揮發(fā)性有機物及其檢測方法

劉善文 孫宏偉 孟憲坤

(吉林石化公司有機合成廠 吉林吉林 32022)

隨著汽車輕量化的發(fā)展，橡塑制品越來越多的應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，然而由于其特殊的化學(xué)合成工藝，一些殘留的單體、溶劑、添加劑等有機物質(zhì)在日常使用過程中逐漸揮發(fā)，產(chǎn)生強烈的刺激性氣味，嚴(yán)重制約了橡塑制品在汽車內(nèi)飾件中的廣泛應(yīng)用。如何對這些復(fù)雜的揮發(fā)性有機物進行有效檢測，對于指導(dǎo)生產(chǎn)、控制產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

1 車內(nèi)主要污染物及其危害

車內(nèi)的VOC（揮發(fā)性有機物）污染物主要有甲醛、苯、甲苯、二甲苯，苯主要來自車內(nèi)儀表盤、皮革、粘合劑、地毯、橡膠密封條等內(nèi)飾材料。2004年中國科協(xié)工程學(xué)會汽車環(huán)境專業(yè)委員會組織發(fā)起了“車內(nèi)環(huán)境污染情況調(diào)查”，結(jié)果顯示參與調(diào)查的車輛中，甲醛超標(biāo)的占23.4%，苯超標(biāo)的占75.1%，81.6%的車輛甲苯超標(biāo)，24.5%的車輛二甲苯超標(biāo)，70.2%的車輛總揮發(fā)性有機物（TVOC）超標(biāo)。

甲醛(HCHO)又名蟻醛，無色氣體，具有刺激性氣味，沸點19.50℃，被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì)。甲醛可凝固蛋白質(zhì)，空氣中甲醛濃度達12mg/m3時，可使人大量流淚，吸入60~120 mg/m3甲醛的空氣，可引起支氣管和肺部嚴(yán)重?fù)p傷。

苯，俗稱天那水，是一種無色至淺黃色透明油狀液體，沸點80.1℃，1993年被世界衛(wèi)生組織確定致癌物。苯可產(chǎn)生血液毒性，能引起再生障礙性貧血和白血病。當(dāng)空氣中的苯濃度為24.Omg/m3時，可導(dǎo)致人在30min內(nèi)死亡川。

甲苯為無色液體，有芳香氣味。高濃度甲苯蒸汽被人體吸入時，可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為頭痛、昏迷、疲勞、肌肉無力、眩暈等。

二甲苯對皮膚有刺激，長期暴露會產(chǎn)生脫脂性皮炎。對神經(jīng)系統(tǒng)的急性毒性大于苯和甲苯。

車內(nèi)空間狹小，各種揮發(fā)性有機物混雜在一起，加劇了對人體的刺激，揮發(fā)性有機物VOC的濃度達到0.2~3mg/m3時，人就會覺得有刺激和不適；濃度大于25mg/m3時，人除頭痛外還會出現(xiàn)其它神經(jīng)毒性反應(yīng)[1]。

2 揮發(fā)性有機物濃度標(biāo)準(zhǔn)

我國國家環(huán)?？偩衷?005年制訂了《國家環(huán)境友好汽車實施方案》，對車內(nèi)幾種主要污染物濃度進行了限制，如表2.1。

表2.1 車內(nèi)空氣污染物濃度限值

表3.1 采樣處理條件

3 揮發(fā)性有機物的測定方法

目前，對原材料揮發(fā)性有機物的測定沒有統(tǒng)一的方法與評價標(biāo)準(zhǔn)，可參照車內(nèi)、室內(nèi)有害氣體測定方法并結(jié)合生產(chǎn)、加工實際進行樣品處理、采集與測定。

3.1 樣品采集

取合適大小的塊狀樣品，放置于密閉的恒溫箱中（溫度可調(diào)，并帶有氣體樣品采集導(dǎo)管），根據(jù)樣品的理化特性及使用情況，選擇合適溫度（如表3.1）進行恒溫處理24h，使樣品中的有機物充分揮發(fā)，通過采樣導(dǎo)管進行氣體樣品采集，并冷卻至室溫后進行分析測定，分析材料在不同溫度下?lián)]發(fā)性有機物的濃度。

3.2 測試方法

3.2.1 氣相色譜法

橡塑材料在加熱預(yù)處理過程中揮發(fā)氣體樣品成份繁雜，而氣相色譜法可以將多組分的氣體樣品進行有效分離，然后通過檢測器分別進行測定。

氣相色譜法基于樣品中各組分在固定相的吸附能力不同，被惰性氣體（N2、He等）帶入后其在色譜柱中的運行速率不同，經(jīng)過一定的柱長后彼此分離，順序離開色譜柱進入檢測器形成不同的色譜峰。

呂鴻[2]等利用用配有氫焰離子化檢測器的Agilent HP6890N型氣相色譜儀，通過外標(biāo)法繪制苯、甲苯、二甲苯的氣相色譜標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立了快速、同時測定裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的方法，其檢出限均達到0.20ug/ml。游紅楊[3]以O(shè)V-l毛細(xì)管柱、配有氫焰離子化檢測器的SP-6800A氣相色譜儀對空氣中的總揮發(fā)性有機物(TVOC）進行測定，檢出限0.80ug/ml，結(jié)果的精密度、準(zhǔn)確性、重現(xiàn)性良好，適用于大批量氣體樣品中總有機揮發(fā)物的檢測。

3.2.2 分光光度計法

甲醛是橡塑制品散發(fā)的主要氣體污染物之一，甲醛的測定目前多采用分光光度計法。

待測樣品釋放的甲醛與其他氣體的混合氣體被采集后，持續(xù)地通過裝有蒸餾水水的氣體洗瓶，甲醛被水吸收，并用分光光度計測試溶液中甲醛濃度。在銨鹽作用下，甲醛和乙酰丙酮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二乙?；浔R剔啶（DDL），其在412nm波長處有最大吸收峰，據(jù)此可用紫外分光光度計有效測定蒸餾水中吸收的甲醛量。

目前，歐盟、大眾汽車及國標(biāo)HJ601-2011中均采用該方法對材料構(gòu)件散發(fā)的甲醛進行測定。

[1]馮順利.汽車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測及評價方法的研究[D].長安大學(xué)碩士學(xué)位論文. 2008.

[2]呂鴻,張文申,許峰,等.氣相色譜法快速同時測定室內(nèi)裝飾裝修材料膠黏劑中的苯、甲苯、二甲苯的含量[J].化學(xué)分析計量,2011,20(1):59-61.

[3]游紅楊.改進性氣相色譜法測定空氣中總有機揮發(fā)物的研究[J].技術(shù)方法.2006,3(3):143-144.