轿车内空气有机物污染探究

轿车内空气有机物污染探究

[摘要]本研究采用罐采样-气相色谱/质谱联用法,针对开车上班人群,对上班车辆开始停放时和下班离开前车内污染状态开展车内挥发性有机物污染对比研究。结果显示,在车辆放置车窗密闭状态下,车内挥发性有机物污染程度通常会升高,并会高于环境空气污染程度。在本研究的实验条件下,车内空气虽有挥发性有机物污染,但并不严重。差异性分析表明,汽车在不同使用条件下,车内空气挥发性有机物含量测试结果具有很大的差别。

[关键词]静置轿车;挥发性有机物;空气质量

近年来我国的汽车保有量飞速增长,截至2019年底,全国汽车保有量达2.6亿辆,私家车保有量首次突破2亿辆。随着公众的环境意识和自我保护意识不断提高,对直接关系身体健康的车内环境空气质量日益关注。汽车油漆涂料和内饰所用的各种黏合材料、座垫织物、塑料橡胶制品以及车用空调系统,会慢慢释放苯系物、卤代烃、醛酮类等挥发性有机物,严重时会危害人的身体健康。由于车内空间相对较小,污染物极易在车内保持较高浓度;同时还影响驾乘人员的心情和注意力,长时间会引起一些疾病甚至造成死亡[1-2]。研究表明:汽车越新,车内空气越“毒”,汽车档次越高,车内毒性也越大(使用更多皮革类软装饰)。2012年,原环境保护部与原国家质检总局联合《乘用车内空气质量评价指南》[3],使得车内挥发性有机物污染评价有了依据。本研究采用罐采样-气相色谱/质谱联用法,针对开车上班人群,对上班车辆开始停放时和下班离开前车内污染状态开展车内挥发性有机物污染对比研究,以期了解车内空气污染状况和程度,为车内空气的污染防治提供基础。

1实验部分

1.1仪器与材料。7890A/5975C型气相色谱质谱联用仪,美国Aglient;7100A型大气预浓缩仪,美国Entech;苏玛罐(3.2L),美国Entech;DB-624色谱柱(60m×0.25mm×1.4μm,柱长×内径×膜厚),美国Aglint。57种挥发性有机物标准气体(PAMS),美国LindeSpectra;65中挥发性有机物标准气体(TO-15),美国LindeSpectra。实验过程使用的氮气和氦气均为高纯气体。

1.2仪器工作条件。大气预浓缩仪(配三级冷阱)工作条件:一级冷阱:捕集温度:-150℃;解析温度:10℃;烘烤温度:150℃。二级冷阱:捕集温度:-15℃;捕集时间:5min;解析温度:180℃;解析时间:3.5min;三级聚焦:聚焦温度:-160℃;解析时间:2.5min。传输线温度:100℃。气相色谱仪参考条件:进样口温度140℃;进样方式分流进样(分流比30?1);程序升温:初始温度35℃,保持5min后以5℃/min速度升温至150℃,保持7min后以10℃/min速度升温至200℃,保持4min。载气氦气,载气流量1.0mL/min。质谱仪参考条件:EI源;离子源温度230℃;离子化能量70eV;全扫描,扫描范围39~270amu;溶剂延迟4.0min;接口温度280℃。

1.3样品采集。本研究征集到了4辆实验车,其中2辆为三年以上购置(定义为A车、B车),2辆为一年以内购置(定义为C车、D车),其中A车为豪车款,车辆均停放在户外,当日天气为晴天,气温11~25℃,车辆放置过程中都不得再次打开。采样时间为上班车辆开始停放时(约7:30,定义为开始)和下班离开前车(约17:00,定义为结束)。样品采集用苏玛罐瞬时采样,采样人员从驾驶位微启车门迅速进入车内。为尽量减少车门开启对车内空气污染的干扰,选择副驾驶后排乘员位置用苏玛罐取样。在车内采样的同时采集车辆周边环境空气进行对比分析。

2结果与讨论

2.1定量检测结果。挥发性有机物检测结果见表1。本研究的实验方法建立了96种化合物的校准曲线,从检测结果来看,共有26种化合物被普遍检出。其中碳氢化合物8种,卤代烃5种,含氧烃类(包含醛酮类和酯类)7种,芳香烃类7种。从总挥发有机物(TVOC)浓度来看,除A车外,B、C、D车均为结束时浓度高于开始时浓度,D车尤为明显,说明在车辆放置车窗密闭状态下,车内挥发性有机物污染程度通常会升高。把车内车外挥发性有机物浓度与外界环境空气进行对比,除A车外,B、C、D车在开始时浓度和结束时挥发性有机物污染程度均明显高于环境空气。A车表现出与B、C、D车不同的情况,可能因为该车的密闭程度与其它车不同进而受到环境空气的影响。环境空气多数挥发性有机物结束时浓度高于开始时浓度,与人为源的污染物在白天积累和下班时间前后大气对流稳定及大气边界层高度下降导致污染物不易扩散有关[4]。

2.2车内空气质量评价。《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T27630-2011)对车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛共8种化合物的浓度作出了规定。表2为本次研究车内空气质量评价结果,可以看出ABCD车在开始和结束时车内空气质量均达标,表明在本研究的实验条件下,车内空气虽有挥发性有机物污染,但并不严重。

2.3差异性分析。汽车在不同使用条件下,车内挥发性有机物含量测试结果具有很大的差别[5]。例如,座椅是皮质还是布质、是否加装地毯、有无放置装饰物等等,都会影响车内空气的挥发性有机物污染的程度。D车车主为女性司机,而ABC车主都为男性,女性司机使用的香水、空气净化装置以及车内放置的个人物品,都会增加挥发性有机物的释放,导致污染程度高于其它车。A车在四辆实验车中挥发性有机物浓度为最低,一方面因为该车的使用时间较长,原装内饰、原喷涂料等的挥发性有机物释放程度不如新车;二是该车车主使用习惯较好,车内整洁,没有放置多余物品。

3结论

本研究采用罐采样-气相色谱/质谱联用法,针对开车上班人群,对上班车辆开始停放时和下班离开前车内污染状态开展车内挥发性有机物污染对比研究。结果显示,在车辆车窗密闭状态下,静置车内挥发性有机物污染程度通常会升高,并会高于环境空气污染程度。差异性分析表明,汽车在不同使用条件下,车内挥发性有机物含量测试结果具有很大的差别。在本研究的实验条件下,车内空气虽有挥发性有机物污染,并不严重,尽管如此仍然建议6个月以内的新车,每次上车前最好打开车门,靠空气对流让车内彻底换气。

作者:傅彦斌 单位:福建省环境监测中心站