論便攜式GC-MS檢測乘用車空氣質量的可行性

劉凱，戴國彪，黃家奇，程健

(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，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檢測乘用車空氣質量的可行性

劉凱1，戴國彪2，黃家奇1，程健1

(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，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與臺式GC-MS測試標準樣品的回收率區別,同時比較了兩類儀器在檢測汽車零部件苯系物VOC和整車苯系物VOC實際樣品的差異，探討了使用便攜式GC-MS檢測乘用車空氣質量的可行性。結果表明：便攜式GC-MS與臺式GC-MS測試結果一致，可以滿足乘用車空氣質量的檢測工作。

便攜式GC-MS；乘用車；VOC檢測

0 引言

汽車給人們出行帶來了方便，但汽車車內空氣污染對人體健康的影響也日益為人們所重視，造成車內空氣污染的主要因素是揮發性有機物(VOC)[1-5]，主要物質包括甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。其中醛酮類物質的標準分析方法主要采用DNPH衍生化后用高效液相色譜來分析，而苯系物VOC則采用熱脫附/GC-MS來分析。臺式GC-MS在檢測時具有檢測靈敏度高、分離效果好、檢測精準度高等優點，目前具備第三方認證資格的檢測機構均采用此設備對汽車零部件、整車苯系物VOC進行檢測。但這種檢測設備存在著攜帶不方便、檢測時間長等劣勢，無法實現現場實時檢測。針對此情況，文中探討了利用便攜式GC-MS監測乘用車空氣質量的可行性。

1 實驗部分

1.1 主要材料和設備

待檢測汽車零部件見圖1。

熊貓汽車：吉利汽車廠生產；

雪佛蘭-賽歐汽車：上海通用汽車廠生產；

瑞風S5：江淮汽車廠生產；

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

INFICON HAPSITE ER便攜式氣質聯用儀：美國英福康有限公司生產；

7890-5975C臺式GC-MS：美國安捷倫科技有限公司生產；

標準物質：苯系物混標，甲醇溶劑；高純N2，純度大于99.999%。

1.2 實驗步驟

1.2.1 標準曲線繪制

取5個1 L的TEDLAR氣袋,分別加入苯系物混標和高純氮氣，配置成10、50、100、200和500 μg/m3系列濃度的標準樣品氣體，經便攜式GC-MS分別進樣繪制標準曲線。

1.2.2 加標回收率測試

取1個10 L的TEDLAR氣袋，分別加入苯系物混標和高純氮氣，配置成110 μg/m3濃度的標準樣品氣體，用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS分別采樣分析，計算儀器的回收率。

1.2.3 汽車零部件VOC檢測

按照汽車零部件VOC檢測采樣方法中日系汽車經常采用的采樣袋-GC/MS方法要求，將待測的樣品放入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吸附管進行采樣，分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試4個汽車零部件(見圖1)的VOC數值，比較其測試結果的差異。

1.2.4 汽車整車VOC檢測

按照整車VOC檢測采樣方法中的隨意環境條件采樣方法的要求，將被測車輛在隨意環境條件下密閉24 h后采集車內空氣樣品，用Tenax吸附管進行采樣，分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試3臺整車的VOC數值，比較其測試結果的差異。

2 結果與討論

2.1 加標回收率測試結果

用配置好的標準氣體，得到5個不同濃度值的混合化合物數據文件，利用各自儀器的軟件建立相應的標準曲線，得到各待測組分的回歸方程。對未檢出揮發性有機物的空白樣品進行手動加標，然后測定，加標回收率結果見表1(注：正常值應在80%～120%之間波動)。

表1 各儀器加標回收率測定結果

%

從回收率來看：2臺便攜式GC-MS和臺式機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。

2.2 汽車零部件檢測

采集密封條、隔音墊、 側圍內飾總成及EVC墊塊VOC氣體樣品，分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試，檢測結果見表2—5。

表2 密封條VOC測定結果

μg·m-3

表3 隔音墊VOC測定結果

μg·m-3

表4 側圍內飾總成測定結果

μg·m-3

表5 EVC墊塊測定結果

μg·m-3

從表2—5來看：2臺便攜式GC-MS和臺式GC-MS的測試結果非常接近，其中Mars-400 Plus與7890-5975C的定量結果吻合度更高。

2.3 整車測試數據對比

按《HJT 400-2007車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》要求，將熊貓汽車、雪佛蘭-賽歐汽車及瑞風S5汽車封閉24 h后，采集M1類車輛采樣點位氣體，分別用臺式GC-MS及兩臺便攜式GC-MS測試3臺整車的VOC數值，檢測結果見表6—8。

表6 熊貓汽車車內氣體測定結果

μg·m-3

表7 雪佛蘭-賽歐汽車車內氣體測定結果

μg·m-3

表8 瑞風S5汽車車內氣體測定結果

μg·m-3

從測試結果來看：2臺便攜式GC-MS和臺式機GC-MS的測試結果相差無幾，且2臺便攜式GC-MS設備的測試結果無大差別，基本相同。

3 結論

綜合來講，便攜式GC-MS與臺式GC-MS所測試的結果相差無幾，完全可以承擔車輛空氣質量的測試，且聚光的Mars-400 Plus便攜式GC-MS與臺式GC-MS的測試結果更為接近。

【1】陸昕，王萬祥，陶榮華.車內有害氣體分析和凈化的有效途徑[J].客車技術與研究，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.聚丙烯中揮發性有機物釋放行為的研究[J].合成樹脂及塑料，2010，27(1):60-63.

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

【5】汪家寶，韓琛，沈玉海,等.螺桿脫揮制備低散發型汽車內飾件專用料的研究及應用[J].工程塑料應用,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，研究方向為汽車復合材料。E-mail：86987008@qq.com。