基于快速檢測方法下車內(nèi)空氣質(zhì)量篩查

王甫華 王慧 韋學(xué)軍 張立軍 譚國斌

摘? ?要：基于車內(nèi)空氣快速檢測方法，對512輛車的車內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行了快速檢測篩查，并對篩查結(jié)果做了淺析，結(jié)果表明，98.2%的車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，但仍有9輛車超過了標(biāo)準(zhǔn)，值得引起駕乘人員的關(guān)注。同時(shí)本文利用了車內(nèi)ΣVOCs濃度建立了車內(nèi)空氣質(zhì)量的評價(jià)方法，用于幫助車主快速了解車內(nèi)空氣水平，規(guī)避車內(nèi)空氣健康風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：車內(nèi)空氣；揮發(fā)性有機(jī)物；快速篩查

中圖分類號(hào)：U467.4+99? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1005-2550（2024）03-0068-07

Air Quality Screening in Vehicle Based on

Rapid Detection Method

Abstract： Based on the rapid detection method of air in vehicle， a rapid detection and screening of air quality in vehicle was conducted on 512 vehicles， and the screening results were analyzed. The results showed that 98.4% of the indoor air quality was far below the national standard， but 8 vehicles still exceeded the standard， which is worthy of attention for drivers and passengers. Meanwhile， this article utilized the interior of The concentration of ΣVOCs established an evaluation method for indoor air quality， which is used to help car owners quickly understand the level of air quality in vehicle and avoid health risks.

Key Words： air in vehicle; volatile organic compounds; quick Screening

隨著人們生活水平及消費(fèi)水平的提高，越來越多的人選擇小汽車作為出行的交通工具。車內(nèi)空間成為居家、辦公等建筑室內(nèi)空間之外的第二室內(nèi)空間，國外人群每日在車內(nèi)的時(shí)間79min，占整日時(shí)間的5.5%[1]，我國平均汽車出行時(shí)間為71min，占整日時(shí)間的4.9%[2]，在交通擁堵的地區(qū)用車時(shí)間可能更長。人長時(shí)間待在車內(nèi)空間，車內(nèi)空氣狀況成為熱論話題，車內(nèi)空氣污染嚴(yán)重危害乘員健康，其中揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatile organic compounds，VOC）污染備受關(guān)注[3]，車內(nèi)空氣VOCs 來自于車內(nèi)飾品、內(nèi)飾材料、油漆、涂料、有機(jī)溶劑等[4]。車內(nèi)VOCs的存在會(huì)引起人感官上的不愉悅，若濃度過高，會(huì)危害駕乘人員的呼吸、循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)，引發(fā)“駕駛綜合征”并影響行車的安全性[5，6]。苯和甲醛被國際癌癥研究中心證實(shí)存在致癌、致白血病和致基因突變的風(fēng)險(xiǎn)[7]。

近十年來，由于《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布[8]，對苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的濃度限值做了要求，具體指標(biāo)如下表1所示，而且駕乘人員對車內(nèi)環(huán)境的健康與舒適性的要求也越來越高[9]，各大主機(jī)廠商開始重視車內(nèi)空氣質(zhì)量，提升整車的品質(zhì)，制定相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對車內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行管控[10]，從源頭上管控車內(nèi)材料質(zhì)量，并開發(fā)各種各樣的空氣凈化產(chǎn)品[11，12]，有效控制車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況。但由于購買汽車后使用劣質(zhì)腳墊、香水、貼膜、高溫暴曬、內(nèi)飾老化腐爛等原因，會(huì)導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量降低，在車輛使用過程中較差的車內(nèi)空氣質(zhì)量有可能會(huì)危害到身體健康。

一般車內(nèi)空氣檢測方法根據(jù)《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》執(zhí)行，車輛準(zhǔn)備放置時(shí)間需大于6小時(shí)，密閉靜置時(shí)間需大于16小時(shí)，整體采樣檢測時(shí)間超過24小時(shí)[13]，檢測速度較慢，很難達(dá)到大規(guī)模檢測的要求，本文通過使用車內(nèi)空氣快速檢測方法[14]，在短時(shí)間內(nèi)篩查車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況，識(shí)別出污染較嚴(yán)重車輛，提示采取改善治理措施，使駕乘人員避免健康風(fēng)險(xiǎn)，通過大規(guī)模車輛篩查，為人們身體健康保駕護(hù)航。

1? ? 檢測儀器和方法

1.1? ?儀器設(shè)備及試劑

主要檢測儀器設(shè)備包括廣州禾信儀器股份有限公司生產(chǎn)的在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀（SPI-MS 2000）和在線高精度甲醛監(jiān)測儀（HCHO 1000），在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀采用紫外燈電離源及飛行時(shí)間質(zhì)譜分析器，主要用于氣體中揮發(fā)性有機(jī)物的在線檢測，在線高精度甲醛監(jiān)測儀采用乙酰丙酮分光光度法原理，主要用于氣體中甲醛的在線檢測；輔助設(shè)備包括廣州禾信儀器股份有限公司生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)稀釋儀（DSG-1000），臺(tái)州藤原工具有限公司生產(chǎn)的空壓機(jī)（6003-80）。

檢測相關(guān)的試劑耗材包括大連大特生產(chǎn)的17組分定制混合標(biāo)氣（1ppm）；大連大特生產(chǎn)的苯標(biāo)氣（30ppb）；中國計(jì)量科學(xué)研究院生產(chǎn)的甲醛標(biāo)準(zhǔn)液體（10.3mg/mL）；廣州粵佳氣體有限公司生產(chǎn)的氮?dú)猓?9.999%）；清之鑫品牌活性炭；上海麥克林生化科技有限公司生產(chǎn)的分子篩（M813068）；惠州市鴻祥防潮技術(shù)有限公司生產(chǎn)的硅膠（漠凡克）。

1.2? ?車輛樣本

本次共檢測了512輛車，車輛樣本來源于廣州市某售后服務(wù)中心維修或保養(yǎng)的車輛，均為購買后行駛了5000公里以上的車輛，車輛類型主要為適合人們?nèi)粘３鲂谐俗腗1類乘用車，絕大部分為燃油車，主要包含了5個(gè)品牌以上的車輛。

1.3? ?檢測環(huán)境

本次車輛檢測地址為廣州市某個(gè)汽車售后服務(wù)中心場地內(nèi)建立的檢測實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室周圍500米無固定污染源和電磁干擾，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境溫度控制在25℃±3℃，濕度控制在60%±20%，汽車移動(dòng)到達(dá)實(shí)驗(yàn)室后會(huì)靜置10分鐘后再進(jìn)行檢測操作，檢測時(shí)車輛處于關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)和關(guān)閉門窗的靜止?fàn)顟B(tài)，所有車輛的采樣點(diǎn)保持一致。

1.4? ?檢測方法及原理

本套檢測系統(tǒng)[14]主要包括置換裝置、采樣裝置和檢測裝置三大部分，置換裝置主要包括空壓機(jī)、凈化器和置換管路，空壓機(jī)可產(chǎn)生速率大于300L/min的空氣，凈化器使用硅膠、活性炭等材料可將空氣干燥凈化，置換裝置主要作用是使用凈化后的氣體將車內(nèi)原有氣體置換，達(dá)到置換相對平衡狀態(tài)，使每輛車在采樣前保持相對一致的狀態(tài)；采樣裝置包括采樣泵和采樣管路，可實(shí)時(shí)抽入車內(nèi)的空氣至在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀和在線高精度甲醛監(jiān)測儀中檢測；檢測裝置包括在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀和在線高精度甲醛監(jiān)測儀，在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀主要用于烷烴、烯烴、苯系物等揮發(fā)性有機(jī)物的在線檢測，在線高精度甲醛監(jiān)測儀主要用于甲醛的在線檢測。

檢測流程為打開置換裝置，空壓機(jī)中氣體經(jīng)過凈化器被凈化，通過流量計(jì)控制流量，引入車內(nèi)，潔凈氣體將車內(nèi)原有空氣置換，置換約15min后，車內(nèi)空氣與凈化空氣達(dá)到置換平衡后停止置換，此時(shí)檢測設(shè)備開始檢測，持續(xù)記錄車內(nèi)污染物釋放信息，連續(xù)檢測約15min后，車內(nèi)污染物達(dá)到釋放平衡狀態(tài)，檢測結(jié)束。

2? ? 檢測結(jié)果與討論

2.1? ?VOCs濃度分析

對快速檢測的512輛車的VOCs濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先選取了國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27630-2011中關(guān)注的苯、苯乙烯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛數(shù)據(jù)，如下圖3所示，發(fā)現(xiàn)98.2%的車輛所測物質(zhì)的濃度均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濃度限值，趨勢與文獻(xiàn)[15]中所測結(jié)果基本一致，說明國家相關(guān)單位對于車內(nèi)飾品材料的管控及整車車內(nèi)空氣質(zhì)量的控制效果較好。但其中也有9輛車中國標(biāo)關(guān)注的物質(zhì)超過了國家標(biāo)準(zhǔn)的限值，說明這9輛車的車內(nèi)空氣可能對駕乘人員存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，造成這些車內(nèi)空氣超標(biāo)可能與使用劣質(zhì)腳墊、劣質(zhì)香水、貼膜等原因相關(guān)。

對于除國標(biāo)中關(guān)注有限值以外的物質(zhì)進(jìn)行分析，包括異戊二烯、壬烷、癸烷、三甲苯、十一烷、十二烷，發(fā)現(xiàn)超過1.5mg/m3的車輛共有4輛，說明這4輛車的車內(nèi)空氣可能對駕乘人員存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。

2.2? ?車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)分析

對512輛車所測十余種VOCs的總和進(jìn)行分析，ΣVOCs的濃度與車輛數(shù)的關(guān)系如下圖4所示，發(fā)現(xiàn)ΣVOCs的濃度主要集中在0-3mg/m3之間，且基本呈現(xiàn)正態(tài)分布規(guī)律，說明利用ΣVOCs的濃度可以區(qū)分出不同車輛的車內(nèi)空氣質(zhì)量情況。

將得到的ΣVOCs濃度做分級處理，可以得到區(qū)分車內(nèi)空氣質(zhì)量的模型，隨著檢測車輛數(shù)的增加，模型會(huì)越來越準(zhǔn)確?？蓪⑺熊囕v劃分為5個(gè)不同的等級，分級情況如下表2所示，用來初步篩查并評價(jià)車內(nèi)空氣所處的水平，并給出相關(guān)建議。

2.3? ?不同品牌濃度分析

對5個(gè)品牌的車輛中ΣVOCs的濃度進(jìn)行分析，結(jié)果如圖5所示，發(fā)現(xiàn)不同品牌的車輛內(nèi)的VOCs濃度范圍有差別，但均值差別不大，其中品牌1的異常值較多，品牌3的中位值較低，綜合來看，品牌3的車輛車內(nèi)空氣水平更好。

2.4? ?不同VOCs成分濃度分析

將所測512輛車中不同VOCs成分平均濃度值進(jìn)行分析，結(jié)果如圖6所示，發(fā)現(xiàn)壬烷、二甲苯、三甲苯、癸烷等占比較高，壬烷是汽油車尾氣排放的主要污染物之一，可能有汽車尾氣輕微滲入駕駛艙導(dǎo)致壬烷結(jié)果較高，二甲苯、三甲苯主要來源于車內(nèi)PP、PVC材質(zhì)的部件以及油漆涂料等，但二甲苯與三甲苯的平均濃度分別為0.139mg/m3、0.140mg/m3，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，癸烷主要來源于合成纖維內(nèi)飾中，可能是所測車輛中合成纖維內(nèi)飾占比較高，但整體平均濃度較低。苯、甲醛這兩種有潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)的物質(zhì)平均濃度分別為0.004mg/m3、0.015mg/m3，占比較低，兩種物質(zhì)也遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，說明對于車輛內(nèi)飾中苯、甲醛的VOCs濃度整體把控較好。

3? ? 結(jié)論

通過車內(nèi)空氣快速檢測方法對512輛車的車內(nèi)空氣情況做了篩查分析，本文對篩查結(jié)果做了淺析，發(fā)現(xiàn)絕大部分車輛內(nèi)空氣中VOCs的濃度值遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)要求，但也有9輛車的VOCs濃度值超過了標(biāo)準(zhǔn)限值，值得引起駕乘人員注意。另外也通過ΣVOCs的濃度值初步建立了車內(nèi)空氣水平的評價(jià)方法，用以對于快速檢測的車輛進(jìn)行評價(jià)，幫助車主規(guī)避健康風(fēng)險(xiǎn)。車內(nèi)空氣質(zhì)量的快速篩查，可以幫助車主快速識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)駕乘人員身體健康。

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