汽车主机厂VOC检测测试标准、测试方法大剖析
目前，国内及欧、美、日均没有汽车车内空气质量的国家标准、法规。但有资料表明，国外主要汽车公司对于车内空气质量的控制，主要通过对配套零部件的管控来实现的。今天，我们就侧重来讲讲汽车VOC的相关标准及主要测试方法...一、相关标准1 我国汽车 VOC检测相关标准历程目前，我国出台的有关汽车VOC 的直接标准只有两个，即 HJ/T 400《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》和 GB/T 27630《乘用车内空气质量评价指南》。图 1 我国汽车 VOC检测相关标准历程HJ/T400 规定了 M 类(载客)车辆和 N 类(载货)车辆车内挥发性有机物和醛酮类物质的采样和测定方法，但是该标准只适用于车辆静止状态、恒温及恒湿条件下的车内空气采样，并未涉及车辆运行状态下的车内污染物采样，而且未对车内空气污染物的指标与限值进行规定。GB/T27630 规定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛的浓度要求，给出了汽车车内各 VOC 污染物的限值标准。该指南引导汽车企业开展车内 VOC 控制工作，但引起的争议也暴露出我国在汽车挥发性有害物质管理方面仍面临一系列问题，且指南只针对我国整车的 VOC 标准，汽车的原材料和零部件并无相关国家标准，没有从源头控制 VOC 的排放问题。图 1 展示了我国汽车VOC 检测相关标准发展历程，表明我国的汽车 VOC检测相关标准还有很多需要完善的地方。2 我国汽车 VOC 检测相关标准发展建议通过借鉴国外汽车行业VOC 检测相关标准先进经验，深入了解我国汽车行业 VOC 现状，研究和完善我国汽车 VOC 检测相关标准，提出建议及改进措施如下：1）虽 然 我 国 先 后 出 台 了 HJ/T 400-2007 和GB/T 27630-2011，但对于汽车车内 VOC 污染物，国家并未按这两个标准对新出厂和销售车辆的车内空气污染实施控制，这给消费者的健康和人类环境带来隐患。因此，我国应明确汽车产业链各方责任和监督管理措施，对汽车行业进行监管，健全汽车信息披露机制，让消费者了解每台新车的挥发水平，时机成熟时，有必要强制实施这两个标准。2）借鉴国外 VOC 检测管理经验，结合我国汽车挥发性有害物质现状，规范我国汽车行业零部件和材料VOC 检测方法，降低零部件、材料供应商的技术和成本压力，基于全产业链引导零部件及材料企业开展统一的挥发性有害物质管理工作。3）《指南》仅明确了车内VOC 要求，为有效控制汽车外饰产生的大量 VOC，保护大气环境，有必要建立汽车挥发性有害物质防治管理体系，推进监督管理措施和提升 VOC 控制技术。4）随着国家关于车内空气污染物浓度限值及测量方法相关标准和检测方法的逐渐颁布和执行，希望有关部门制订对内饰件的原材料质量进行控制的环保标，从汽车产业链的源头零部件和材料限制 VOC 排放值。5）目前的汽车 VOC 检测标准方法中取样程序复杂，所用设备昂贵，测试成本高，因此迫切需要加强对VOC 测试方法的研究和简化(简便快捷实时监测设备)，降低产业链成本，使检测手段更加快捷和准确，共同为我国的汽车产业的健康快速发展贡献力量。二、汽车VOC主要测试方法针对汽车VOC含量测试，主要从整车VOC、总成（车内零部件）VOC以及材料VOC。下面将分别讲一下对应的测试方法。1 整车VOC含量测试方法：不同车系相应不同的测试标准，包括德国PV3938标准、日本《车内VOC试验方法》、俄罗斯GOST R51206-2004标准以及国内《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测试方法》即HJ/T 400-2007测试标准，具体测试条件如下：PV3938测试标准：测试条件:23oC、50% RH；测试方法：静态测试；采样方法：使用红外灯同时照射车内不同部位使其表面温度达到65oC,封闭一定时间后采集车内空气样品。《车内VOC试验方法》:测试条件:23oC、50% RH；测试方法：半动态测试；温度调整到40oC，保持4.5h后使用DNPH采样管采集车内空气30min后测定甲醛；采样结束后启动汽车发动机，使其空调正常工作，测定VOC。GOST R51206-2004标准：测试条件:23oC、50% RH；测试方法：动态测试；模式一：以速度50公里/小时匀速行驶行，行驶速度稳定20分钟后测试；模式二：以制造厂家规定的最小稳定转速空转20分钟后测试。HJ/T 400-2007测试标准：国家环境保护总局于2007年12月7日发布，2008年3月1日实施。标准规定了测量机动车乘员舱内挥发性有机物和醛酮类物质的采样点设置、采样环境条件技术要求、采样方法和设备、相应的测量方法和设备、数据处理、质量保证等内容。环境温度：25.0±1.0 oC相对湿度：50 ±10%。测试方法：1、受检车辆放入符合规定的车辆测试环境中；2、新车应为合格下线28d±5d并要求内部表面无覆盖物；3、车窗、门打开，静止放置时间不小于6h；4、准备期间车辆测试条件应符合规定，安装好采样装置；5、关闭所有门窗，受检车辆保持封闭状态16h，开始进行采集。对于不同有机挥发物质，设定的限定值如下表所示：2零部件（总成）VOC 含量测试方法：测试标准：VDA 276测试方法：平衡浓度排放气体3材料VOC含量测试方法：美系，欧系以及日系主机厂对VOC测试的要求目前对于汽车整车VOC含量的测试标准主要有美系、欧系以及日系三种，分别对应的是顶空方法（HS-GC/MS）、热脱附法（TD-GC/MS）以及袋子法（Bag-TD-GC/MS）。下面将分别介绍并对比三种VOC含量测试的差异：1、美系—顶空标准（HS-GC/MS）项空法是欧系、美系汽车企业测量苯烃类挥发性有机物的常用方法。顶空法测试标准的主要装置图以及原理图如上图所示。顶空加热样品到120°C；转移样品挥发出来的物质到GCMS；以样品峰面积与空气峰面积之间的比较作为样品挥发量的评估；通过质谱库检索样品挥发出来的是什么物质；评估这些挥发物质对人的影响风险。顶空法是一种比较通用的测量汽车内饰材料苯烃类挥发性有机物含量的方法。欧系大部分汽车企业均采用该方法对汽车内饰材料进行采样和检测，国内部分自主品牌汽车企业(如吉利汽车公司等)也采用项空法。2、欧系—热吸附标准（TD-GC/MS）热解析法是欧系汽车企业测量苯烃类挥发性有机化合物的另一种检测方法,下面以PSA公司的D105495为例进行说明。热解析法的分析过程为：从待测样品上裁取一定质量(10-30 mg)的材料放入热解析管中；将热解析管放入热解析仪中进行30min的90℃热解析，试验样品挥发出来的有机物气体经过传输线进入气质联用仪；通过气质联用仪分析得到各种苯烃类挥发性物的含量和总的VOC含量。3、日系—袋子法 (Bag-TD-GC/MS)日系采样袋法测试示意图如下所示:采样袋法多为日系车企使用。本方法进行VOC采样使用的采样袋由厚度为0.05 mm的聚氟乙烯(PVF)制成，根据采样袋容积分为大袋子和小袋子两种方法，分别用于测量总成零部件和材料的VOC含量。采样袋法主要被日系主机厂(包括丰田、日产和铃木等)及其合资企业采用。袋子法主要操作流程：三种测试标准的对比：4.检测舱法检测舱法的试验空间是一个体积为(1±0.05)m3的密闭空间，内部装有调节空气均匀度的装置和样品支架。为了调节空气交换率，试验箱体上安装有进气管和排气管。使用试验气体(丙烷)和氮气对火焰离子探测仪进行校准，压缩空气需经过湿度调节装置以规定的湿度通入检测舱。美国通用汽车公司、德国的大众汽车公司和宝马汽车公司等汽车企业及其合资企业采用此方法进行零部件的VOC检测。（来源：艾邦高分子）
