汽车挥发性有机污染物的排放及检测

韩斌 郑浩 翟殿清

（1天津市环境保护技术开发中心 天津 300191 2天津市环境监测中心 天津 300191）

进入21世纪以来，中国汽车市场出现了井喷式的消费增长，汽车销量从2002年的325万辆迅速增长到2012年的1541万辆以上。据中国国家汽车行业“十五”规划研究组预测，到2020年，我国轿车保有量将达到1亿辆。有车族将在车内度过越来越多的时间。汽车车内空间狭小，结构复杂，也没有建筑室内空间规则，车内的污染物会对人体健康产生很大的危害。本文主要就汽车车内VOCs排放特性、污染情况及检测等方面进行了探讨。

1 VOCs排放特性分析

1.1 VOCs特性

挥发性有机化合物（VOCs）是指在常压下，沸点在50～260℃的各种有机化合物。VOCs按其化学结构，可以进一步分为：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他等。目前车内挥发性有机化合物已鉴定出300多种。除醛类以外，常见的还有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、三氯甲烷、萘、二异氰酸酯（TDI）等。它们各自的浓度往往不高，但若干种VOCs共同存在于车内时，其联合作用是不可忽视的。

1.2 VOCs的危害

流行病调查和实验研究结果表明,总挥发性有机物在<200 μg/m3时，人体没有异常感觉；在200~3000μg/m3时,人体会感觉到刺激和其他不适；在3000~25000μg/m3时，可导致头痛或其他神经毒害作用；在>25000μg/m3时，将对人体出现明显的毒性作用。

1.3 汽车内挥发性有机化合物污染源

汽车内空气污染，主要是由汽车内饰材料产生的挥发性有机物。影响较大的主要为汽车仪表台板、门内饰板、地毯、顶棚、座椅总成等。根据制造工艺和零部件种类的不同，可大致归为4种类汽车内污染源，如表1所示。

表1 4种类型汽车内污染源

2 VOCs检测方法

2.1 整车VOC检测方法

2.1.1 整车VOC检测采样方法

（1）随意环境条件采样方法，即不设定任何采样环境条件，被测车辆在随意环境条件下封闭一定时间后采集车内空气样品；国内外许多研究机构和检测机构曾采用过该方法测试内空气污染物，但是由于环境条件和采样时间的不确定性，其可比性和重现性比较差。

（2）德国大众汽车整车VOC采样，考察车内装饰材料表面温度在65℃时的VOC释放情况。

（3）日系汽车整车采样，将密闭车辆加热至40℃，保持一定时间后测定甲醛，然后启动汽车发动机，开空调，检测VOC。

（4）国内汽车整车检测方法，将密闭车辆密闭16h，然后在室温（25℃±1℃）条件下测试车内VOC的释放情况。

2.1.2 整车VOC(不包括醛酮类物质)测试方法

目前关于整车VOC（不包括醛酮类物质）的测试方法主要有：固相吸附-热脱附-气相色谱-质谱法、容器采样-气相色谱-质谱法、固相吸附-溶剂萃取-气相色谱-质谱法。

2.1.3 醛酮类物质测试方法

目前，针对醛酮类化合物的测试方法有AHMT分光光度法、酚试剂分光光度法、乙酞丙酮分光光度法，这些方法采用含有反应试剂的吸收瓶采样。此外，还有利用气相色谱法、离子色谱法和高效液相色谱法；国内汽车行业应用较多的测试方法是高效液相色谱法。

2.2 零部件VOC检测

2.2.1 顶空气相色谱法是取一定量的样品放入顶空瓶中，在一定温度下加热，用气相色谱质谱对挥发出的气体进行测定，该方法比较简单，但重复性差。

2.2.2 采样袋-气相色谱质谱法是将待测的样品放入一定规格的特殊采样袋中，该采样袋本身要求不含有VOC，然后将密封的采样袋放入烘箱中在65℃下加热2h，用Tenax吸附管和采样泵进行采样，采样管可以用热脱附-气相色谱质谱法进行测定，也可以用有机试剂将吸附剂进行洗脱后，用气相色谱质谱对洗脱液进行测试。

2.2.3 金属罐-气相色谱质谱法是将样品放入铝制的密闭金属罐中，65℃加热l h后，用Tenax管吸附VOC，然后用有机试剂洗脱吸附剂，采用气相色谱质谱对洗脱液进行测定，同时也可以采用热脱附-气相色谱质谱法进行测试。

3 汽车中挥发性有机化合物（VOC）的防治

目前，对于汽车中VOC的控制技术有很多，可从以下几个方面入手。

3.1 合理控制车内空气通风换气

在驾驶新车的半年内，消费者切勿在行驶时紧闭车窗，应尽量少用空调，以加强车内有害物质释放；如果车主有自家车库，可以在不开车的时候经常开窗通风。体弱者、妊娠期妇女、儿童和有过敏性体质的人不宜在密闭的条件下长时间驾驶和乘坐新车

3.2 使用车内空气净化装置

研究证明，空气消毒净化器能够有效去除存在于车内空间中的污染物；而二氧化钛光触媒作为室内空气净化剂，其方便性、安全性正逐渐突显出来，光触媒技术得到了世界权威机构和专家的广泛肯定，被誉为“当今世界最理想的车辆杀菌净化新技术”。除此之外，活性炭是一种非常优良的吸附剂，它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择地吸附空气中的甲醛、甲苯、二甲苯及氨气等车内空气污染的主要元凶，以达到防腐、防潮、除臭、防霉、杀菌消毒除臭净化空气等目的。

3.3 车内构件材料和装饰材料的污染防治方法

3.3.1 塑料装饰件的防治

塑料装饰件主要污染源是脱模剂和涂料。制造商可选用水性脱模剂，用水稀释或直接使用，可减少VOC排放。并购买合格的涂料品种；严格按产品工艺要求；施工后及时通风。同时开发水性涂料和高固体涂料。

3.3.2 地毯、毡制品的防治

制造商应替换地毯、毡制品制造过程中使用的粘结材料酚醛树脂，选用环保型的胶粘剂。并选用不含或选用含酚醛树脂含量低的地毯、毛毯。

3.3.3 粘胶剂的防治

粘胶剂防治方法：①开发水性胶粘剂，以水作为分散介质，无毒、无污染。②采用热熔型胶粘剂，不含有机溶剂。③胶粘剂使用后处理过程，尽量使VOC挥发完全。④寻找毒性小的溶剂，作为替代品。

附着力促进剂防治方法：①寻找毒性小的溶剂，作为替代品。②后处理过程尽量使VOC挥发完全。

4 结论

要从根本上解决挥发性有机物的污染应该健全检测监控体系，从源头切断污染源。汽车设计研究部门应加大汽车用环保无害材料的研究，使新型环保材料可以得到充分利用。此外，政府相关部门也应当制定和完善相应的标准法规，统一汽车内部VOC含量的限量、采样方法、检测方法等，使整个汽车行业应当严格遵守相关的法规，采用环保型材料和新技术以减少VOC的排放，使人们有良好安全的驾驶环境。

[1]王新,丁钟.汽车车室内VOC探讨及胶粘剂解决对策[J].化工新型材料,2013,41(2):157-159.

[2]马辉,陈文波.车内有害气(VOC)现状研究[J].汽车工艺与材料,2006,8:13-15.

[3]张坚,陈霖.勋.汽车挥发性有机物的采样分析及其防治对策[J].海峡科学,2010,12：152-156.