汽車VOC檢測
目前，國內(nèi)及歐、美、日均沒有汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量的國家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。但有資料表明，國外主要汽車公司對于車內(nèi)空氣質(zhì)量的控制，主要通過對配套零部件的管控來實現(xiàn)的。今天，我們就側(cè)重來講講汽車VOC的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及主要測試方法。
一、汽車VOC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1、我國汽車 VOC檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歷程
目前，我國出臺的有關(guān)汽車VOC 的直接標(biāo)準(zhǔn)只有兩個，即 HJ/T 400《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》和 GB/T 27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》。
HJ/T400 規(guī)定了 M 類(載客)車輛和 N 類(載貨)車輛車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)的采樣和測定方法，但是該標(biāo)準(zhǔn)只適用于車輛靜止?fàn)顟B(tài)、恒溫及恒濕條件下的車內(nèi)空氣采樣，并未涉及車輛運行狀態(tài)下的車內(nèi)污染物采樣，而且未對車內(nèi)空氣污染物的指標(biāo)與限值進(jìn)行規(guī)定。
GB/T27630 規(guī)定了車內(nèi)空氣中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的濃度要求，給出了汽車車內(nèi)各 VOC 污染物的限值標(biāo)準(zhǔn)。該指南引導(dǎo)汽車企業(yè)開展車內(nèi) VOC 控制工作，但引起的爭議也暴露出我國在汽車揮發(fā)性有害物質(zhì)管理方面仍面臨一系列問題，且指南只針對我國整車的 VOC 標(biāo)準(zhǔn)，汽車的原材料和零部件并無相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，沒有從源頭控制 VOC 的排放問題。圖 1 展示了我國汽車VOC 檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程，表明我國的汽車 VOC檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有很多需要完善的地方。
2、我國汽車 VOC 檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展建議
通過借鑒國外汽車行業(yè)VOC 檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)經(jīng)驗，深入了解我國汽車行業(yè) VOC 現(xiàn)狀，研究和完善我國汽車 VOC 檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出建議及改進(jìn)措施如下：
1）雖 然 我 國 先 后 出 臺 了 HJ/T 400-2007 和GB/T 27630-2011，但對于汽車車內(nèi) VOC 污染物，國家并未按這兩個標(biāo)準(zhǔn)對新出廠和銷售車輛的車內(nèi)空氣污染實施控制，這給消費者的健康和人類環(huán)境帶來隱患。因此，我國應(yīng)明確汽車產(chǎn)業(yè)鏈各方責(zé)任和監(jiān)督管理措施，對汽車行業(yè)進(jìn)行監(jiān)管，健全汽車信息披露機(jī)制，讓消費者了解每臺新車的揮發(fā)水平，時機(jī)成熟時，有必要強(qiáng)制實施這兩個標(biāo)準(zhǔn)。
2）借鑒國外 VOC 檢測管理經(jīng)驗，結(jié)合我國汽車揮發(fā)性有害物質(zhì)現(xiàn)狀，規(guī)范我國汽車行業(yè)零部件和材料VOC 檢測方法，降低零部件、材料供應(yīng)商的技術(shù)和成本壓力，基于全產(chǎn)業(yè)鏈引導(dǎo)零部件及材料企業(yè)開展統(tǒng)一的揮發(fā)性有害物質(zhì)管理工作。
3）《指南》僅明確了車內(nèi)VOC 要求，為有效控制汽車外飾產(chǎn)生的大量 VOC，保護(hù)大氣環(huán)境，有必要建立汽車揮發(fā)性有害物質(zhì)防治管理體系，推進(jìn)監(jiān)督管理措施和提升 VOC 控制技術(shù)。
4）隨著國家關(guān)于車內(nèi)空氣污染物濃度限值及測量方法相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法的逐漸頒布和執(zhí)行，希望有關(guān)部門制訂對內(nèi)飾件的原材料質(zhì)量進(jìn)行控制的環(huán)保標(biāo)，從汽車產(chǎn)業(yè)鏈的源頭零部件和材料限制 VOC 排放值。
5）目前的汽車 VOC 檢測標(biāo)準(zhǔn)方法中取樣程序復(fù)雜，所用設(shè)備昂貴，測試成本高，因此迫切需要加強(qiáng)對VOC 測試方法的研究和簡化(簡便快捷實時監(jiān)測設(shè)備)，降低產(chǎn)業(yè)鏈成本，使檢測手段更加快捷和準(zhǔn)確，共同為我國的汽車產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
二、汽車VOC主要測試方法
針對汽車VOC含量測試，主要從整車VOC、總成（車內(nèi)零部件）VOC以及材料VOC。下面將分別講一下對應(yīng)的測試方法。
1、整車VOC含量測試方法：
不同車系相應(yīng)不同的測試標(biāo)準(zhǔn)，包括德國PV3938標(biāo)準(zhǔn)、日本《車內(nèi)VOC試驗方法》、俄羅斯GOST R51206-2004標(biāo)準(zhǔn)以及國內(nèi)《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測試方法》即HJ/T 400-2007測試標(biāo)準(zhǔn)，具體測試條件如下：
PV3938測試標(biāo)準(zhǔn)：測試條件:23oC、50% RH；測試方法：靜態(tài)測試；采樣方法：使用紅外燈同時照射車內(nèi)不同部位使其表面溫度達(dá)到65oC,封閉一定時間后采集車內(nèi)空氣樣品。
《車內(nèi)VOC試驗方法》:測試條件:23oC、50% RH；測試方法：半動態(tài)測試；溫度調(diào)整到40oC，保持4.5h后使用DNPH采樣管采集車內(nèi)空氣30min后測定甲醛；采樣結(jié)束后啟動汽車發(fā)動機(jī)，使其空調(diào)正常工作，測定VOC。
GOST R51206-2004標(biāo)準(zhǔn)：測試條件:23oC、50% RH；測試方法：動態(tài)測試；模式一：以速度50公里/小時勻速行駛行，行駛速度穩(wěn)定20分鐘后測試；模式二：以制造廠家規(guī)定的最小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)20分鐘后測試。
HJ/T 400-2007測試標(biāo)準(zhǔn)：國家環(huán)境保護(hù)總局于2007年12月7日發(fā)布，2008年3月1日實施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測量機(jī)動車乘員艙內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)的采樣點設(shè)置、采樣環(huán)境條件技術(shù)要求、采樣方法和設(shè)備、相應(yīng)的測量方法和設(shè)備、數(shù)據(jù)處理、質(zhì)量保證等內(nèi)容。
環(huán)境溫度：25.0 1.0 oC相對濕度：50 10%。測試方法：1、受檢車輛放入符合規(guī)定的車輛測試環(huán)境中；2、新車應(yīng)為合格下線28d5d并要求內(nèi)部表面無覆蓋物；3、車窗、門打開，靜止放置時間不小于6h；4、準(zhǔn)備期間車輛測試條件應(yīng)符合規(guī)定，安裝好采樣裝置；5、關(guān)閉所有門窗，受檢車輛保持封閉狀態(tài)16h，開始進(jìn)行采集。
2、零部件（總成）VOC 含量測試方法：
測試標(biāo)準(zhǔn)：VDA 276
測試方法：平衡濃度排放氣體
3、材料VOC含量測試方法：
三、美系、歐系以及日系主機(jī)廠對VOC測試的要求
目前對于汽車整車VOC含量的測試標(biāo)準(zhǔn)主要有美系、歐系以及日系三種，分別對應(yīng)的是頂空方法（HS-GC/MS）、熱脫附（TD-GC/MS）以及袋子法（Bag-TD-GC/MS）。下面將 分別介紹并對比三種VOC含量測試的差異：
1、美系頂空標(biāo)準(zhǔn)（HS-GC/MS）
頂空法是歐系、美系汽車企業(yè)測量苯烴類揮發(fā)性有機(jī)物的常用方法。頂空法測試標(biāo)準(zhǔn)的主要裝置圖以及原理圖如上圖所示。頂空加熱樣品到120C；轉(zhuǎn)移樣品揮發(fā)出來的物質(zhì)到GCMS；以樣品峰面積與空氣峰面積之間的比較作為樣品揮發(fā)量的評估；通過質(zhì)譜庫檢索樣品揮發(fā)出來的是什么物質(zhì)；評估這些揮發(fā)物質(zhì)對人的影響風(fēng)險。
頂空法是一種比較通用的測量汽車內(nèi)飾材料苯烴類揮發(fā)性有機(jī)物含量的方法。歐系大部分汽車企業(yè)均采用該方法對汽車內(nèi)飾材料進(jìn)行采樣和檢測，國內(nèi)部分自主品牌汽車企業(yè)(如吉利汽車公司等)也采用項空法。
2、歐系熱吸附標(biāo)準(zhǔn)（TD-GC/MS）
熱解析法是歐系汽車企業(yè)測量苯烴類揮發(fā)性有機(jī)化合物的另一種檢測方法,下面以PSA公司的D105495為例進(jìn)行說明。熱解析法的分析過程為：從待測樣品上裁取一定質(zhì)量(10-30 mg)的材料放入熱解析管中；將熱解析管放入熱解析儀中進(jìn)行30min的90℃熱解析，試驗樣品揮發(fā)出來的有機(jī)物氣體經(jīng)過傳輸線進(jìn)入氣質(zhì)聯(lián)用儀；通過氣質(zhì)聯(lián)用儀分析得到各種苯烴類揮發(fā)性物的含量和總的VOC含量。
3、日系袋子法 (Bag-TD-GC/MS)
日系采樣袋法測試示意圖如下所示:
采樣袋法多為日系車企使用。本方法進(jìn)行VOC采樣使用的采樣袋由厚度為0.05 mm的聚氟乙烯(PVF)制成，根據(jù)采樣袋容積分為大袋子和小袋子兩種方法，分別用于測量總成零部件和材料的VOC含量。采樣袋法主要被日系主機(jī)廠(包括豐田、日產(chǎn)和鈴木等)及其合資企業(yè)采用。
4.檢測艙法
檢測艙法的試驗空間是一個體積為(10.05)m3的密閉空間，內(nèi)部裝有調(diào)節(jié)空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調(diào)節(jié)空氣交換率，試驗箱體上安裝有進(jìn)氣管和排氣管。使用試驗氣體(丙烷)和氮氣對火焰離子探測儀進(jìn)行校準(zhǔn)，壓縮空氣需經(jīng)過濕度調(diào)節(jié)裝置以規(guī)定的濕度通入檢測艙。美國通用汽車公司、德國的大眾汽車公司和寶馬汽車公司等汽車企業(yè)及其合資企業(yè)采用此方法進(jìn)行零部件的VOC檢測。
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