汽車揮發(fā)性有機污染物的排放及檢測

韓斌 鄭浩 翟殿清

（1天津市環(huán)境保護技術(shù)開發(fā)中心 天津 300191 2天津市環(huán)境監(jiān)測中心 天津 300191）

進入21世紀(jì)以來，中國汽車市場出現(xiàn)了井噴式的消費增長，汽車銷量從2002年的325萬輛迅速增長到2012年的1541萬輛以上。據(jù)中國國家汽車行業(yè)“十五”規(guī)劃研究組預(yù)測，到2020年，我國轎車保有量將達(dá)到1億輛。有車族將在車內(nèi)度過越來越多的時間。汽車車內(nèi)空間狹小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也沒有建筑室內(nèi)空間規(guī)則，車內(nèi)的污染物會對人體健康產(chǎn)生很大的危害。本文主要就汽車車內(nèi)VOCs排放特性、污染情況及檢測等方面進行了探討。

1 VOCs排放特性分析

1.1 VOCs特性

揮發(fā)性有機化合物（VOCs）是指在常壓下，沸點在50～260℃的各種有機化合物。VOCs按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以進一步分為：烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他等。目前車內(nèi)揮發(fā)性有機化合物已鑒定出300多種。除醛類以外，常見的還有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二異氰酸酯（TDI）等。它們各自的濃度往往不高，但若干種VOCs共同存在于車內(nèi)時，其聯(lián)合作用是不可忽視的。

1.2 VOCs的危害

流行病調(diào)查和實驗研究結(jié)果表明,總揮發(fā)性有機物在<200 μg/m3時，人體沒有異常感覺；在200~3000μg/m3時,人體會感覺到刺激和其他不適；在3000~25000μg/m3時，可導(dǎo)致頭痛或其他神經(jīng)毒害作用；在>25000μg/m3時，將對人體出現(xiàn)明顯的毒性作用。

1.3 汽車內(nèi)揮發(fā)性有機化合物污染源

汽車內(nèi)空氣污染，主要是由汽車內(nèi)飾材料產(chǎn)生的揮發(fā)性有機物。影響較大的主要為汽車儀表臺板、門內(nèi)飾板、地毯、頂棚、座椅總成等。根據(jù)制造工藝和零部件種類的不同，可大致歸為4種類汽車內(nèi)污染源，如表1所示。

表1 4種類型汽車內(nèi)污染源

2 VOCs檢測方法

2.1 整車VOC檢測方法

2.1.1 整車VOC檢測采樣方法

（1）隨意環(huán)境條件采樣方法，即不設(shè)定任何采樣環(huán)境條件，被測車輛在隨意環(huán)境條件下封閉一定時間后采集車內(nèi)空氣樣品；國內(nèi)外許多研究機構(gòu)和檢測機構(gòu)曾采用過該方法測試內(nèi)空氣污染物，但是由于環(huán)境條件和采樣時間的不確定性，其可比性和重現(xiàn)性比較差。

（2）德國大眾汽車整車VOC采樣，考察車內(nèi)裝飾材料表面溫度在65℃時的VOC釋放情況。

（3）日系汽車整車采樣，將密閉車輛加熱至40℃，保持一定時間后測定甲醛，然后啟動汽車發(fā)動機，開空調(diào)，檢測VOC。

（4）國內(nèi)汽車整車檢測方法，將密閉車輛密閉16h，然后在室溫（25℃±1℃）條件下測試車內(nèi)VOC的釋放情況。

2.1.2 整車VOC(不包括醛酮類物質(zhì))測試方法

目前關(guān)于整車VOC（不包括醛酮類物質(zhì)）的測試方法主要有：固相吸附-熱脫附-氣相色譜-質(zhì)譜法、容器采樣-氣相色譜-質(zhì)譜法、固相吸附-溶劑萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法。

2.1.3 醛酮類物質(zhì)測試方法

目前，針對醛酮類化合物的測試方法有AHMT分光光度法、酚試劑分光光度法、乙酞丙酮分光光度法，這些方法采用含有反應(yīng)試劑的吸收瓶采樣。此外，還有利用氣相色譜法、離子色譜法和高效液相色譜法；國內(nèi)汽車行業(yè)應(yīng)用較多的測試方法是高效液相色譜法。

2.2 零部件VOC檢測

2.2.1 頂空氣相色譜法是取一定量的樣品放入頂空瓶中，在一定溫度下加熱，用氣相色譜質(zhì)譜對揮發(fā)出的氣體進行測定，該方法比較簡單，但重復(fù)性差。

2.2.2 采樣袋-氣相色譜質(zhì)譜法是將待測的樣品放入一定規(guī)格的特殊采樣袋中，該采樣袋本身要求不含有VOC，然后將密封的采樣袋放入烘箱中在65℃下加熱2h，用Tenax吸附管和采樣泵進行采樣，采樣管可以用熱脫附-氣相色譜質(zhì)譜法進行測定，也可以用有機試劑將吸附劑進行洗脫后，用氣相色譜質(zhì)譜對洗脫液進行測試。

2.2.3 金屬罐-氣相色譜質(zhì)譜法是將樣品放入鋁制的密閉金屬罐中，65℃加熱l h后，用Tenax管吸附VOC，然后用有機試劑洗脫吸附劑，采用氣相色譜質(zhì)譜對洗脫液進行測定，同時也可以采用熱脫附-氣相色譜質(zhì)譜法進行測試。

3 汽車中揮發(fā)性有機化合物（VOC）的防治

目前，對于汽車中VOC的控制技術(shù)有很多，可從以下幾個方面入手。

3.1 合理控制車內(nèi)空氣通風(fēng)換氣

在駕駛新車的半年內(nèi)，消費者切勿在行駛時緊閉車窗，應(yīng)盡量少用空調(diào)，以加強車內(nèi)有害物質(zhì)釋放；如果車主有自家車庫，可以在不開車的時候經(jīng)常開窗通風(fēng)。體弱者、妊娠期婦女、兒童和有過敏性體質(zhì)的人不宜在密閉的條件下長時間駕駛和乘坐新車

3.2 使用車內(nèi)空氣凈化裝置

研究證明，空氣消毒凈化器能夠有效去除存在于車內(nèi)空間中的污染物；而二氧化鈦光觸媒作為室內(nèi)空氣凈化劑，其方便性、安全性正逐漸突顯出來，光觸媒技術(shù)得到了世界權(quán)威機構(gòu)和專家的廣泛肯定，被譽為“當(dāng)今世界最理想的車輛殺菌凈化新技術(shù)”。除此之外，活性炭是一種非常優(yōu)良的吸附劑，它具有物理吸附和化學(xué)吸附的雙重特性，可以有選擇地吸附空氣中的甲醛、甲苯、二甲苯及氨氣等車內(nèi)空氣污染的主要元兇，以達(dá)到防腐、防潮、除臭、防霉、殺菌消毒除臭凈化空氣等目的。

3.3 車內(nèi)構(gòu)件材料和裝飾材料的污染防治方法

3.3.1 塑料裝飾件的防治

塑料裝飾件主要污染源是脫模劑和涂料。制造商可選用水性脫模劑，用水稀釋或直接使用，可減少VOC排放。并購買合格的涂料品種；嚴(yán)格按產(chǎn)品工藝要求；施工后及時通風(fēng)。同時開發(fā)水性涂料和高固體涂料。

3.3.2 地毯、氈制品的防治

制造商應(yīng)替換地毯、氈制品制造過程中使用的粘結(jié)材料酚醛樹脂，選用環(huán)保型的膠粘劑。并選用不含或選用含酚醛樹脂含量低的地毯、毛毯。

3.3.3 粘膠劑的防治

粘膠劑防治方法：①開發(fā)水性膠粘劑，以水作為分散介質(zhì)，無毒、無污染。②采用熱熔型膠粘劑，不含有機溶劑。③膠粘劑使用后處理過程，盡量使VOC揮發(fā)完全。④尋找毒性小的溶劑，作為替代品。

附著力促進劑防治方法：①尋找毒性小的溶劑，作為替代品。②后處理過程盡量使VOC揮發(fā)完全。

4 結(jié)論

要從根本上解決揮發(fā)性有機物的污染應(yīng)該健全檢測監(jiān)控體系，從源頭切斷污染源。汽車設(shè)計研究部門應(yīng)加大汽車用環(huán)保無害材料的研究，使新型環(huán)保材料可以得到充分利用。此外，政府相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)制定和完善相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，統(tǒng)一汽車內(nèi)部VOC含量的限量、采樣方法、檢測方法等，使整個汽車行業(yè)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的法規(guī)，采用環(huán)保型材料和新技術(shù)以減少VOC的排放，使人們有良好安全的駕駛環(huán)境。

[1]王新,丁鐘.汽車車室內(nèi)VOC探討及膠粘劑解決對策[J].化工新型材料,2013,41(2):157-159.

[2]馬輝,陳文波.車內(nèi)有害氣(VOC)現(xiàn)狀研究[J].汽車工藝與材料,2006,8:13-15.

[3]張堅,陳霖.勛.汽車揮發(fā)性有機物的采樣分析及其防治對策[J].海峽科學(xué),2010,12：152-156.