論便攜式GC-MS檢測(cè)乘用車空氣質(zhì)量的可行性

劉凱，戴國(guó)彪，黃家奇，程健

(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥 230022；2.聚光科技(杭州)股份有限公司，浙江杭州 310052)

論便攜式GC-MS檢測(cè)乘用車空氣質(zhì)量的可行性

劉凱1，戴國(guó)彪2，黃家奇1，程健1

(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心，安徽合肥 230022；2.聚光科技(杭州)股份有限公司，浙江杭州 310052)

考察了便攜式GC-MS與臺(tái)式GC-MS測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)樣品的回收率區(qū)別,同時(shí)比較了兩類儀器在檢測(cè)汽車零部件苯系物VOC和整車苯系物VOC實(shí)際樣品的差異，探討了使用便攜式GC-MS檢測(cè)乘用車空氣質(zhì)量的可行性。結(jié)果表明：便攜式GC-MS與臺(tái)式GC-MS測(cè)試結(jié)果一致，可以滿足乘用車空氣質(zhì)量的檢測(cè)工作。

便攜式GC-MS；乘用車；VOC檢測(cè)

0 引言

汽車給人們出行帶來(lái)了方便，但汽車車內(nèi)空氣污染對(duì)人體健康的影響也日益為人們所重視，造成車內(nèi)空氣污染的主要因素是揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)[1-5]，主要物質(zhì)包括甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。其中醛酮類物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法主要采用DNPH衍生化后用高效液相色譜來(lái)分析，而苯系物VOC則采用熱脫附/GC-MS來(lái)分析。臺(tái)式GC-MS在檢測(cè)時(shí)具有檢測(cè)靈敏度高、分離效果好、檢測(cè)精準(zhǔn)度高等優(yōu)點(diǎn)，目前具備第三方認(rèn)證資格的檢測(cè)機(jī)構(gòu)均采用此設(shè)備對(duì)汽車零部件、整車苯系物VOC進(jìn)行檢測(cè)。但這種檢測(cè)設(shè)備存在著攜帶不方便、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)等劣勢(shì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)。針對(duì)此情況，文中探討了利用便攜式GC-MS監(jiān)測(cè)乘用車空氣質(zhì)量的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要材料和設(shè)備

待檢測(cè)汽車零部件見圖1。

熊貓汽車：吉利汽車廠生產(chǎn)；

雪佛蘭-賽歐汽車：上海通用汽車廠生產(chǎn)；

瑞風(fēng)S5：江淮汽車廠生產(chǎn)；

Mars-400 Plus型便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：聚光科技(杭州)股份有限公司生產(chǎn)；

INFICON HAPSITE ER便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀：美國(guó)英?？涤邢薰旧a(chǎn)；

7890-5975C臺(tái)式GC-MS：美國(guó)安捷倫科技有限公司生產(chǎn)；

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：苯系物混標(biāo)，甲醇溶劑；高純N2，純度大于99.999%。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取5個(gè)1 L的TEDLAR氣袋,分別加入苯系物混標(biāo)和高純氮?dú)?，配置?0、50、100、200和500 μg/m3系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品氣體，經(jīng)便攜式GC-MS分別進(jìn)樣繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 加標(biāo)回收率測(cè)試

取1個(gè)10 L的TEDLAR氣袋，分別加入苯系物混標(biāo)和高純氮?dú)?，配置?10 μg/m3濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品氣體，用臺(tái)式GC-MS及2臺(tái)便攜式GC-MS分別采樣分析，計(jì)算儀器的回收率。

1.2.3 汽車零部件VOC檢測(cè)

按照汽車零部件VOC檢測(cè)采樣方法中日系汽車經(jīng)常采用的采樣袋-GC/MS方法要求，將待測(cè)的樣品放入50 L的采樣袋中，該采樣袋本身不含有VOC，然后將密封的采樣袋放入烘箱中在65 ℃下加熱2 h，用Tenax吸附管進(jìn)行采樣，分別用臺(tái)式GC-MS及2臺(tái)便攜式GC-MS測(cè)試4個(gè)汽車零部件(見圖1)的VOC數(shù)值，比較其測(cè)試結(jié)果的差異。

1.2.4 汽車整車VOC檢測(cè)

按照整車VOC檢測(cè)采樣方法中的隨意環(huán)境條件采樣方法的要求，將被測(cè)車輛在隨意環(huán)境條件下密閉24 h后采集車內(nèi)空氣樣品，用Tenax吸附管進(jìn)行采樣，分別用臺(tái)式GC-MS及2臺(tái)便攜式GC-MS測(cè)試3臺(tái)整車的VOC數(shù)值，比較其測(cè)試結(jié)果的差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 加標(biāo)回收率測(cè)試結(jié)果

用配置好的標(biāo)準(zhǔn)氣體，得到5個(gè)不同濃度值的混合化合物數(shù)據(jù)文件，利用各自儀器的軟件建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到各待測(cè)組分的回歸方程。對(duì)未檢出揮發(fā)性有機(jī)物的空白樣品進(jìn)行手動(dòng)加標(biāo)，然后測(cè)定，加標(biāo)回收率結(jié)果見表1(注：正常值應(yīng)在80%～120%之間波動(dòng))。

表1 各儀器加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

%

從回收率來(lái)看：2臺(tái)便攜式GC-MS和臺(tái)式機(jī)GC-MS的回收率都處于97%到107%之間，均在理論值的合理范圍內(nèi)。

2.2 汽車零部件檢測(cè)

采集密封條、隔音墊、 側(cè)圍內(nèi)飾總成及EVC墊塊VOC氣體樣品，分別用臺(tái)式GC-MS及2臺(tái)便攜式GC-MS測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果見表2—5。

表2 密封條VOC測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

表3 隔音墊VOC測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

表4 側(cè)圍內(nèi)飾總成測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

表5 EVC墊塊測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

從表2—5來(lái)看：2臺(tái)便攜式GC-MS和臺(tái)式GC-MS的測(cè)試結(jié)果非常接近，其中Mars-400 Plus與7890-5975C的定量結(jié)果吻合度更高。

2.3 整車測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

按《HJT 400-2007車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》要求，將熊貓汽車、雪佛蘭-賽歐汽車及瑞風(fēng)S5汽車封閉24 h后，采集M1類車輛采樣點(diǎn)位氣體，分別用臺(tái)式GC-MS及兩臺(tái)便攜式GC-MS測(cè)試3臺(tái)整車的VOC數(shù)值，檢測(cè)結(jié)果見表6—8。

表6 熊貓汽車車內(nèi)氣體測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

表7 雪佛蘭-賽歐汽車車內(nèi)氣體測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

表8 瑞風(fēng)S5汽車車內(nèi)氣體測(cè)定結(jié)果

μg·m-3

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看：2臺(tái)便攜式GC-MS和臺(tái)式機(jī)GC-MS的測(cè)試結(jié)果相差無(wú)幾，且2臺(tái)便攜式GC-MS設(shè)備的測(cè)試結(jié)果無(wú)大差別，基本相同。

3 結(jié)論

綜合來(lái)講，便攜式GC-MS與臺(tái)式GC-MS所測(cè)試的結(jié)果相差無(wú)幾，完全可以承擔(dān)車輛空氣質(zhì)量的測(cè)試，且聚光的Mars-400 Plus便攜式GC-MS與臺(tái)式GC-MS的測(cè)試結(jié)果更為接近。

【1】陸昕，王萬(wàn)祥，陶榮華.車內(nèi)有害氣體分析和凈化的有效途徑[J].客車技術(shù)與研究，2005(5)：28-29.

【2】STEPHEN K，BROWN M C.Volatile Organic Compouds(VOCs) in New Car Interiors[C]//15th International Clean Air & Envionmental Conference,Sedney,2000:464-468.

【3】康鵬，金滟，蔡濤.聚丙烯中揮發(fā)性有機(jī)物釋放行為的研究[J].合成樹脂及塑料，2010，27(1):60-63.

【4】余鵬，郝源增，郝建鑫.汽車內(nèi)飾件用低VOC聚丙烯復(fù)合材料的制備及性能研究[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展，2009，10(12)：24-26.

【5】汪家寶，韓琛，沈玉海,等.螺桿脫揮制備低散發(fā)型汽車內(nèi)飾件專用料的研究及應(yīng)用[J].工程塑料應(yīng)用,2009,37(7):53-55.

Feasibility of Vehicle Air Quality Test by Portable GC-MS

LIU Kai1，DAI Guobiao2，HUANG Jiaqi1，CHENG Jian1

(1.Technology Center,Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd.,Hefei Anhui 230022,China;2.Focused Photonics(Hangzhou) Inc.,Hangzhou Zhejiang 310052,China)

The feasibility of vehicle air quality test by portable GC-MS was discussed by comparing the three aspects of recovery，the VOC of auto parts and the VOC of vehicle between portable GC-MS and GC-MS. The results show that they are in general agreement，and portable GC-MS is fully capable of testing vehicle air quality.

Portable GC-MS; Vehicle; VOC test

2015-07-24

劉凱，男，碩士，研究方向?yàn)槠噺?fù)合材料。E-mail：86987008@qq.com。