汽車主機廠怎麼檢測VOC?標準和測試方法大剖析

　　一、相關標準

　　1 我國汽車 VOC檢測相關標準歷程

　　目前，我國出臺的有關汽車VOC的直接標準只有兩個，即 HJ/T 400《車內揮發性有機物和醛酮類物質採樣測定方法》和 GB/T 27630《乘用車內空氣品質評價指南》。

我國汽車VOC檢測相關標準歷程

　　HJ/T400 規定了 M 類(載客)車輛和 N 類(載貨)車輛車內揮發性有機物和醛酮類物質的採樣和測定方法，但是該標準只適用於車輛靜止狀態、恆溫及恆溼條件下的車內空氣採樣，並未涉及車輛運行狀態下的車內汙染物採樣，而且未對車內空氣汙染物的指標與限值進行規定。

　　GB/T27630 規定了車內空氣中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的濃度要求，給出了汽車車內各 VOC 汙染物的限值標準。該指南引導汽車企業開展車內 VOC 控制工作，但引起的爭議也暴露出我國在汽車揮發性有害物質管理方面仍面臨一系列問題，且指南只針對我國整車的 VOC 標準，汽車的原材料和零部件並無相關國家標準，沒有從源頭控制 VOC 的排放問題。圖 1 展示了我國汽車VOC 檢測相關標準發展歷程，表明我國的汽車 VOC檢測相關標準還有很多需要完善的地方。

　　2 我國汽車VOC檢測相關標準發展建議

　　通過借鑑國外汽車行業VOC 檢測相關標準先進經驗，深入了解我國汽車行業 VOC 現狀，研究和完善我國汽車 VOC 檢測相關標準，提出建議及改進措施如下：

　　1)雖 然 我 國 先 後 出 臺 了 HJ/T 400-2007 和GB/T 27630-2011，但對於汽車車內 VOC 汙染物，國家並未按這兩個標準對新出廠和銷售車輛的車內空氣汙染實施控制，這給消費者的健康和人類環境帶來隱患。因此，我國應明確汽車產業鏈各方責任和監督管理措施，對汽車行業進行監管，健全汽車信息披露機制，讓消費者了解每臺新車的揮發水平，時機成熟時，有必要強制實施這兩個標準。

　　2)借鑑國外 VOC 檢測管理經驗，結合我國汽車揮發性有害物質現狀，規範我國汽車行業零部件和材料VOC 檢測方法，降低零部件、材料供應商的技術和成本壓力，基於全產業鏈引導零部件及材料企業開展統一的揮發性有害物質管理工作。

　　3)《指南》僅明確了車內VOC 要求，為有效控制汽車外飾產生的大量 VOC，保護大氣環境，有必要建立汽車揮發性有害物質防治管理體系，推進監督管理措施和提升 VOC 控制技術。

　　4)隨著國家關於車內空氣汙染物濃度限值及測量方法相關標準和檢測方法的逐漸頒布和執行，希望有關部門制訂對內飾件的原材料質量進行控制的環保標，從汽車產業鏈的源頭零部件和材料限制 VOC 排放值。

　　5)目前的汽車 VOC 檢測標準方法中取樣程序複雜，所用設備昂貴，測試成本高，因此迫切需要加強對VOC 測試方法的研究和簡化(簡便快捷實時監測設備)，降低產業鏈成本，使檢測手段更加快捷和準確，共同為我國的汽車產業的健康快速發展貢獻力量。

　　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(車內零部件)VOC以及材料VOC。下面將分別講一下對應的測試方法。

　　

　　1 整車VOC含量測試方法：

　　不同車系相應不同的測試標準，包括德國PV3938標準、日本《車內VOC試驗方法》、俄羅斯GOST R51206-2004標準以及國內《車內揮發性有機物和醛酮類物質採樣測試方法》即HJ/T 400-2007測試標準，具體測試條件如下：

　　PV3938測試標準：測試條件:23oC、50% RH;測試方法：靜態測試;採樣方法：使用紅外燈同時照射車內不同部位使其表面溫度達到65oC,封閉一定時間後採集車內空氣樣品。

　　《車內VOC試驗方法》:測試條件:23oC、50% RH;測試方法：半動態測試;溫度調整到40oC，保持4.5h後使用DNPH採樣管採集車內空氣30min後測定甲醛;採樣結束後啟動汽車發動機，使其空調正常工作，測定VOC。

　　GOST R51206-2004標準：測試條件:23oC、50% RH;測試方法：動態測試;模式一：以速度50公裡/小時勻速行駛行，行駛速度穩定20分鐘後測試;模式二：以製造廠家規定的最小穩定轉速空轉20分鐘後測試。

　　HJ/T 400-2007測試標準：國家環境保護總局於2007年12月7日發布，2008年3月1日實施。標準規定了測量機動車乘員艙內揮發性有機物和醛酮類物質的採樣點設置、採樣環境條件技術要求、採樣方法和設備、相應的測量方法和設備、數據處理、質量保證等內容。

　　環境溫度：25.0±1.0 oC相對溼度：50 ±10%。測試方法：1、受檢車輛放入符合規定的車輛測試環境中;2、新車應為合格下線28d±5d並要求內部表面無覆蓋物;3、車窗、門打開，靜止放置時間不小於6h;4、準備期間車輛測試條件應符合規定，安裝好採樣裝置;5、關閉所有門窗，受檢車輛保持封閉狀態16h，開始進行採集。

　　對於不同有機揮發物質，設定的限定值如下表所示：

　　2 零部件(總成)VOC 含量測試方法：

　　測試標準：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，歐系以及日系主機廠對VOC測試的要求

　　目前對於汽車整車VOC含量的測試標準主要有美系、歐系以及日系三種，分別對應的是頂空方法(HS-GC/MS)、熱脫附法(TD-GC/MS)以及袋子法(Bag-TD-GC/MS)。下面將分別介紹並對比三種VOC含量測試的差異：

　　1 美系—頂空標準(HS-GC/MS)

　　項空法是歐系、美系汽車企業測量苯烴類揮發性有機物的常用方法。頂空法測試標準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;轉移樣品揮發出來的物質到GCMS;以樣品峰面積與空氣峰面積之間的比較作為樣品揮發量的評估;通過質譜庫檢索樣品揮發出來的是什麼物質;評估這些揮發物質對人的影響風險。

　　頂空法是一種比較通用的測量汽車內飾材料苯烴類揮發性有機物含量的方法。歐系大部分汽車企業均採用該方法對汽車內飾材料進行採樣和檢測，國內部分自主品牌汽車企業(如吉利汽車公司等)也採用項空法。

　　2 歐系—熱吸附標準(TD-GC/MS)

　　熱解析法是歐系汽車企業測量苯烴類揮發性有機化合物的另一種檢測方法,下面以PSA公司的D105495為例進行說明。熱解析法的分析過程為：從待測樣品上裁取一定質量(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行30min的90℃熱解析，試驗樣品揮發出來的有機物氣體經過傳輸線進入氣質聯用儀;通過氣質聯用儀分析得到各種苯烴類揮發性物的含量和總的VOC含量。

　　3  日系—袋子法 (Bag-TD-GC/MS)

　　日系採樣袋法測試示意圖如下所示:

　　採樣袋法多為日系車企使用。本方法進行VOC採樣使用的採樣袋由厚度為0.05 mm的聚氟乙烯(PVF)製成，根據採樣袋容積分為大袋子和小袋子兩種方法，分別用於測量總成零部件和材料的VOC含量。採樣袋法主要被日系主機廠(包括豐田、日產和鈴木等)及其合資企業採用。

　　袋子法主要操作流程：

　　三種測試標準的對比：

　　4 檢測艙法

　　檢測艙法的試驗空間是一個體積為(1±0.05)m3的密閉空間，內部裝有調節空氣均勻度的裝置和樣品支架。為了調節空氣交換率，試驗箱體上安裝有進氣管和排氣管。使用試驗氣體(丙烷)和氮氣對火焰離子探測儀進行校準，壓縮空氣需經過溼度調節裝置以規定的溼度通入檢測艙。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及其合資企業採用此方法進行零部件的VOC檢測。