乘用车内空气中苯系物的检测

前言

随着乘用车的普及，车内空气质量开始受到关注。根据一家第三方检测机构2014年的白皮书报道，针对51辆乘用车进行了车内空气质量专项调查。测试结果表明其中有20个样本的空气质量不达标，其中大部分是行驶里程低于一万公里的新车。

根据相关标准GB/T 27630《乘用车内空气评价指南》，乘用车内空气中主要监测目标分析物为苯系物和醛类。苯系物具有特殊的芳香气味，会导致驾乘人员头晕、恶心，甚至引起孕妇流产等症状。车内苯系物的主要来源为PP、PVC材质的部件，以及油漆涂料，特别是油漆之中二甲苯含量偏高。车内苯系物的浓度受不同因素影响，如车内温度、车龄、车型、空气流通情况等。

本报告以空气采样装置和CDS 7500S全自动热解吸仪对车内苯系物进行测定，同时也检出大量其他挥发性有机物。

实验器材

CDS 7500S全自动二级热解吸仪，美国CDS公司，Oxford, PA USA

CDS 9600吸附管活化仪，美国CDS公司，Oxford, PA USA

7890B GC/5977B MS，安捷伦

大气采样仪QC-2B，北京劳保所

实验过程

1. 标准溶液的配制：将苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、邻二甲苯配制成名义浓度为5、10、20、50、100 ng/uL的混合标准甲醇溶液。

2. 吸附管加标：将装有Tenax TA、Carboxen 1000和Carbosieve SIII填料的吸附管装入9600活化仪，于320℃以50mL/min氮气流活化15 min。将加标附件安装在CDS 9600的通道一上，设定氮气流量50mL/min，吹扫时间2 min。将上述标准溶液各1.0 uL以进样针注于吸附管砂芯上，装入加标附件，开启氮气在室温下吹扫，2 min后取下，放入CDS 7500S自动进样器的吸附管仓中。

3. 热解吸条件：

Tube Desorber: Rest 50 ℃, Dry 80 ℃ 1min, Desorb 300 ℃ 4min

Trap: Rest 40 ℃, Desorb 290 ℃, 2 min

Valve oven: 225 ℃; Transfer line: 250 ℃.

4. GC-MS条件：

色谱柱：HP-5

GC: 初温50 ℃ 2 min，升温25 ℃/min，终温250 ℃ 2min； 分流比：20：1

MS：45-350 am扫描

5. 采样：

车辆于晴朗白天日照下密闭静置若干小时。PTFE采样管路和温度测量探头通过车门密封条引入车内前排座椅两头枕连线正中处。将吸附管串接于采样管和大气采样仪的吸气口之间。调节流量100 mL/min，采样时间30 min，即采样体积3L。平行采两个样。

实验结果

1. 标准样品工作曲线绘制

以吸附管上加载样品质量为横坐标绘制各苯系物的标准曲线如图1。

图1 各苯系物线性校正曲线

各苯系物的线性校正曲线相关系数R2均大于0.999，满足定量需要。

2. 车内空气检测结果

2.1 厂牌1车辆结果

厂牌1车辆的车龄3年，三厢轿车，普通内饰。密闭静置时间3 h，车内温度45℃。热解吸GC/MS的TIC色谱图如图2。车内空气中检出的挥发性有机物种类158种，主要物质列于表1中（以峰面积降序排列，剔除峰面积较小和匹配分值较低者）。

图3 厂牌2车内空气TIC色谱图

表1 厂牌1车内空气中检出的主要挥发性有机物

将检出的苯系物相对校正曲线进行定量，以3 L采样体积计算车内浓度，结果：

苯                       2.34          ug/m3

甲苯                  15.33        ug/m3

乙苯                  4.76          ug/m3

苯乙烯              1.46          ug/m3

二甲苯              13.32        ug/m3       （含对、间、邻二甲苯）

2.2 厂牌2车辆结果

厂牌2车辆的车龄0.5年，三厢轿车，普通内饰。密闭静置时间8 h，车内温度45℃。热解吸GC/MS的TIC色谱图如图3。

图3 厂牌2车内空气TIC色谱图

厂牌2车内空气中检出挥发性有机物种类200种，响应峰面积最高的是二甲苯。将检出的苯系物相对校正曲线进行定量，以3 L采样体积计算车内浓度，结果：

苯                       6.19          ug/m3

甲苯                  56.71        ug/m3

乙苯                  34.66        ug/m3

苯乙烯              59.89        ug/m3

二甲苯              134.58      ug/m3       （含对、间、邻二甲苯）

结论

经现场采样并7500S热解吸/GC/MS检测，使用约3年的厂牌1车内空气中检出158种挥发性有机物，其中苯系物主要为甲苯和二甲苯。使用半年的厂牌2车内空气中检出200种挥发性有机物，其中苯系物主要为二甲苯。所有浓度数据均低于GB/T 27630中要求的限值。新车苯系物占总挥发性有机物的比例明显要高于较旧车辆。实验结果也表明CDS 7500S全自动二级热解吸仪在乘用车内空气检测中的卓越表现，对车内苯系物检测有非常好的适用性。

参考文献

[1] GB/T 27630《乘用车内空气评价指南》

[2] HJ 400-2007车内挥发性有机物及醛酮采样方法