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摘要：汽車車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的排放會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生很大的危害。隨著人們對(duì)汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量的重視，社會(huì)對(duì)汽車車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的來(lái)源與檢測(cè)也越來(lái)越重視。主要就汽車車內(nèi)VOC污染的來(lái)源進(jìn)行分析，根據(jù)污染物來(lái)源對(duì)汽車整車、零部件及材料的VOC檢測(cè)方法進(jìn)行探討和改進(jìn)。
 

關(guān)鍵詞：車內(nèi)空氣；VOC來(lái)源；VOC檢測(cè)

引言

中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)表明：2014年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量超過(guò)2300萬(wàn)輛，創(chuàng)全球歷史新高，且連續(xù)6年蟬聯(lián)全球第一。伴隨著汽車銷量的升高，隨之而來(lái)的車內(nèi)環(huán)境安全問(wèn)題得到了越來(lái)越多人的重視。與室內(nèi)環(huán)境相比較，車內(nèi)空間更加狹窄封閉，而越來(lái)越多的使用者長(zhǎng)時(shí)間待在如此封閉的環(huán)境中，車內(nèi)空氣是否污染?車內(nèi)空氣污染會(huì)給人們身體帶來(lái)哪些危害?評(píng)判車內(nèi)空氣污染的指標(biāo)是什么?這一系列的問(wèn)題正逐漸受到社會(huì)的關(guān)注和思考。
 

車內(nèi)空氣污染物主要有苯系物、醛酮類物質(zhì)和氮氧化物等，其中苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛的濃度限值，在2012年3月1日起正式實(shí)施的GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》中做出了明確的規(guī)定和要求。該標(biāo)準(zhǔn)的制定，一方面提高了全社會(huì)對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，提高了我國(guó)車用材料產(chǎn)品的質(zhì)量；另一方面也為車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)提供了科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，加強(qiáng)車內(nèi)空氣質(zhì)量控制。由此，不僅促使汽車生產(chǎn)企業(yè)更加關(guān)注汽車內(nèi)飾零部件的選材和制造工藝過(guò)程，也使得消費(fèi)者有了維護(hù)自身權(quán)益的依據(jù)。2016年初國(guó)家環(huán)保部也發(fā)布關(guān)于征求國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》(征求意見(jiàn)稿)意見(jiàn)函，擬將該標(biāo)準(zhǔn)提升為國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，而此次強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)的制定不僅加大了幾項(xiàng)污染物的限值要求，還明確了新車型市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)制。
 

1汽車車內(nèi)VOC污染濃度標(biāo)準(zhǔn)

汽車在不同使用條件下，車內(nèi)VOC揮發(fā)含量測(cè)試結(jié)果具有很大的差別。

歐盟化學(xué)品管理委員會(huì)ECHA制定的Ｒeach法規(guī)1907/2006《有關(guān)化學(xué)品注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)與限制制度》對(duì)汽車相關(guān)材料做了部分規(guī)定。美國(guó)環(huán)保局要求汽車材料需確保對(duì)環(huán)境和人體危害程度達(dá)最低點(diǎn)。另外，美國(guó)加州65提案中對(duì)VOC的限制為室內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機(jī)物含量低于0.5mg/m3。俄羅斯制定了P51206-98號(hào)《車輛車內(nèi)污染物評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及方法》，是把司機(jī)駕駛室作為工作區(qū)的前提下所制定的車內(nèi)污染標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)對(duì)車內(nèi)污染的限值要求如表1所示，其中新限值要求還在制定中。

我國(guó)在2007年底，出臺(tái)的整車VOC測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)HJ/T400－2007《車內(nèi)空氣污染物測(cè)量方法》，對(duì)汽車整車VOC測(cè)定進(jìn)行了規(guī)定。
 

2車內(nèi)空氣VOC污染來(lái)源的分析檢測(cè)及舉例

大多數(shù)汽車內(nèi)飾部件中都含有一定量的揮發(fā)性有機(jī)物，主要為烷烴、烯烴、芳烴、乙醛或酮類等物質(zhì)。
 

目前，開(kāi)展的關(guān)于汽車VOC測(cè)試的方法(不包括為得到結(jié)果所進(jìn)行的熱老化前處理)主要有：對(duì)于苯系物和有機(jī)烴類有害物質(zhì)，采用的主要是固相吸附→熱解析→氣相色譜→質(zhì)譜法(GC-MS)分析方法。這一方法的主要過(guò)程是通過(guò)加熱，使樣品中的有機(jī)污染物到達(dá)揮發(fā)和吸附的動(dòng)態(tài)平衡，然后利用TENAX管抽取樣品揮發(fā)的氣體，使得氣體中的有害組分被TENAX填料特征吸附，再利用熱脫附二級(jí)解析和富集后使用氣象色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行定性和定量分析。這種方法是一種非破壞性的測(cè)試，但是不能重復(fù)測(cè)定，只能通過(guò)平行樣采集的方法來(lái)驗(yàn)證采樣過(guò)程的可靠性。
 

醛酮類的測(cè)試是通過(guò)特征絡(luò)合反應(yīng)形成新的化合物來(lái)進(jìn)行定量分析。具體的方法是：在采集TNEAX管的同時(shí)，連接DNPH管(內(nèi)有可以和醛酮類物質(zhì)反應(yīng)的2，4－二硝基苯肼)，樣品中揮發(fā)的醛酮組分在DNPH管中發(fā)生反應(yīng)形成新的化合物2，4－二硝基苯腙，再通過(guò)乙腈溶劑淋洗，最后利用高效液相色譜儀進(jìn)行分析檢測(cè)。

除了上述2種分析方法之外，還有霧化、氣味檢測(cè)，一種直接分析VOC的理化指標(biāo)方法；總碳測(cè)試，分析VOC物質(zhì)的綜合，以碳元素的相當(dāng)量來(lái)做結(jié)果表述?？傮w來(lái)說(shuō)熱老化的處理過(guò)程德系和美系主機(jī)廠偏向于廂式法與材料熱解析分析的方法，日系偏向于袋式法。我國(guó)自主品牌則是結(jié)合了世界上主流車廠的測(cè)試方法開(kāi)發(fā)了自己的方法，例如吉利采用了日系的袋式法，神龍則是袋式法與材料熱解析的方法均有采用。

據(jù)了解，各種面料類產(chǎn)品如汽車車內(nèi)的地毯、頂棚、坐墊、腳墊、側(cè)圍等的采用會(huì)產(chǎn)生較多甲醛，塑料制品如儀表板、座椅扶手、車門內(nèi)板及裝飾物覆蓋件、電線包皮坐墊，以及橡膠制品、皮制品和黏結(jié)劑等都會(huì)產(chǎn)生大量苯、甲醛、二甲苯等有害氣體。表2列出了一些內(nèi)飾材料中所含有的揮發(fā)性有機(jī)物種類。

而根據(jù)車內(nèi)空氣VOC污染的來(lái)源，逆向溯源分析，一般可以將VOC揮發(fā)性能測(cè)試分為3個(gè)級(jí)別：整車、總成、材料。整車分析的對(duì)象為車內(nèi)空氣，目前的方法主要為HJ/T400-2007，整車空氣測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題，再溯源至總成、零部件。這一級(jí)別的主要測(cè)試方法為袋式法或廂式法。然后再溯源至材料。材料的測(cè)試有氣味、霧化、總碳、甲醛、袋式法、熱解析法。這樣通過(guò)逐級(jí)控制的方法達(dá)到車內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物的控制，而不同級(jí)別的測(cè)試均包括樣品采樣和樣品分析2個(gè)環(huán)節(jié)。而下面就是作者給出的實(shí)際案例分析。
 

2.1車窗密封條

作者在測(cè)試車窗密封條時(shí)發(fā)現(xiàn)，此樣品為均一成型材料，屬于材料類測(cè)試，在四大排放(即氣味、霧化、總碳、甲醛)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，只有總碳不合格?？偺嫉臏y(cè)試譜圖中顯示有一個(gè)較大的色譜峰；然后通過(guò)袋式法進(jìn)行確認(rèn)，樣品中揮發(fā)的有害物質(zhì)中有大量的二氯甲烷存在；又通過(guò)頂空－氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行確認(rèn)，樣品中確是揮發(fā)出大量的二氯甲烷。但是車窗密封條的主要成分為苯乙烯類熱塑彈性體TPES，可以推斷二氯甲烷并不是由產(chǎn)品的原材料引起的，由此找尋相關(guān)制作工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)，脫模劑使用主要成分為二氯甲烷的有機(jī)溶劑。通過(guò)改換新型脫模劑或脫模工藝，重新測(cè)試后，結(jié)果合格。

2.2行李箱地毯

作者在測(cè)試行李箱地毯時(shí)發(fā)現(xiàn)，該樣品的四大排放性能中除霧化之外其他測(cè)試均不合格，霧化的測(cè)試溫度為100℃，主要考量的是高分子物質(zhì)在高溫下的降解，所以此樣品的關(guān)鍵污染物應(yīng)該以小分子物質(zhì)為主。經(jīng)驗(yàn)推理，行李箱地毯類樣品甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛為高風(fēng)險(xiǎn)存在物質(zhì)。在行李箱地毯加工過(guò)程中是將面料、木纖維板和織物通過(guò)粘合劑復(fù)合在一起制成的，面料中甲醛、黏合劑中苯類物質(zhì)都是高風(fēng)險(xiǎn)存在的。甲醛可以通過(guò)高溫和水洗的方式去除，膠黏劑可以采用水性膠黏劑代替，除此之外加強(qiáng)產(chǎn)品的通風(fēng)和延長(zhǎng)庫(kù)存時(shí)間都可以減少VOC的污染。

2.3整車VOC和氣味

作者在測(cè)試整車時(shí)發(fā)現(xiàn)，該樣品氣味大，且VOC測(cè)試結(jié)果不合格。

通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該樣品苯系物超標(biāo)、甲醛超標(biāo)，有硫醚類特征氣味。通過(guò)分析，硫醚類味道主要為車窗密封條加工工藝中硫化工藝造成，而粘膠類的使用容易帶來(lái)甲醛和苯系物含量的超標(biāo)。建議其先改進(jìn)車窗密封條和使用的粘膠類物質(zhì)，若效果確認(rèn)達(dá)到目標(biāo)，可結(jié)案；若仍不能滿足要求，可按照從大件到小件樣品、從高到低VOC風(fēng)險(xiǎn)樣件繼續(xù)整改。

3總結(jié)

車內(nèi)空氣污染的來(lái)源主要是汽車內(nèi)飾零部件及材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)，主要為烷烴、烯烴、芳烴、乙醛或酮類等物質(zhì)，且隨著人們生活質(zhì)量的提高受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。車內(nèi)空氣VOC污染物檢測(cè)方式根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的測(cè)試方法，而污染來(lái)源的分析對(duì)制造商工藝改進(jìn)有著指向作用，使之更加有利于人體健康及環(huán)境保護(hù)。
 

來(lái)源：期刊—檢測(cè)與維修

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