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汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)怎么檢測(cè)VOC？標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法大剖析
一、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
1 我國(guó)汽車(chē) VOC檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歷程
目前，我國(guó)出臺(tái)的有關(guān)汽車(chē)VOC的直接標(biāo)準(zhǔn)只有兩個(gè)，即 HJ/T 400《車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類(lèi)物質(zhì)采樣測(cè)定方法》和 GB/T 27630《乘用車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》。
我國(guó)汽車(chē)VOC檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)歷程
HJ/T400 規(guī)定了 M 類(lèi)(載客)車(chē)輛和 N 類(lèi)(載貨)車(chē)輛車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類(lèi)物質(zhì)的采樣和測(cè)定方法，但是該標(biāo)準(zhǔn)只適用于車(chē)輛靜止?fàn)顟B(tài)、恒溫及恒濕條件下的車(chē)內(nèi)空氣采樣，并未涉及車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)下的車(chē)內(nèi)污染物采樣，而且未對(duì)車(chē)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(chē)內(nèi)空氣中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、的濃度要求，給出了汽車(chē)車(chē)內(nèi)各 VOC 污染物的限值標(biāo)準(zhǔn)。該指南引導(dǎo)汽車(chē)企業(yè)開(kāi)展車(chē)內(nèi) VOC 控制工作，但引起的爭(zhēng)議也暴露出我國(guó)在汽車(chē)揮發(fā)性有害物質(zhì)管理方面仍面臨一系列問(wèn)題，且指南只針對(duì)我國(guó)整車(chē)的 VOC 標(biāo)準(zhǔn)，汽車(chē)的原材料和零部件并無(wú)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有從源頭控制 VOC 的排放問(wèn)題。圖 1 展示了我國(guó)汽車(chē)VOC 檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程，表明我國(guó)的汽車(chē) VOC檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還有很多需要完善的地方。
2 我國(guó)汽車(chē)VOC檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展建議
通過(guò)借鑒國(guó)外汽車(chē)行業(yè)VOC 檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)*經(jīng)驗(yàn)，深入了解我國(guó)汽車(chē)行業(yè) VOC 現(xiàn)狀，研究和完善我國(guó)汽車(chē) VOC 檢測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出建議及改進(jìn)措施如下：
1)雖 然 我 國(guó) 先 后 出 臺(tái) 了 HJ/T 400-2007 和GB/T 27630-2011，但對(duì)于汽車(chē)車(chē)內(nèi) VOC 污染物，國(guó)家并未按這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新出廠(chǎng)和銷(xiāo)售車(chē)輛的車(chē)內(nèi)空氣污染實(shí)施控制，這給消費(fèi)者的健康和人類(lèi)環(huán)境帶來(lái)隱患。因此，我國(guó)應(yīng)明確汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈各方責(zé)任和監(jiān)督管理措施，對(duì)汽車(chē)行業(yè)進(jìn)行監(jiān)管，健全汽車(chē)信息披露機(jī)制，讓消費(fèi)者了解每臺(tái)新車(chē)的揮發(fā)水平，時(shí)機(jī)成熟時(shí)，有必要強(qiáng)制實(shí)施這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
2)借鑒國(guó)外 VOC 檢測(cè)管理經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)汽車(chē)揮發(fā)性有害物質(zhì)現(xiàn)狀，規(guī)范我國(guó)汽車(chē)行業(yè)零部件和材料VOC 檢測(cè)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(kāi)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(chē)內(nèi)VOC 要求，為有效控制汽車(chē)外飾產(chǎn)生的大量 VOC，保護(hù)大氣環(huán)境，有必要建立汽車(chē)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(guó)家關(guān)于車(chē)內(nèi)空氣污染物濃度限值及測(cè)量方法相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法的逐漸頒布和執(zhí)行，希望有關(guān)部門(mén)制訂對(duì)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(chē)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(chē) VOC 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法中取樣程序復(fù)雜，所用設(shè)備昂貴，測(cè)試成本高，因此迫切需要加強(qiáng)對(duì)VOC 測(cè)試方法的研究和簡(jiǎn)化(簡(jiǎn)便快捷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備)，降低產(chǎn)業(yè)鏈成本，使檢測(cè)手段更加快捷和準(zhǔn)確，共同為我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
二、汽車(chē)VOC主要測(cè)試方法
針對(duì)汽車(chē)VOC含量測(cè)試，主要從整車(chē)VOC、總成(車(chē)內(nèi)零部件)VOC以及材料VOC。下面將分別講一下對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法。
1 整車(chē)VOC含量測(cè)試方法：
不同車(chē)系相應(yīng)不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，包括德國(guó)PV3938標(biāo)準(zhǔn)、日本《車(chē)內(nèi)VOC試驗(yàn)方法》、俄羅斯GOST R51206-2004標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)內(nèi)《車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類(lèi)物質(zhì)采樣測(cè)試方法》即HJ/T 400-2007測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，具體測(cè)試條件如下：
PV3938測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試條件:23oC、50% RH;測(cè)試方法：靜態(tài)測(cè)試;采樣方法：使用紅外燈同時(shí)照射車(chē)內(nèi)不同部位使其表面溫度達(dá)到65oC,封閉一定時(shí)間后采集車(chē)內(nèi)空氣樣品。
《車(chē)內(nèi)VOC試驗(yàn)方法》:測(cè)試條件:23oC、50% RH;測(cè)試方法：半動(dòng)態(tài)測(cè)試;溫度調(diào)整到40oC，保持4.5h后使用DNPH采樣管采集車(chē)內(nèi)空氣30min后測(cè)定甲醛;采樣結(jié)束后啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，使其空調(diào)正常工作，測(cè)定VOC。
GOST R51206-2004標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試條件:23oC、50% RH;測(cè)試方法：動(dòng)態(tài)測(cè)試;模式一：以速度50公里/小時(shí)勻速行駛行，行駛速度穩(wěn)定20分鐘后測(cè)試;模式二：以制造廠(chǎng)家規(guī)定的小穩(wěn)定轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)20分鐘后測(cè)試。
HJ/T 400-2007測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家*于2007年12月7日發(fā)布，2008年3月1日實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)量機(jī)動(dòng)車(chē)乘員艙內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類(lèi)物質(zhì)的采樣點(diǎn)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(cè)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(duì)濕度：50 ±10%。測(cè)試方法：1、受檢車(chē)輛放入符合規(guī)定的車(chē)輛測(cè)試環(huán)境中;2、新車(chē)應(yīng)為合格下線(xiàn)28d±5d并要求內(nèi)部表面無(wú)覆蓋物;3、車(chē)窗、門(mén)打開(kāi)，靜止放置時(shí)間不小于6h;4、準(zhǔn)備期間車(chē)輛測(cè)試條件應(yīng)符合規(guī)定，安裝好采樣裝置;5、關(guān)閉所有門(mén)窗，受檢車(chē)輛保持封閉狀態(tài)16h，開(kāi)始進(jìn)行采集。
對(duì)于不同有機(jī)揮發(fā)物質(zhì)，設(shè)定的限定值如下表所示：
2 零部件(總成)VOC 含量測(cè)試方法：
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：VDA 276
測(cè)試方法：平衡濃度排放氣體
3 材料VOC含量測(cè)試方法：
三、美系，歐系以及日系主機(jī)廠(chǎng)對(duì)VOC測(cè)試的要求
目前對(duì)于汽車(chē)整車(chē)VOC含量的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有美系、歐系以及日系三種，分別對(duì)應(yīng)的是頂空方法(HS-GC/MS)、熱脫附法(TD-GC/MS)以及袋子法(Bag-TD-GC/MS)。下面將分別介紹并對(duì)比三種VOC含量測(cè)試的差異：
1 美系—頂空標(biāo)準(zhǔn)(HS-GC/MS)
項(xiàng)空法是歐系、美系汽車(chē)企業(yè)測(cè)量苯烴類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物的常用方法。頂空法測(cè)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120°C;轉(zhuǎn)移樣品揮發(fā)出來(lái)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(píng)估;通過(guò)質(zhì)譜庫(kù)檢索樣品揮發(fā)出來(lái)的是什么物質(zhì);評(píng)估這些揮發(fā)物質(zhì)對(duì)人的影響風(fēng)險(xiǎn)。
頂空法是一種比較通用的測(cè)量汽車(chē)內(nèi)飾材料苯烴類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)物含量的方法。歐系大部分汽車(chē)企業(yè)均采用該方法對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾材料進(jìn)行采樣和檢測(cè)，國(guó)內(nèi)部分自主品牌汽車(chē)企業(yè)(如吉利汽車(chē)公司等)也采用項(xiàng)空法。
2 歐系—熱吸附標(biāo)準(zhǔn)(TD-GC/MS)
熱解析法是歐系汽車(chē)企業(yè)測(cè)量苯烴類(lèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物的另一種檢測(cè)方法,下面以PSA公司的D105495為例進(jìn)行說(shuō)明。熱解析法的分析過(guò)程為：從待測(cè)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(yàn)樣品揮發(fā)出來(lái)的有機(jī)物氣體經(jīng)過(guò)傳輸線(xiàn)進(jìn)入氣質(zhì)聯(lián)用儀;通過(guò)氣質(zhì)聯(lián)用儀分析得到各種苯烴類(lèi)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(cè)試示意圖如下所示:
采樣袋法多為日系車(chē)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(cè)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(chǎng)(包括豐田、日產(chǎn)和鈴木等)及其合資企業(yè)采用。
袋子法主要操作流程：
三種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比：
4 檢測(cè)艙法
檢測(cè)艙法的試驗(yàn)空間是一個(gè)體積為(1±0.05)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(yàn)箱體上安裝有進(jìn)氣管和排氣管。使用試驗(yàn)氣體(丙烷)和氮?dú)鈱?duì)火焰離子探測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，壓縮空氣需經(jīng)過(guò)濕度調(diào)節(jié)裝置以規(guī)定的濕度通入檢測(cè)艙。美國(guó)通用汽車(chē)公司、德國(guó)的大眾汽車(chē)公司和寶馬汽車(chē)公司等汽車(chē)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(cè)。
摘自?xún)x器信息網(wǎng)
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