不同檢測溫度車內揮發性有機物濃度特征分析

朱振宇，王 雷，劉 偉

（中國汽車技術研究中心有限公司 中汽數據有限公司，天津 300300）

引言

目前，汽車座艙逐漸成為人們生活的第三空間，車內空氣質量對人體健康的影響逐漸增大[1-2]。為保護消費者身體健康，我國在2011年發布了GB/T 27630—2011《乘用車內空氣質量評價指南》[3]，對車內的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等八種揮發性有機物（VOCs）的濃度做出了限值要求。GB/T 27630—2011依據的檢測標準為HJ/T 400—2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》[4]，該標準只對常溫條件下的車內VOCs進行檢測。此外，國際上的ISO 12219—1—2012Interior air of road vehicles—Part 1:Whole vehicle test chamber—Specification and method for the determination of volatile organic compounds in cabin interiors[5]標準分別規定了大氣模式、停車模式、駕駛模式三種狀態的車內VOCs檢測方法。

本研究依據HJ/T 400—2007和ISO 12219—1—2012標準，對市場上在售的新車分別進行常溫和高溫條件的車內VOCs檢測，研究不同檢測溫度車內VOCs濃度特征，并對其相關性進行了初步探索。

1 實驗部分

1.1 測試車輛

在市場上選取在售的22款新車，包括轎車和SUV車型各11款，涵蓋自主與合資品牌。為保證檢測結果的可靠性，選取的車輛須滿足以下條件：（1）下線3個月以內；（2）行駛里程小于100公里；（3）內部構件表面覆蓋物（如出廠時為保護座椅、地毯等使用的塑料薄膜）保存完好；（4）用戶尚未使用且未對車內空氣進行處理。

1.2 測試程序

1.2.1 常溫檢測

常溫檢測按照HJ/T 400—2007規定的程序進行，分別采用填充有Tenax TA吸附劑的采樣管（Tenax采樣管）和表面涂漬2，4-二硝基苯肼吸附劑的采樣管（DNPH采樣管）收集氣體。Tenax采樣管采樣流量為0.1 L/min，采樣體積為3 L；DNPH采樣管采樣流量為0.4 L/min，采樣體積為12 L。

1.2.2 高溫檢測

常溫采樣結束后，采樣點位置不變，關閉車門，參考ISO 12219—1—2012停車模式要求對車輛進行加熱，加熱4 h后，分別使用Tenax采樣管和DNPH采樣管采樣。

1.3 分析方法

VOCs分析均按照HJ/T 400—2007規定的方法進行，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯采用熱脫附/毛細管氣相色譜/質譜聯用法測定，甲醛、乙醛、丙烯醛采樣固相吸附/高效液相色譜法測定。

1.4 結果計算

VOCs濃度均采用下列公式（1）計算：

式中：cm為分析樣品的濃度，mg/m3；mF為采樣管所采集到的VOCs的質量，mg；mB為空白管中VOCs的質量，mg；V為采樣體積，L。

2 結果與分析

2.1 車內VOCs達標分析

22款新車的常溫VOCs檢測結果見表1。由表1可知，依據GB/T 27630—2011標準，苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、丙烯醛的濃度均遠低于限值要求。然而，乙醛超標的新車達9輛，超標率為40.9%，其中乙醛的最大濃度為0.103 mg/m3，達到標準限值的2.06倍。

表1 22款新車VOCs檢測結果

2.2 不同檢測溫度車內VOCs濃度特征

不同檢測溫度車內VOCs濃度見圖1。由圖1可知，高溫條件的車內VOCs濃度明顯高于常溫濃度，甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛的高溫濃度平均值分別達到常溫濃度平均值的2.89、3.22、3.79、3.70、5.72、2.56倍。此外，在不同檢測溫度下，甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛的濃度均明顯高于其他VOCs濃度。

圖1 不同檢測溫度車內VOCs濃度

2.3 不同檢測溫度車內VOCs相關性分析

為研究不同檢測溫度車內VOCs濃度之間的關系，本文利用SPSS軟件進行回歸分析。由于常溫條件下，苯和丙烯醛在大部分車內均未檢出，故不做分析。對不同檢測溫度的VOCs濃度進行線性擬合，得到六種VOCs常溫濃度和高溫濃度之間的相關關系，結果見圖2及表2。上述分析結果表明，車內甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛的常溫濃度和高溫濃度之間存在一定的線性關系。今后可嘗試只進行常溫檢測，得出檢測結果后帶入關系式中即可估算出高溫濃度。這樣可以減少檢測量，降低成本，縮短產品開發周期。然而，必須指出的是，由于樣本量有限，且車內VOCs濃度與車輛存儲狀態、下線時間、內飾材料種類等有關，使得車內VOCs濃度處于不斷變化之中，要想真正得到不同檢測溫度下車內VOCs濃度之間的關系，還需要進一步研究。

圖2 甲苯常溫和高溫濃度的回歸曲線

表2 不同溫度車內VOC濃度相關關系

3 結論

（1）22款新車內的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、丙烯醛的濃度均遠低于GB/T 27630—2011標準限值。但是，乙醛超標率達40.9%，最大濃度為0.103 mg/m3，達到標準限值的2.06倍。

（2）高溫條件的車內VOCs濃度明顯高于常溫條件的濃度。此外，在不同檢測溫度下，甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛的濃度均明顯高于其他VOCs濃度。

（3）車內甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛的常溫濃度和高溫濃度之間存在一定的線性關系。