况。其余时间段2个房间、以及室外CO2浓度均比较平稳。
图6 实验房间CO2在线监测结果
通过监测数据统计，测试期间对房间A的CO2平均浓度为298ppm，房间B的CO2平均浓度为413ppm，室外监测期间CO2对应的平均浓度为406ppm。房间A的CO2平均浓度较室外浓度小108ppm，为室外浓度的73.4%，而房间B的CO2平均浓度与室外浓度相当，可以认为无影响。根据以上比较可以判定，水性涂料a具有CO2较显著的去除功能。
通过21d对上海市某办公楼2个实验房间进行2个品牌的水性涂料涂覆后的全过程环境测试，本实验对2种内墙涂料涂覆过程的环境影响进行了全面测评。主要结论如下：
1）即使房间使用水性涂料，2种涂料涂覆后TVOC浓度的衰减水平有较大差别， 如使用涂料a在21d后TVOC仍超标，使用涂料b在7d后TVOC满足限值要求。可见，涂覆涂料后，为安全起见，应考虑延长通风TVOC散发时间1月以上再使用。
此外，通过涂覆1d的房间TVOC发现，在涂刷施工期间，环境TVOC浓度水平最高，且远高于限值，应对施工人员的短期暴露进行化学污染的相应防护防护；
2）检测涂料发现，水性涂料一般不产生苯、甲苯、二甲苯等化学污染物；也没有菌类微生物产生，有些涂料在涂覆开始短期内会散发少量甲醛气体；
3） 通过PM2.5在线监测发现，水性涂料在涂覆过程中散发PM2.5颗粒物，实验中涂料b在实验房间涂刷过程21d中，引起室内PM2.5平均升高14μg/m3。因此，应考虑PM2.5作为涂料的环境性能指标来检测；
4） 通过CO2在线监测发现，水性功能涂料a在涂覆过程中可显著去除CO2，实验中使用涂料a的CO2平均浓度较室外浓度小108ppm，为室外浓度的73.4%。利用该发现，可满足会议室、教室等密集人群环境室内降低CO2浓度的环境要求。
此外，本文使用环境在线监测传感器对室内环境参数进行了研究，并发现了不同涂料的环境污染物散发的显著差异，因此认为利用环境传感器进行室内环境在线监测是一种可靠有效的实验方法。
参考文献
[1] 肖文清,尹国强,葛建芳,等.功能性内墙涂料的研究进展[J].广州化工,2011,39(16):42-43.
[2] 彭清涛,胡文祥,王力.室内环境质量及其检测方法[J]. 现代仪器,39,1:12-14.
[3] 国家质量监督检验检疫总局,卫生局，国家环境保护总局.GB/T 18883-2002 室内空气质量 标准[S].北京：中国标准出版社, 2003.