乘用車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC的濃度檢測(cè)

王莉 張愛(ài)亮 朱艷 鐘義林 劉悅 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

乘用車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC的濃度檢測(cè)

王莉 張愛(ài)亮 朱艷 鐘義林 劉悅 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

選擇了11輛不同品牌與使用時(shí)間的乘用車(chē)，測(cè)定車(chē)內(nèi)空氣中甲醛、總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC） 的濃度，并依據(jù)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限定值對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)車(chē)內(nèi)TVOC濃度超出限定值程度遠(yuǎn)高于甲醛，同時(shí)評(píng)估了開(kāi)啟車(chē)門(mén)通風(fēng)以及使用車(chē)內(nèi)空調(diào)對(duì)兩者濃度變化的影響。

乘用車(chē)；甲醛；總揮發(fā)性有機(jī)化合物 （TVOC） ；濃度；檢測(cè)

0 引言

機(jī)動(dòng)車(chē)的使用在我國(guó)已進(jìn)入高峰時(shí)期，乘用車(chē)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，然而車(chē)輛內(nèi)飾面材料及部件會(huì)產(chǎn)生甲醛及各種揮發(fā)性有機(jī)化合物。由于近年來(lái)室內(nèi)空氣中甲醛與揮發(fā)性有機(jī)化合物對(duì)人體健康造成的危害受到了人們廣泛關(guān)注［1-4］，因此機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)刺鼻的氣味也引起了人們的警惕。

為了探究乘用車(chē)內(nèi)空氣中甲醛、總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）濃度的相關(guān)狀況，實(shí)驗(yàn)選擇了不同品牌與不同使用時(shí)間（從車(chē)輛出廠日算起）的11輛常見(jiàn)乘用車(chē)進(jìn)行污染物濃度測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

1）相關(guān)研究人員驗(yàn)證了室內(nèi)溫濕度條件對(duì)于甲醛、TVOC釋放的影響［5］，根據(jù)文中不同溫度、濕度下甲醛與TVOC的釋放量，選擇室外溫度為25 ℃，相對(duì)濕度為65%的天氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2）參照HJ/T 400-2007《車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》，為避免外界環(huán)境干擾，選擇甲醛、TVOC本底濃度≤0.02 mg/m3以及風(fēng)速≤0.3 m/s的場(chǎng)所作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選取的11輛5座乘用車(chē)包括8輛不同品牌及不同使用時(shí)間的基本型機(jī)動(dòng)車(chē)，2輛不同品牌及不同使用時(shí)間的SUV（運(yùn)動(dòng)、多用途）型機(jī)動(dòng)車(chē)以及1輛MPV（多功能）型機(jī)動(dòng)車(chē)，并且將這11輛車(chē)按序號(hào)1～11進(jìn)行編號(hào)，見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)用乘用車(chē)信息

1.3 甲醛、TVOC的測(cè)定設(shè)備

實(shí)驗(yàn)中使用的儀器分別是PPM htv型甲醛分析儀以及ppbRAE 3000型TVOC檢測(cè)儀，實(shí)驗(yàn)前儀器均已接受第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)計(jì)量校準(zhǔn)并在有效期內(nèi)。甲醛分析儀濃度檢出限為0.012 mg/m3，TVOC檢測(cè)儀濃度檢出限為0.003 75 mg/m3。

甲醛、TVOC濃度的測(cè)定數(shù)值為三次相同實(shí)驗(yàn)測(cè)定值的平均值。

1.4 車(chē)內(nèi)采樣點(diǎn)

參照HJ/T 400-2007，選擇前排座位頭枕連線的中點(diǎn)為測(cè)定設(shè)備的采樣點(diǎn)。

1.5 實(shí)驗(yàn)車(chē)輛狀態(tài)

車(chē)輛在行駛過(guò)程中，不斷變化的外界環(huán)境會(huì)影響車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度的測(cè)定數(shù)值，使之具有很大的隨機(jī)性。而車(chē)輛靜止?fàn)顟B(tài)下，車(chē)內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理，測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較好。因此實(shí)驗(yàn)只針對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)在以下三種工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定：（1）機(jī)動(dòng)車(chē)靜止，未啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車(chē)廂封閉狀態(tài)；（2）機(jī)動(dòng)車(chē)靜止，未啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，駕駛座位方向前后車(chē)門(mén)打開(kāi)到最大位置通風(fēng)的狀態(tài)（車(chē)窗全部關(guān)閉）；（3）機(jī)動(dòng)車(chē)靜止，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)空調(diào)循環(huán)模式，車(chē)廂封閉狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)前7 d，已將11輛車(chē)中任何不屬于出廠配置、會(huì)產(chǎn)生異味干擾測(cè)定設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的物品全部清除。

1.6 甲醛、TVOC濃度參考限定值

GB/T 27630-2011《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》中，限定車(chē)內(nèi)甲醛濃度值為0.10 mg/m3，但該指南并未規(guī)定TVOC的濃度限定值。而GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，TVOC濃度的限定值為0.60 mg/m3，因此將其作為車(chē)內(nèi)TVOC濃度的參考限定值（以下簡(jiǎn)稱限定值）。

2 結(jié)果與討論

2.1 長(zhǎng)時(shí)間車(chē)廂封閉實(shí)驗(yàn)

參照HJ/T 400-2007，將每輛車(chē)車(chē)廂封閉16 h，使車(chē)內(nèi)氣態(tài)污染物充分揮發(fā)并混合均勻，之后迅速進(jìn)入車(chē)內(nèi)測(cè)定甲醛、TVOC濃度值。

從圖1、圖2中可以看出，封閉車(chē)廂16 h后11輛車(chē)除去5號(hào)車(chē)輛，其余10輛車(chē)存在車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度超過(guò)限定值的情況，其中7輛車(chē)車(chē)內(nèi)甲醛與TVOC濃度同時(shí)超過(guò)了限定值，占實(shí)驗(yàn)車(chē)輛總數(shù)的64%，并且TVOC超出限定值的程度大于甲醛。

圖1顯示，11輛車(chē)中有兩輛車(chē)車(chē)內(nèi)甲醛濃度超出限定值1倍以上，最高濃度值約為限定值的3.6倍。甲醛的最大濃度值出現(xiàn)在11號(hào)車(chē)輛（使用23 d的車(chē)），另外發(fā)現(xiàn)3、8、9、11號(hào)車(chē)輛（使用時(shí)間均為465 d以內(nèi)）甲醛濃度超出限定值1.5倍以上，而1、2、4、5、6、7、10號(hào)車(chē)輛（除1號(hào)車(chē)輛外，其他均使用了496 d以上）甲醛濃度即使超過(guò)限定值，也小于限定值的1.5倍。

圖2顯示，有6輛車(chē)車(chē)內(nèi)TVOC濃度超出限定值1倍以上，最高濃度值約為限定值的5.7倍。TVOC的最大濃度值也出現(xiàn)在11號(hào)車(chē)內(nèi)。另外發(fā)現(xiàn)，除去8號(hào)車(chē)外，1、9、11號(hào)（使用了341 d以內(nèi)）車(chē)內(nèi)TVOC濃度均大于限定值的2.5倍，而2、3、4、5、6、7、10號(hào)7輛車(chē)（使用了465 d以上）內(nèi)TVOC濃度則接近或明顯小于限定值的2.5倍。

由圖1、圖2也可看出，車(chē)廂封閉后車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度的釋放量與車(chē)型無(wú)明顯關(guān)系。

圖1 車(chē)廂封閉16 h后車(chē)內(nèi)甲醛濃度

圖2 車(chē)廂封閉16 h后車(chē)內(nèi)TVOC濃度

2.2 車(chē)廂通風(fēng)效果實(shí)驗(yàn)

選擇11輛車(chē)中的1、2、3、4、5、6、8、9、11 號(hào)9輛車(chē)進(jìn)行通風(fēng)實(shí)驗(yàn)。將已封閉16 h車(chē)輛駕駛座位方向的前后車(chē)門(mén)打開(kāi)到最大位置通風(fēng)1 min（車(chē)窗全部關(guān)閉狀態(tài)）后測(cè)定的甲醛、TVOC濃度值見(jiàn)圖3、圖4。

圖3顯示，通風(fēng)1 min后車(chē)內(nèi)甲醛濃度明顯下降，實(shí)驗(yàn)車(chē)輛經(jīng)通風(fēng)后車(chē)內(nèi)甲醛濃度降低至限定值以下或未檢出。圖4顯示，通風(fēng)后的車(chē)內(nèi)TVOC濃度也有不同程度降低。1、11號(hào)使用時(shí)間較短的車(chē)輛內(nèi)，TVOC濃度僅用通風(fēng)手段雖未能降至限定值以下，但其濃度也有顯著減小。

圖3 車(chē)廂通風(fēng)前后車(chē)內(nèi)甲醛濃度變化

圖4 車(chē)廂通風(fēng)前后車(chē)內(nèi)TVOC濃度變化

因此，開(kāi)車(chē)前將駕駛座位方向的前后車(chē)門(mén)打開(kāi)到最大位置通風(fēng)1 min，可以有效降低車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度，從而減輕由此帶來(lái)的健康隱患，并且車(chē)內(nèi)空氣中的甲醛較TVOC易去除。

2.3 短時(shí)間車(chē)廂封閉實(shí)驗(yàn)

選擇1、2、3、4、6、7、8、9號(hào)8輛車(chē)進(jìn)行短時(shí)間車(chē)廂封閉實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前先打開(kāi)車(chē)門(mén)（車(chē)窗全部關(guān)閉狀態(tài)）通風(fēng)，將車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度減小至本底濃度或接近本底濃度，然后封閉車(chē)廂10 min，再迅速進(jìn)入車(chē)內(nèi)測(cè)定甲醛、TVOC濃度。實(shí)驗(yàn)中，將車(chē)廂封閉10 min后污染物濃度數(shù)值除以車(chē)廂封閉16 h后污染物濃度數(shù)值得到10 min污染物釋放比率。

圖5、圖6顯示，當(dāng)車(chē)廂封閉10 min后，車(chē)廂內(nèi)甲醛、TVOC濃度迅速由本底值或接近本底的數(shù)值升高，實(shí)驗(yàn)車(chē)輛中甲醛的最低釋放比率為50%，TVOC的最低釋放比率為31%，8輛車(chē)中甲醛的釋放比率均高于TVOC，因此，車(chē)內(nèi)空氣中的甲醛較TVOC更易釋放。

因此，除去霧霾、雷暴天氣或在高速公路行駛等情況，車(chē)輛行駛中可開(kāi)啟車(chē)窗通風(fēng)，以降低車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度，從而防止污染物質(zhì)的累積。

圖5 不同車(chē)廂封閉時(shí)間車(chē)內(nèi)甲醛濃度變化

圖6 不同車(chē)廂封閉時(shí)間車(chē)內(nèi)TVOC濃度變化

2.4 啟動(dòng)空調(diào)循環(huán)模式實(shí)驗(yàn)

選擇1、2、4、6、7、8、9號(hào)7輛車(chē)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。人體正常體溫為37 ℃，因此取其黃金分割點(diǎn)得到23 ℃作為車(chē)輛行駛時(shí)適宜的空調(diào)溫度，空調(diào)風(fēng)速設(shè)為最小檔。

實(shí)驗(yàn)前先將車(chē)門(mén)打開(kāi)通風(fēng)（車(chē)窗全部關(guān)閉狀態(tài)），使車(chē)內(nèi)甲醛、TVOC濃度降至本底值或接近本底值，再將車(chē)廂封閉10 min，使污染物濃度升高，接著迅速進(jìn)入機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并開(kāi)啟空調(diào)循環(huán)模式，10 min后測(cè)定甲醛、TVOC濃度。由于空調(diào)循環(huán)模式分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種，因此啟動(dòng)空調(diào)循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果包含：23 ℃空調(diào)、最小風(fēng)速外循環(huán)10 min實(shí)驗(yàn)以及23 ℃空調(diào)、最小風(fēng)速內(nèi)循環(huán)10 min實(shí)驗(yàn)兩項(xiàng)結(jié)果。

結(jié)果顯示，無(wú)論采用外循環(huán)或是內(nèi)循環(huán)模式，10 min后實(shí)驗(yàn)車(chē)輛中的甲醛濃度全部降低至儀器檢出限以下。TVOC濃度變化如圖7所示，23 ℃空調(diào)、最小風(fēng)速內(nèi)循環(huán)10 min模式去除TVOC污染的作用不大，反而有增加污染物濃度的風(fēng)險(xiǎn)。而啟動(dòng)空調(diào)循環(huán)模式后車(chē)內(nèi)TVOC濃度不降反增的原因值得在今后做更深入的研究。

圖7 不同條件下車(chē)內(nèi)TVOC濃度變化

3 結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乘用車(chē)中普遍存在甲醛、TVOC濃度超出限定值的現(xiàn)象，且TVOC濃度超出限定值的程度遠(yuǎn)高于甲醛。使用了465 d以內(nèi)的車(chē)輛甲醛、TVOC濃度超限明顯，最大值出現(xiàn)在使用了23 d的車(chē)輛內(nèi)。

開(kāi)車(chē)前將駕駛座位方向的前后車(chē)門(mén)打開(kāi)到最大位置通風(fēng)1 min，可以有效降低車(chē)內(nèi)原有的甲醛、TVOC濃度。但再次封閉車(chē)廂10 min后，已降低的甲醛與TVOC濃度可迅速升高，甚至再次超出限定值。10 min內(nèi)甲醛的釋放比率高于TVOC。封閉16 h后TVOC濃度越高的車(chē)輛，在車(chē)廂封閉10 min 內(nèi)TVOC濃度升高的數(shù)值也越大。車(chē)廂通風(fēng)實(shí)驗(yàn)與短時(shí)間車(chē)廂封閉實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，車(chē)內(nèi)空氣中甲醛較TVOC易釋放，也易去除。

溫度設(shè)為23 ℃，以最小風(fēng)速啟動(dòng)車(chē)內(nèi)空調(diào)循環(huán)模式，無(wú)論采用外循環(huán)或是內(nèi)循環(huán)，10 min后車(chē)內(nèi)的甲醛均可被有效去除，但兩種模式對(duì)于車(chē)內(nèi)TVOC濃度的降低無(wú)明顯影響或規(guī)律，反而有增加車(chē)內(nèi)TVOC濃度的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

由于本文中實(shí)驗(yàn)用的乘用車(chē)數(shù)量及車(chē)型種類有限，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不具備普遍性，因此為了更全面地研究機(jī)動(dòng)車(chē)內(nèi)甲醛與TVOC的濃度，需要在今后選擇更多數(shù)量、更多類型的機(jī)動(dòng)車(chē)進(jìn)行污染物濃度測(cè)定實(shí)驗(yàn)。

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Concentration test of formaldehyde and TVOC in passenger cars

Wang Li， Zhang Ailiang， Zhu Yan，
Zhong Yilin， Liu Yue
（Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology）

In this paper， the concentration of formaldehyde and total volatile organic compound （TVOC） in the air of 11 different brand passenger cars with different off-line time was determined.According to relevant national standards， the concentration of TVOC in these cars was found exceeding the limit value much higher than formaldehyde.Also，the influence of different conditions such as door opening ventilation and air conditioning on the concentration of these two kinds of pollutants was evaluated.

passenger car； formaldehyde； total volatile organic compound；concentration； test