汽車內(nèi)飾材料與車內(nèi)空氣污染

郭瑞華,孫翰林,胡玢,黃燕娣,宋媛媛

(北京市勞動(dòng)保護(hù)科學(xué)研究所，北京 100054)

0 引言

有機(jī)化合物廣泛存在于室內(nèi)外空氣中，被認(rèn)為是空氣污染物的重要組成部分[1-6]。據(jù)報(bào)道，多數(shù)有機(jī)化合物會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生負(fù)面影響，并且它們?cè)谑覂?nèi)空氣中的濃度高于室外空氣[7]。世界衛(wèi)生組織(WHO)將吸附在固體吸附劑上的有機(jī)室內(nèi)污染物按下述沸點(diǎn)范圍分為4類：高揮發(fā)性有機(jī)物(VVOC)，沸點(diǎn)范圍為小于0 ℃至50～100 ℃；揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)，沸點(diǎn)范圍為50～100 ℃至240～260 ℃；半揮發(fā)性有機(jī)物(SVOC)，沸點(diǎn)范圍為240～260 ℃至380～400 ℃；與顆粒物及顆粒有機(jī)物(POM)有關(guān)的有機(jī)化合物，沸點(diǎn)范圍為大于380 ℃[8]。其中，可以被人類察覺(jué)到氣味的揮發(fā)性有機(jī)物沸點(diǎn)范圍為50～260 ℃。

現(xiàn)今，人們由于通勤、商務(wù)出行、旅行和購(gòu)物等需要停留在車內(nèi)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)[9-13]，車內(nèi)空間已被認(rèn)為是一種特定的室內(nèi)微環(huán)境。其內(nèi)部由不同材料裝配而成，主要包括塑料、橡膠、天然或合成皮革、織物、纖維、膠黏劑、地毯、泡沫墊等[7,14-19]，這些內(nèi)飾材料在制造過(guò)程中可能會(huì)保留某些揮發(fā)性有機(jī)污染物，在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中，隨著內(nèi)飾材料的老化降解、加熱(夏季)/冷卻等過(guò)程而被大量釋放出來(lái)[13]。由于汽車內(nèi)飾材料體積與內(nèi)部空間體積之比高于普通住宅[7]，并且夏季時(shí)車內(nèi)溫度極易升高，因此車內(nèi)污染物濃度通常高于普通住宅[14-17,20-25]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，新車車內(nèi)空氣中包含有162種不同的揮發(fā)性有機(jī)物，這些物質(zhì)混合在一起會(huì)導(dǎo)致車內(nèi)產(chǎn)生異味，并且半揮發(fā)性有機(jī)物會(huì)在車內(nèi)玻璃凝結(jié)產(chǎn)生霧化膜，影響車輛使用的舒適性、愉悅性和安全性[7,26-27]，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間暴露于這些污染物的駕乘人員的健康產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，研究車用內(nèi)飾材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)污染物種類及其釋放來(lái)源是非常有必要的，有利于汽車行業(yè)從源頭上(內(nèi)飾材料)控制車內(nèi)空氣污染。

本文作者從揮發(fā)性有機(jī)污染物種類、釋放來(lái)源及內(nèi)飾件/材料有機(jī)物釋放測(cè)試方法等方面對(duì)由車用內(nèi)飾材料引起的車內(nèi)空氣污染進(jìn)行了總結(jié)。

1 揮發(fā)性有機(jī)污染物種類及其釋放來(lái)源

汽車行業(yè)將大量非金屬材料，大致包括聚氨酯(PU，Polyurethane)、聚丙烯(PP,Polypropylene)、聚氯乙烯(PVC,Polyvinyl Chloride)、聚乙烯(PE，Polyethylene)、聚苯乙烯(PS,Polystyrene)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS,Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymers)、聚酰胺(PA,Polyamide)、纖維織物等，用于方向盤、儀表板、地板、門/內(nèi)飾板、座椅、操縱桿、控制臺(tái)、立柱及頂棚襯里等內(nèi)飾[28]。在車艙內(nèi)部裝配過(guò)程中，由于不同材料之間的粘附力不同，所以需要用各種膠黏劑來(lái)連接門板的各種部件。例如，用聚氯丁二烯型通用型膠黏劑將皮革連接在底板上，然后再連接到門板框架(主要由PP制成)的中部；用PU/異氰酸酯型膠黏劑將門板上部(包括PVC表面和底層泡沫)固定在面板框架上[17]。上述材料及各種膠黏劑會(huì)向車內(nèi)空間中釋放出大量揮發(fā)性有機(jī)污染物，尤其是新車，其車內(nèi)空氣會(huì)受到內(nèi)飾材料釋放的各種高濃度有機(jī)化合物的污染。這些污染物包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、萜烯、酯、羰基化合物(醛酮類)、其他(醇和二醇類、醌類、酚類、醚類、呋喃類、磷酸鹽類、乙二酸類、鄰苯二甲酸酯類、含氮化合物)等，它們的濃度會(huì)隨時(shí)間而下降，隨車內(nèi)溫度升高而增加，并且溫度升高，污染物種類也會(huì)發(fā)生變化。其中高濃度的脂肪烴和芳香烴是車內(nèi)空氣的主要污染物，大致可占到所有污染物的45%，它們中大多數(shù)在測(cè)試車的車內(nèi)空氣中被檢出頻率非常高，醇類和酯類的檢出頻率僅次于脂肪烴和芳香烴[16]。這些揮發(fā)性有機(jī)污染物主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面：(1)非金屬材料本身具有一定的毒性；(2)非金屬材料在生產(chǎn)加工時(shí)殘留有有機(jī)溶劑，包括苯、甲醛、二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物，這種原因引起的污染在新購(gòu)買的車輛中尤其突出；(3)非金屬材料的裂解物、老化產(chǎn)生的有毒物質(zhì)；(4)塑料制品表面吸附的雜質(zhì)及在制作過(guò)程中添加的穩(wěn)定劑、增塑劑、發(fā)泡劑、著色劑、阻燃劑等添加劑帶來(lái)的毒性；(5)回收塑料中的不明污染物等[28]。這些復(fù)雜的污染物來(lái)源使車用內(nèi)飾在不同的汽車使用條件下釋放出不同種類及濃度的揮發(fā)性有機(jī)污染物。若不考慮空氣溫度，乙苯和苯乙烯是聚苯乙烯材料存在的特定化合物。室溫時(shí)，聚氨酯泡沫主要散發(fā)甲苯、苯酚、癸烷、壬醛、苯甲醛、鄰苯二甲酸二乙酯等。23 ℃時(shí)，聚乙烯散發(fā)出苯甲醛、壬醛、十三烷、癸醛和鄰苯二甲酸二乙酯，而在70 ℃時(shí)，另外還可檢測(cè)到2-乙基-1-己醇。聚丙烯通常散發(fā)出的主要物質(zhì)為2,2,4,6,6-五甲基庚烷。

1.1 烷烴

BRODZIK等[29]在車內(nèi)空氣中測(cè)到的烷烴有鏈烷烴(癸烷、十一烷、十二烷)和環(huán)烷烴(甲基環(huán)己烷、丁基環(huán)戊烷、1-甲基-2-丙基環(huán)己烷)。GRABBS等[14]在4輛測(cè)試車中均檢測(cè)到了十一烷，其中3輛車中的濃度水平較高，同時(shí)在4輛車中還測(cè)到了高沸點(diǎn)的癸烷、十二烷、4-甲基癸烷和2,6-二甲基十一烷。十一烷和十二烷的存在與車內(nèi)飾中使用的黏合劑、地毯及PVC內(nèi)飾件有關(guān)。部分車輛會(huì)配有天窗，但是天窗在組裝中會(huì)使用額外的密封材料和黏合劑，從而釋放出更多的烷烴類物質(zhì)，使車內(nèi)空氣中總揮發(fā)性有機(jī)物(TVOC)濃度增加30%。3-甲基戊烷和正己烷均主要來(lái)自于黏合劑和溶劑[30-31]，正十三烷可能來(lái)自于乙烯基材料[32]。

車內(nèi)空氣中還可以檢測(cè)出多種“重”烷烴，即長(zhǎng)鏈烷烴。在多數(shù)潤(rùn)滑劑樣品中均可以檢測(cè)出長(zhǎng)鏈烷烴，尤其是C14至C17烴(即十四烷、十五烷、十六烷和十七烷)。通過(guò)對(duì)車輛內(nèi)部進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，座椅下方的導(dǎo)軌上使用了大量的潤(rùn)滑劑用于潤(rùn)滑機(jī)械部件，所以會(huì)釋放出長(zhǎng)鏈烷烴[14]。這種現(xiàn)象在小型貨車中更為顯著，因?yàn)樾⌒拓涇囍凶桓?，使用的?rùn)滑劑也更多。而其他的長(zhǎng)鏈烷烴，如二十烷和二十二烷，通常作為增塑劑或合成材料應(yīng)用于地毯和后面板樣品中[17]。

1.2 芳香烴

甲苯是汽車內(nèi)外飾、汽車涂料、空氣清新劑等油漆和表面涂層溶劑的主要成分[10,33-34]。二甲苯由于溶解力強(qiáng)，揮發(fā)速度適中，是醇酸樹(shù)脂、乙烯樹(shù)脂、氯化樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的主要溶劑，對(duì)人體損傷極其嚴(yán)重[28]。BRODZIK等[29]在裝配有黑白合成的纖維面料和其他合成皮革材料的車內(nèi)空氣中均檢測(cè)到甲苯和二甲苯，以及1-乙基-4-甲基苯等物質(zhì)。CHIEN[17]從零部件制造商提供的3種膠黏劑樣品中鑒定出了4～38種化學(xué)物質(zhì)，膠黏劑平均含溶劑40%，使用中釋放的苯系物是車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的重要來(lái)源[28]，其中均含有甲苯和二甲苯。車內(nèi)空氣中的三甲苯及后面樣品中檢測(cè)出的萘同樣也來(lái)自車用黏合劑中。因此，用于制造車用內(nèi)飾件的黏合劑是車內(nèi)空氣中甲苯、二甲苯及其他芳香烴的主要來(lái)源。

由于車內(nèi)使用的新地毯及內(nèi)部塑料組件的有機(jī)物釋放，GRABBS等[14]在4輛測(cè)試車的3輛車中均檢測(cè)到了苯乙烯。另外，裝配有皮革方向盤的車內(nèi)空氣與裝配有聚氨酯方向盤的車內(nèi)空氣相比，前者含有高濃度的苯乙烯[12]。

1.3 羰基化合物

甲醛是影響室內(nèi)空氣質(zhì)量最常見(jiàn)的有機(jī)化合物之一[8,35]，它被用作樹(shù)脂、防腐劑、膠合板和刨花板黏合劑的原材料[36-37]，在裝配有木質(zhì)產(chǎn)品、地毯、皮革和油漆等內(nèi)飾材料的車內(nèi)空氣中含有較高的濃度。車內(nèi)空氣中乙醛來(lái)自于織物內(nèi)飾及裝配用的染料，在皮革內(nèi)飾的車內(nèi)空氣中測(cè)得的乙醛濃度較低[13]。ZHANG等[10]通過(guò)研究?jī)?nèi)飾材料與醛酮類物質(zhì)濃度之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，新車及裝配有低質(zhì)量?jī)?nèi)飾材料的車內(nèi)空氣中醛酮類物質(zhì)濃度較高。甲醛和乙醛會(huì)對(duì)人體眼睛和肺部產(chǎn)生刺激[38]。另外甲醛、乙醛和丙烯醛均有毒，可以致突變或致癌[39]。

車內(nèi)空氣中甲基乙基酮和甲基異丁基酮的濃度在羰基化合物中均較高。YOSHIDA等[16]在101輛測(cè)試車的車內(nèi)空氣中都可以發(fā)現(xiàn)這2種物質(zhì)，它們主要用作合成樹(shù)脂、黏合劑、橡膠黏合劑、清漆及亮漆的溶劑[40]。BAUHOF等[41-42]研究也證明這2種物質(zhì)是新車車內(nèi)空氣中的主要化合物，在車內(nèi)空氣中普遍存在。但是甲基乙基酮很少單獨(dú)應(yīng)用于工業(yè)中，通常以與丙酮、乙酸乙酯、己烷、甲苯或醇的混合物存在[12]。

環(huán)己酮在制革工藝中被用作溶劑，是一種可用于醋酸纖維素、乙烯基樹(shù)脂、粗制橡膠及蠟的多用途溶劑，也是尼龍生產(chǎn)中的中間體，在車用皮革(天然及合成)和門板樣品中可以檢測(cè)到環(huán)己酮[17,40]。YOSHIDA等[12]研究發(fā)現(xiàn)，與裝配有聚氨酯方向盤的車輛相比，裝配有皮革方向盤的車內(nèi)空氣中含有高濃度的環(huán)己酮和3-甲基-2-丁酮。

1.4 萜烯和酯

車內(nèi)空氣中可以檢測(cè)到大量萜烯和酯類物質(zhì)，但這類化合物多數(shù)只在某些車內(nèi)空氣樣品中被檢測(cè)到，檢測(cè)頻率較低。大多數(shù)低頻(<15%)出現(xiàn)的化合物是空氣清新劑的主要揮發(fā)性組分，如1,8-桉葉素、β-芳樟醇、二氫月桂烯醇、β-香茅醇、異丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基戊酸乙酯、乙基己酸乙酯、3-己烯基乙酸酯、正己基乙酸酯、異戊丁酸酯、乙酸龍腦酯、醋酸異冰片酯、4-叔丁基環(huán)己基乙酸酯，而沒(méi)有使用空氣清新劑的車內(nèi)空氣中未檢測(cè)到這些物質(zhì)[16]。

在檢測(cè)到高濃度檸檬烯、β-芳樟醇和二氫月桂烯醇的汽車中，一直到進(jìn)行車內(nèi)空氣檢測(cè)前都在使用含有這些物質(zhì)的空氣清新劑。雖然在移除空氣清新劑后才進(jìn)行采樣，但其揮發(fā)性組分已經(jīng)影響了車內(nèi)空氣質(zhì)量。因此，駕乘人員很可能在駕車時(shí)接觸到高濃度的來(lái)自空氣清新劑的香氣組分。由于車內(nèi)紡織品具有強(qiáng)的吸附能力，可以作為存儲(chǔ)介質(zhì)，并作為化學(xué)物質(zhì)的可逆臨時(shí)存儲(chǔ)器[43]，因此車內(nèi)地板墊、座椅和織物天花板很可能是空氣清新劑產(chǎn)生的萜烯和酯類物質(zhì)的主要來(lái)源。

1.5 醇

YOSHIDA等[16]在測(cè)試過(guò)的所有車內(nèi)空氣樣品中發(fā)現(xiàn)，1-丁醇的中值濃度在醇類物質(zhì)中是最高的，它被用作樹(shù)脂、蠟、清漆和亮漆的溶劑[36]。在新車交付后的第二天，車內(nèi)空氣中的1-丁醇濃度就已經(jīng)為151 μg/m3[7]。YOSHIDA等[12]研究還發(fā)現(xiàn)，與紡織座椅內(nèi)飾的車輛相比，具有皮革座椅內(nèi)飾的車內(nèi)空氣中含有高濃度的2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇和1-癸醇。2-乙基己醇由于其低揮發(fā)性，會(huì)在擋風(fēng)玻璃上被檢測(cè)到，它來(lái)自于車用座椅的聚氨酯泡沫中[29]。在黑白合成纖維面料中也測(cè)到大量的2-乙基己醇[29]。

1.6 其他有機(jī)污染物

YOSHIDA等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在多數(shù)車內(nèi)空氣樣品中都測(cè)到了屬于醌類、酚類和含氮化合物的特征化學(xué)物質(zhì)，如2,5-二叔丁基-對(duì)苯醌、2,6-二叔丁基-對(duì)苯醌、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、異硫氰酸環(huán)己酯、2,2’-偶氮二異丁腈、己內(nèi)酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1,4-二疊氮雙環(huán)[2,2,2]辛烷等。

2,5-二叔丁基-對(duì)苯醌和2,6-二叔丁基-對(duì)苯醌分別是2,5-二叔丁基氫醌和2,6-二叔丁基氫醌的氧化產(chǎn)物，后二者被用作橡膠抗氧化劑[16]。2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚通常也被用作石油產(chǎn)品、合成橡膠和塑料的抗氧化劑[36,44]。車內(nèi)空氣中的2,6-二叔丁基-對(duì)苯醌、2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚和異硫氰酸環(huán)己酯已經(jīng)在橡膠制造廠中被檢測(cè)到[45]。2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚對(duì)眼睛和呼吸道有刺激作用[40]；2,5-二叔丁基氫醌具有致癌作用[46]。

在部分測(cè)試車內(nèi)測(cè)得的高濃度2,2’-偶氮二異丁腈，被用作乙烯基化合物的聚合引發(fā)劑及彈性體和塑料的發(fā)泡劑[36]。在新車交付后的第二天，車內(nèi)空氣中的2,2’-偶氮二異丁腈就高達(dá)429 μg/m3[7]，它被人體吸入后，具有中等的毒性，但是其分解產(chǎn)物四甲基丁二腈是一種強(qiáng)效驚厥劑[40,47-48]。因此，2,2’-偶氮二異丁腈及其分解產(chǎn)物四甲基丁二腈都被認(rèn)為是車內(nèi)空氣中最值得注意的有機(jī)化合物。

車內(nèi)空氣中測(cè)到的己內(nèi)酰胺[16]主要被用作合成纖維、塑料、涂料、增塑劑和油漆載體的單體，以及聚氨酯的交聯(lián)劑，還可用作一些高分子量聚合物的溶劑[40]。己內(nèi)酰胺粉塵對(duì)皮膚有刺激作用[40]。1,4-二疊氮雙環(huán)[2,2,2]辛烷和1-甲基-2-吡咯烷酮分別被用作制備座椅聚氨酯泡沫的催化劑、增塑劑和聚合物溶劑及合成樹(shù)脂表面涂層的溶劑[36,44]。FEDORUK等[18]在一輛新的1997福特金牛座的車內(nèi)空氣中測(cè)到了1-甲基-2-吡咯烷酮和己內(nèi)酰胺，在由合成纖維和PU泡沫制成的頂棚襯里樣品中測(cè)到了1,4-二疊氮雙環(huán)[2,2,2]辛烷[17]。1-甲基-2-吡咯烷酮在裝配有皮革方向盤和皮革座椅的車內(nèi)空氣中比在裝配有聚氨酯方向盤和紡織座椅的車內(nèi)空氣中濃度高[12]。車內(nèi)空氣樣品中無(wú)法準(zhǔn)確定量1,4-二疊氮雙環(huán)[2,2,2]辛烷、N,N-二甲基-正十二烷胺和二苯胺，因?yàn)樗鼈冊(cè)诓蓸悠魑絼┥系谋Ａ粜实蚚7]。BAUHOF等[41]研究認(rèn)為采用硅膠填充的采樣器可以完全收集空氣中的這些胺。盡管它們的保留效率低，但是在交付后第二天的車內(nèi)空氣中測(cè)得的N,N-二甲基-正十二烷胺的濃度卻為120 μg/m3，因此可推測(cè)出車內(nèi)空氣受到了高濃度N,N-二甲基-正十二烷胺的污染[7]。

上述醌類、酚類和含氮化合物在居民室內(nèi)空氣中被檢測(cè)到的頻率較低。因此，它們是塑料、橡膠和樹(shù)脂被大量使用的車內(nèi)空氣中的特征化合物[16]。

鄰苯二甲酸酯廣泛應(yīng)用于塑料部件中，但是其在塑料中并非化學(xué)結(jié)合，而是可以自由移動(dòng)且浸出的，因此隨著時(shí)間的推移，它們可以從軟塑料制品釋放到環(huán)境中[49]。盡管車內(nèi)裝飾中大量用到塑料和樹(shù)脂，但是主要被用作乙烯基樹(shù)脂或塑料增塑劑及阻燃劑[36]的半揮發(fā)性有機(jī)物磷酸鹽，己二酸和鄰苯二甲酸酯在車內(nèi)空氣中的濃度卻相對(duì)較低，大部分都小于0.1 μg/m3(中值濃度)，不會(huì)對(duì)車內(nèi)空氣污染造成影響[16]。因此，低蒸氣壓的半揮發(fā)性有機(jī)物需要比揮發(fā)性有機(jī)物更長(zhǎng)的時(shí)間才能完全從車內(nèi)空氣中消除[7]。但是高溫(例如車輛停放在陽(yáng)光下)可以促進(jìn)內(nèi)飾材料中揮發(fā)性有機(jī)物的釋放，也可以誘導(dǎo)揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成新的揮發(fā)性有機(jī)物，從而影響車內(nèi)污染物濃度。在門板和膠黏劑樣品中鑒定出的鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)可以通過(guò)水解和熱降解轉(zhuǎn)化成2-乙基己醇[50-51]。車輛在交付后車內(nèi)污染物濃度顯著升高[7]，并且車內(nèi)溫度會(huì)從37oC上升至63oC[18]，因此不認(rèn)為2-乙基己醇完全來(lái)源于車用內(nèi)飾件/材料。

四氫呋喃為人造革的涂飾劑[44]，所以與裝配有聚氨酯方向盤的車輛相比，裝配有皮革方向盤的車內(nèi)空氣中含有高濃度的四氫呋喃[12]。由于其低揮發(fā)性，會(huì)在擋風(fēng)玻璃上測(cè)到苯甲酸和三乙烯二胺，而它們來(lái)自于用于制造車用座椅的聚氨酯泡沫中[29]。

2 內(nèi)飾件/材料有機(jī)物釋放測(cè)試方法

一種車型的生產(chǎn)周期可以持續(xù)數(shù)年，在此期間，每輛新車內(nèi)的空氣質(zhì)量都會(huì)有一定的波動(dòng)，其中一個(gè)主要原因是所用內(nèi)飾材料的變化。這些材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)污染物會(huì)使駕乘人員出現(xiàn)頭痛、乏力等癥狀，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)皮炎、哮喘、免疫力低下、白細(xì)胞減少，甚至是致癌[26,49]。因此，監(jiān)測(cè)車內(nèi)空氣成分和測(cè)量?jī)?nèi)飾材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)于確保生產(chǎn)高品質(zhì)的汽車和照顧人類健康和舒適至關(guān)重要。

研究人員對(duì)用于確定內(nèi)飾材料釋放的有機(jī)物的儀器分析方法給予了極大的關(guān)注[29]。靜態(tài)條件下，內(nèi)飾材料釋放的有機(jī)物可以使用頂空法來(lái)測(cè)量，例如標(biāo)準(zhǔn)VDA 277；動(dòng)態(tài)條件下，內(nèi)飾材料釋放的揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)物可以通過(guò)直接熱解析法來(lái)測(cè)量，例如標(biāo)準(zhǔn)VDA 278；另外，整個(gè)內(nèi)飾部件可以在密封艙室內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物釋放測(cè)試，例如標(biāo)準(zhǔn)VDA 276(1 m3艙法)、ISO 12219-2-2012(氣袋法)、ISO 12219-3-2012(微小測(cè)試艙法)、ISO 12219-4-2013(小環(huán)境艙法)和ISO 12219-5-2014(靜態(tài)箱法)。汽車制造商通常都有自己的內(nèi)飾件/材料有機(jī)物釋放測(cè)試程序，大致可分為3組：(1)小材料樣品的釋放測(cè)試；(2)整個(gè)內(nèi)飾部件的釋放測(cè)試；(3)車內(nèi)空氣分析。然而，即使所有車用內(nèi)飾材料都經(jīng)過(guò)釋放測(cè)試并且結(jié)果都是可接受的，但是材料種類的變化及釋放的有機(jī)物的變化也會(huì)對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)榧词箍諝獬煞值奈⑿∽兓加锌赡軐?dǎo)致車內(nèi)空氣有異味，從而影響顧客的接受度。

一般而言，車內(nèi)空氣中某種污染物的濃度是所有內(nèi)飾材料來(lái)源的貢獻(xiàn)之和，很難將污染水平歸因于單個(gè)內(nèi)飾件/材料，并在車輛設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)車內(nèi)空氣污染水平。因此，這就促進(jìn)了環(huán)境艙測(cè)試方法的發(fā)展。在這種方法中，車用內(nèi)飾材料逐個(gè)在環(huán)境艙中進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試期間，艙室環(huán)境條件可以被精確控制(如溫度、相對(duì)濕度和空氣交換率)。另外，還可單獨(dú)測(cè)量?jī)?nèi)飾材料的散發(fā)特性(即濃度、散發(fā)率和關(guān)鍵參數(shù))，并將所有內(nèi)飾材料的這些散發(fā)特性通過(guò)數(shù)據(jù)建模來(lái)評(píng)估在設(shè)計(jì)和使用階段的車內(nèi)空氣污染水平，這對(duì)工程應(yīng)用是非常具有意義的。

但是在實(shí)際車內(nèi)空間中多種內(nèi)飾材料共同存在，多個(gè)揮發(fā)性有機(jī)物來(lái)源對(duì)內(nèi)飾材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)物濃度會(huì)產(chǎn)生影響。BRODZIK等[52]采用1 m3艙法單獨(dú)對(duì)遮陽(yáng)板、車頂襯里和手剎桿蓋及“三合一”(3個(gè)內(nèi)飾件一起)進(jìn)行了揮發(fā)性有機(jī)物釋放測(cè)試。通過(guò)使用TD-GC/FID-MS檢測(cè)方法(熱脫附-氣相色譜/氫火焰離子-質(zhì)譜檢測(cè))，在收集的空氣樣品中共檢測(cè)到377種揮發(fā)性化合物，其中：從單一內(nèi)飾件收集的空氣樣品中檢測(cè)到142種化合物，從兩兩內(nèi)飾件測(cè)試時(shí)收集的樣品中檢測(cè)到92種化合物，從“三合一”測(cè)試時(shí)收集的樣品中檢測(cè)到74種化合物，在所有測(cè)試中共檢測(cè)到69種揮發(fā)性有機(jī)物。測(cè)試結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，“三合一”測(cè)試時(shí)釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物不是單一內(nèi)飾件測(cè)試時(shí)釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物的簡(jiǎn)單加和，不僅在物質(zhì)數(shù)量上有明顯的差別，物質(zhì)信號(hào)強(qiáng)度及化合物性質(zhì)也有明顯不同。有些化合物僅在單一內(nèi)飾件測(cè)試時(shí)出現(xiàn)，而有些化合物僅在“三合一”測(cè)試時(shí)才被檢測(cè)出來(lái)。其中醚類、芳香類、酚類和醇類的測(cè)試結(jié)果會(huì)有較大的差異?？紤]到遮陽(yáng)板測(cè)得的總揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度最高，而車頂襯里的濃度最低，并且車頂襯里較另外兩個(gè)內(nèi)飾件表面積和體積均最大，且為多孔材料，因此在“三合一”測(cè)試時(shí)，其他內(nèi)飾件釋放的物質(zhì)可能被吸附在車頂襯里上，從而影響揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度。

車內(nèi)空間由不同內(nèi)飾材料裝配而成，釋放的有機(jī)物種類也因內(nèi)飾材料的特性不同而不同，又由于不同材料孔隙率不同，且環(huán)境溫濕度不同而使釋放的特定揮發(fā)性有機(jī)物濃度發(fā)生變化，最終導(dǎo)致整車車內(nèi)空氣質(zhì)量發(fā)生變化。因此，在車輛設(shè)計(jì)或生產(chǎn)階段，為了更準(zhǔn)確評(píng)估整車空氣污染水平、還原整車環(huán)境，采用與車內(nèi)空間環(huán)境相近的環(huán)境艙(例如3 m3艙或5 m3艙)，對(duì)車輛所需的所有內(nèi)飾件/材料同時(shí)進(jìn)行揮發(fā)性有機(jī)物釋放測(cè)試，考慮不同材料之間的相互影響，避免有機(jī)物濃度簡(jiǎn)單加和帶來(lái)的誤差，將整車和內(nèi)飾件/材料揮發(fā)性有機(jī)物測(cè)試更有效地關(guān)聯(lián)起來(lái)，提高測(cè)試的參考價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

車內(nèi)空氣中檢測(cè)到的大多數(shù)污染物均來(lái)自于內(nèi)飾材料，尤其是新車，其車內(nèi)空氣主要受到內(nèi)飾材料釋放的不同種類的高濃度化學(xué)物質(zhì)的污染，其中烷烴和芳香烴類物質(zhì)在污染物中占比較大。內(nèi)飾材料材質(zhì)、顏色、成分等不同及內(nèi)飾材料之間的相互影響均會(huì)引起車內(nèi)空氣污染物種類及性質(zhì)的變化。

汽車內(nèi)飾件/材料位于汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上游，零部件供應(yīng)商及汽車制造商在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段應(yīng)使用先進(jìn)工藝，采用合理的污染物釋放測(cè)試方法，研發(fā)并選用低散發(fā)環(huán)保型材料，力求最大限度地減少車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物的來(lái)源。