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A list of 31 VOCs with risk limits for human health is obtained by sorting out the compounds in the in vehicle/indoor air quality guidelines of 11 countries. M1 type new vehicles are chosen as objects, a quantitative analysis of 104 volatile organic compounds in cabin of vehicle is conducted based on the summa canister gas chromatography-mass spectrometry method. The test results are compared with the list guidelines to screen for risk volatile organic compounds in cabin of vehicle. Except for the 8 items in the international standard, the screening result shows risk volatile organic compounds in the cabin of vehicle include dichloromethane (2.45~706 μg/m3), vinyl acetate (0.91~440 μg/m3), 4-methyl-2-pentanone (0.49~372 μg/m3), naphthalene 0~24.2 μg/m3), butadiene (0.14~4.80 μg/m)3, carbon tetrachloride (0~7.15 μg/m3), trichloroethylene (0~5.01 μg/m3), 1,2-dibromoethane (0~1.59 μg/m3). Suggestions for the subsequent revision of the national standard for vehicle air quality include expanding the management list of VOCs in the indoor air, reevaluating the limit values of 8 substances in the current national standard, and setting 2 limit values for preventive and hazardous concentrations.

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对11个国家车内/室内空气质量指南的化合物进行梳理,获得31种值得关注的对人体存在健康风险限值的挥发性有机化合物(VOC)清单。以M1类新车为研究对象,基于苏玛罐-气相色谱质谱联用法定量分析车内空气中的104种挥发性有机化合物,将测试结果与清单限值比对,筛查出除国标规定的8项外,车内空气中风险挥发性有机化合物包括二氯甲烷(2.45~706 μg/m3)、乙酸乙烯酯(0.91~440 μg/m3)、4-甲基-2-戊酮(0.49~372 μg/m3)、萘(0~24.2 μg/m3)、丁二烯(0.14~4.80 μg/m3)、四氯化碳(0~7.15 μg/m3)、三氯乙烯(0~5.01 μg/m3)、1,2-二溴乙烷(0~1.59 μg/m3)。对后续车内空气质量国家标准修订提出扩大车内空气中VOC的管理清单、重新评估现行国家标准中8项物质的限值、设置预防性浓度与危害性浓度2个限值等建议。

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赵军霞(1988—),女,工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。
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江楠(1988—),男,高级工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。

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江楠(1988—),男,高级工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。

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江楠(1988—),男,高级工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。

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German Committe on Indoor Air Giude Values[EB/OL]. (2021-8-3) [2024-6-11] https://www.umweltbundesamt.de/en/topics/health/commissions-working-groups/german-committee-on-indoor-air-guide-values, articleTitle=German Committe on Indoor Air Giude Values, refAbstract=null), Reference(id=1195734130831966668, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, doi=null, pmid=null, pmcid=null, year=2005, volume=null, issue=null, pageStart=null, pageEnd=null, url=null, language=null, rfNumber=[9], rfOrder=8, authorNames=Japan Automobile Mmanufacturers Association, Inc, journalName=Chicago, IL, refType=null, unstructuredReference=Japan Automobile Mmanufacturers Association, Inc. JAMA Announces Voluntary Guidelines for Reducing Vehicle Cabin VOC Concentration Levels:JAMA Report No.98[R]. 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(2014-6-12) [2014-6-4]. https://www.anses.fr/en, articleTitle=Indoor Air Quality Guidelines, refAbstract=null), Reference(id=1195734131087819215, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, doi=null, pmid=null, pmcid=null, year=2020, volume=null, issue=null, pageStart=230, pageEnd=null, url=null, language=null, rfNumber=[12], rfOrder=11, authorNames=DE BROUWERE K, BAUTMANS B, BENOY S, journalName=International Journal of Hygiene and Environmental Health, refType=null, unstructuredReference=DE BROUWERE K, BAUTMANS B, BENOY S, et al. Establishing Target and Intervention Guidance Values for Indoor Air in Dwellings and Publicly Accessible Buildings: The Flemish Approach[J]. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 2020, 230., articleTitle=Establishing Target and Intervention Guidance Values for Indoor Air in Dwellings and Publicly Accessible Buildings: The Flemish Approach, refAbstract=null), Reference(id=1195734131159122384, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, doi=null, pmid=null, pmcid=null, year=2015, volume=null, issue=null, pageStart=58, pageEnd=null, url=null, language=null, rfNumber=[13], rfOrder=12, authorNames=MARTY M A, journalName=Air Toxics Hot Spots Program Guidance Manual, refType=null, unstructuredReference=MARTY M A. Air Toxics Hot Spots Program Guidance Manual[M]. America: California Air Resources Board, 2015: 58-64., articleTitle=null, refAbstract=null), Reference(id=1195734131226231249, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, doi=null, pmid=null, pmcid=null, year=2019, volume=19, issue=34, pageStart=433, pageEnd=439, url=null, language=null, rfNumber=[14], rfOrder=13, authorNames=江楠, 游刚, 刘丹凤, journalName=科学技术与工程, refType=null, unstructuredReference=江楠, 游刚, 刘丹凤, 等. 车内空气中醛类与苯系物散发特性和健康效应[J]. 科学技术与工程, 2019, 19(34) :433-439., articleTitle=车内空气中醛类与苯系物散发特性和健康效应, refAbstract=null)], funds=[Fund(id=1195734129040998851, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, awardId=0001KT CP 20230420, language=CN, fundingSource=车辆排放与节能重庆市重点实验室资助项目(0001KT CP 20230420), fundOrder=null, country=null)], companyList=[AuthorCompany(id=1195734126163706262, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, xref=null, ext=[AuthorCompanyExt(id=1195734126176289175, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, companyId=1195734126163706262, language=EN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=China Automotive Engineering Research Institute Co., Ltd., Chongqing 401122), AuthorCompanyExt(id=1195734126184677784, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, companyId=1195734126163706262, language=CN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=中国汽车工程研究院股份有限公司, 重庆 401122)])], figs=[ArticleFig(id=1195734128135029177, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=gDNCVQyKrsl+ey8U2d1TWw==, figureFileBig=T7c1CvZtNXli835oOQ7S8A==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128239886778, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=CN, label=图1, caption=车内空气中31种有健康危害限值的VOCs含量与构成, figureFileSmall=gDNCVQyKrsl+ey8U2d1TWw==, figureFileBig=T7c1CvZtNXli835oOQ7S8A==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128432824763, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=x52DIVpSA4aFMES8M9CzWw==, figureFileBig=0bpmhmcZmGG7KT3w2EbMtg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128495739324, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=CN, label=图2, caption=化合物含量之间显著性差异分析, figureFileSmall=x52DIVpSA4aFMES8M9CzWw==, figureFileBig=0bpmhmcZmGG7KT3w2EbMtg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128575431101, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=HopCYp2EwjiF3184+oUsDQ==, figureFileBig=j6TEU3SNK8j4NU/vIyUUuQ==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128634151358, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=CN, label=图3, caption=车内空气中VOCs超限值情况, figureFileSmall=HopCYp2EwjiF3184+oUsDQ==, figureFileBig=j6TEU3SNK8j4NU/vIyUUuQ==, tableContent=null), ArticleFig(id=1195734128688677311, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1195733997394379005, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
化合物名称 VOC类型 指南值 指南值
出处
异丙醇 OVOC 3 200 (1 h)
7 000 (C)
美国加州
乙酸乙烯酯 OVOC 200 (C) 美国加州
乙酸乙酯 OVOC 6 000或600 德国
甲基丙烯酸甲酯 OVOC 2 100 或 1100 德国
4-甲基-2-戊酮 OVOC 1 000或 100 德国
二甲苯 芳香烃 800 或 100
200
870
德国
日本
韩国
芳香烃 0.2 或 2
30
法国
韩国
甲苯 芳香烃 3 000 或 300
20 000
260
14 000 或 5 000
1 000
德国
法国
日本
比利时
韩国
乙苯 芳香烃 2 000 或 200
1 500
3 800
1 000
德国
法国
日本
韩国
苯乙烯 芳香烃 300或 30
220
220
德国
日本
韩国
芳香烃 30 或 10(v) 德国
氯乙烷 卤代烃 30 000 (C) 美国加州
氯乙烯 卤代烃 180 000 (1 h) 美国加州
一溴甲烷 卤代烃 3 900 (1 h)
5.0 (C)
美国加州
二氯甲烷 卤代烃 2 000 或 200
600
14 000 (1 h),400 (C)
德国
加拿大
美国加州
三氯甲烷 卤代烃 300
150 (1 h),300 (C)
加拿大
美国加州
1,2-二氯乙烷 卤代烃 400 (C) 美国加州
1,1,1-三氯乙烷 卤代烃 68 000 (1 h),1000 (C) 美国加州
四氯化碳 卤代烃 1.7
1 900 (1 h),40 (C)
加拿大
美国加州
三氯乙烯 卤代烃 2 或 20
2.5 或 0.2
2.3
6
600 (C)
法国
比利时
世卫组织
中国
美国加州
1,1-二氯乙烯 卤代烃 70 (C) 美国加州
1,2-二溴乙烷 卤代烃 0.8 (C) 美国加州
四氯乙烯 卤代烃 1 000 或 100
250
38或4
120
20 000 (1 h)
德国
法国
比利时
中国
美国加州
氯苯 卤代烃 1 000 (C) 美国加州
氯代甲苯 卤代烃 240 (1 h) 美国加州
1,4-二氯苯 卤代烃 60
240
800 (C)
加拿大
日本
美国加州
正己烷 烷烃 7 000 (C) 美国加州
环己烷 烷烃 6 000 加拿大
丁二烯 烯烃 1.7
660 (1 h)
9.0 (8 h)
2.0 (C)
加拿大
美国加州
丙烯 烯烃 3 000 (C) 美国加州
二硫化碳 有机硫 6 200 (1 h),
800 (C)
美国加州
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31种车内空气中需要关注的有健康危害限值的VOCs清单 μg/m3

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化合物名称 VOC类型 指南值 指南值
出处
异丙醇 OVOC 3 200 (1 h)
7 000 (C)
美国加州
乙酸乙烯酯 OVOC 200 (C) 美国加州
乙酸乙酯 OVOC 6 000或600 德国
甲基丙烯酸甲酯 OVOC 2 100 或 1100 德国
4-甲基-2-戊酮 OVOC 1 000或 100 德国
二甲苯 芳香烃 800 或 100
200
870
德国
日本
韩国
芳香烃 0.2 或 2
30
法国
韩国
甲苯 芳香烃 3 000 或 300
20 000
260
14 000 或 5 000
1 000
德国
法国
日本
比利时
韩国
乙苯 芳香烃 2 000 或 200
1 500
3 800
1 000
德国
法国
日本
韩国
苯乙烯 芳香烃 300或 30
220
220
德国
日本
韩国
芳香烃 30 或 10(v) 德国
氯乙烷 卤代烃 30 000 (C) 美国加州
氯乙烯 卤代烃 180 000 (1 h) 美国加州
一溴甲烷 卤代烃 3 900 (1 h)
5.0 (C)
美国加州
二氯甲烷 卤代烃 2 000 或 200
600
14 000 (1 h),400 (C)
德国
加拿大
美国加州
三氯甲烷 卤代烃 300
150 (1 h),300 (C)
加拿大
美国加州
1,2-二氯乙烷 卤代烃 400 (C) 美国加州
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四氯化碳 卤代烃 1.7
1 900 (1 h),40 (C)
加拿大
美国加州
三氯乙烯 卤代烃 2 或 20
2.5 或 0.2
2.3
6
600 (C)
法国
比利时
世卫组织
中国
美国加州
1,1-二氯乙烯 卤代烃 70 (C) 美国加州
1,2-二溴乙烷 卤代烃 0.8 (C) 美国加州
四氯乙烯 卤代烃 1 000 或 100
250
38或4
120
20 000 (1 h)
德国
法国
比利时
中国
美国加州
氯苯 卤代烃 1 000 (C) 美国加州
氯代甲苯 卤代烃 240 (1 h) 美国加州
1,4-二氯苯 卤代烃 60
240
800 (C)
加拿大
日本
美国加州
正己烷 烷烃 7 000 (C) 美国加州
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丁二烯 烯烃 1.7
660 (1 h)
9.0 (8 h)
2.0 (C)
加拿大
美国加州
丙烯 烯烃 3 000 (C) 美国加州
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800 (C)
美国加州
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乙酸乙烯酯 108-05-4 200(美国加州)
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丁二烯 106-99-0 1.7(加拿大)
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车内空气中风险挥发性有机化合物 m3

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苏玛罐-气相色谱质谱联用法筛查车内空气中风险挥发性有机化合物
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江楠 , 万伟 , 游刚 , 何海峰 , 赵军霞
汽车工艺与材料 | 材料应用 2025,(5): 38-43
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苏玛罐-气相色谱质谱联用法筛查车内空气中风险挥发性有机化合物
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江楠, 万伟, 游刚, 何海峰, 赵军霞
作者信息
  • 中国汽车工程研究院股份有限公司, 重庆 401122
  • 江楠(1988—),男,高级工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。

通讯作者:

赵军霞(1988—),女,工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。
Study on Screening of Risk Volatile Organic Compounds in Cabin of Vehicle by Summa Canister Gas Chromatography-Mass Spectrometry
Nan Jiang, Wei Wan, Gang You, Haifeng He, Junxia Zhao
Affiliations
  • China Automotive Engineering Research Institute Co., Ltd., Chongqing 401122
出版时间: 2025-05-20 doi: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240334
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对11个国家车内/室内空气质量指南的化合物进行梳理,获得31种值得关注的对人体存在健康风险限值的挥发性有机化合物(VOC)清单。以M1类新车为研究对象,基于苏玛罐-气相色谱质谱联用法定量分析车内空气中的104种挥发性有机化合物,将测试结果与清单限值比对,筛查出除国标规定的8项外,车内空气中风险挥发性有机化合物包括二氯甲烷(2.45~706 μg/m3)、乙酸乙烯酯(0.91~440 μg/m3)、4-甲基-2-戊酮(0.49~372 μg/m3)、萘(0~24.2 μg/m3)、丁二烯(0.14~4.80 μg/m3)、四氯化碳(0~7.15 μg/m3)、三氯乙烯(0~5.01 μg/m3)、1,2-二溴乙烷(0~1.59 μg/m3)。对后续车内空气质量国家标准修订提出扩大车内空气中VOC的管理清单、重新评估现行国家标准中8项物质的限值、设置预防性浓度与危害性浓度2个限值等建议。

车内空气  /  苏玛罐-气相色谱质谱联用法  /  风险挥发性有机化合物

A list of 31 VOCs with risk limits for human health is obtained by sorting out the compounds in the in vehicle/indoor air quality guidelines of 11 countries. M1 type new vehicles are chosen as objects, a quantitative analysis of 104 volatile organic compounds in cabin of vehicle is conducted based on the summa canister gas chromatography-mass spectrometry method. The test results are compared with the list guidelines to screen for risk volatile organic compounds in cabin of vehicle. Except for the 8 items in the international standard, the screening result shows risk volatile organic compounds in the cabin of vehicle include dichloromethane (2.45~706 μg/m3), vinyl acetate (0.91~440 μg/m3), 4-methyl-2-pentanone (0.49~372 μg/m3), naphthalene 0~24.2 μg/m3), butadiene (0.14~4.80 μg/m)3, carbon tetrachloride (0~7.15 μg/m3), trichloroethylene (0~5.01 μg/m3), 1,2-dibromoethane (0~1.59 μg/m3). Suggestions for the subsequent revision of the national standard for vehicle air quality include expanding the management list of VOCs in the indoor air, reevaluating the limit values of 8 substances in the current national standard, and setting 2 limit values for preventive and hazardous concentrations.

Air in car  /  Summa canister-gas chromatography mass spectrometry method  /  Risk volatile organic compounds
江楠, 万伟, 游刚, 何海峰, 赵军霞. 苏玛罐-气相色谱质谱联用法筛查车内空气中风险挥发性有机化合物. 汽车工艺与材料, 2025 , (5) : 38 -43 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240334
Nan Jiang, Wei Wan, Gang You, Haifeng He, Junxia Zhao. Study on Screening of Risk Volatile Organic Compounds in Cabin of Vehicle by Summa Canister Gas Chromatography-Mass Spectrometry[J]. Automobile Technology & Material, 2025 , (5) : 38 -43 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240334
GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》[1]于2012年3月1日起正式实施。该指南根据车内空气中挥发性有机物的种类、来源和车辆主要内饰材料本身的挥发特性,确定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛为8种主要控制物质,并规定了浓度限值。标准实施后,汽车行业加强了对标准规定的8种挥发性有机物的管控并开展了大量研究[2-5],近年来,车内空气质量得到显著改善。但车内挥发性有机物的构成远远不止标准规定的8种,其他有机物对人体健康同样存在一定风险。现行国标规定的Tenax管采样及DNPH管采样方法由于其选择吸附性,无法捕集到车内所有有机化合物,不利于开展挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)全谱筛查,需探索新的车内空气采样方法。HJ 759—2023《环境空气 65种挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法》[6]中的苏玛罐采样法为车内空气采样提供了新思路,苏玛罐系统采样不受温度、湿度、压力的影响,能够全组分采样,包括车内空气中低含碳量的VOCs和部分杂环化合物(如胺类、含硫化合物),采集过程中不存在采样穿透,结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)能够对104种VOCs实现定量分析。
近年来,多个国家和组织依据毒理学和医学的科学新知识、新型化合物的出现等情况制修订了室内/车内空气质量指南或法令。比如标准 GB/T 18883—2022《室内空气质量标准》[7]中增加了三氯乙烯和四氯乙烯指标。多个国外室内/车内空气质量指南或法令中覆盖了更多种类的有毒有害物质,例如《德国室内/车内空气指南》[8]涵盖了130余种物质,该指南也适用于德国机动车辆的车内空气质量。日本汽车制造商协会(JAMA)对日本国内制造和销售的新乘用车参照日本厚生劳动省为13种物质设定的室内浓度指南值,包括邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)等阻燃剂和增塑剂[9]
在查阅11个国内外室内/车内空气质量指南或法令的新进展的基础上,整理有毒理学依据的车内空气中需关注的VOCs清单。利用苏玛罐-气相色谱质谱联用仪测试21辆国内新生产乘用车内空气中104种挥发性有机物的种类和含量;将车内VOCs的测试结果与梳理出的VOCs清单关联比对,筛查国标8项以外的车内空气中风险挥发性有机化合物。
a.样车:M1类新车21辆(含轿车和SUV车型),下线时间均在30天内。
b.整车VOC测试环境舱:9 m×5 m×5 m(美国CTS公司) 。
c.苏玛罐:3.2 L,硅烷化的惰性不锈钢罐(美国Entech公司)。
d.稀释配气仪:Entech4700型(美国Entech公司)。
e.自动清罐仪:Entech3100D型(美国Entech公司)。
f.自动进样器:Entech7016型(美国Entech公司)。
g.预浓缩仪:Entech7200型(美国Entech公司)。
h.气相色谱-质谱联用仪(GC-MS):7890B-5977B型(美国Agilent公司)。
a.标准气体:PAMS、TO15和ISTD标准气体,可溯源至NIST(美国Linde公司)。
b.高纯氮气:利达气体有限公司,体积分数≥99.999%。
c.高纯氦气:利达气体有限公司,体积分数≥99.999%。
启动整车VOC测试环境舱,设置舱内温度为25 ℃,相对湿度为50%R.H.,舱内各点风速不超过0.3 m/s,舱内各VOCs背景浓度不超过0.02 mg/m3。在整车VOC测试环境舱外移除车辆内部构件表面的覆盖物后,将样车推入环境舱,打开样车门、窗、后备箱、车内储物格等,确认乘员舱进风口风门、发动机和空调等设备均处于关闭状态,静置6 h。选择前排座椅头枕连线的中点(可滑动的前排座椅应滑到滑轨的最后位置点)为采样点,安装采样装置组并布置温度传感器。采样装置包括金属固定装置、采样导管、采样管等,采样导管选用聚四氟乙烯材料。敞开6 h后,关闭车辆所有车门、窗、后备箱、车内储物格等,进入16 h的封闭阶段,在此期间车辆与环境舱无气体交换。封闭阶段结束后,将真空状态的苏玛罐与聚四氟乙烯管相连,进行瞬时采样。
采样完毕后利用气相色谱-质谱联用仪定量分析车内空气中的104种VOCs。
苏玛罐参数设置:冷阱温度为-185~220 ℃;进样体积为样品400 mL,内标50 mL。
GC-MS参数设置:利用GC-FID/MS双检测器测定目标化合物,样品首先经预分离柱DB-1(柱长60 m、膜厚1.0 μm、内径0.25 mm)进行分离,低碳组分(C2~C3)切换到FID检测器中进行分析检测,其余组分通过MS进行分析,此方法避免了低碳组分在MS检测中受到水分子及空气中其他杂质碎片离子的干扰。GC柱箱初始温度为30 ℃,保持5 min;然后以8 ℃/min升温至220 ℃,保持1 min;色谱柱流量为1.0 mL/min,载气为高纯氦气(体积分数>99.999%);离子源温度为230 ℃、四级杆温度为150 ℃、传输线温度为250 ℃;EI(全扫描):33.0~270.0 u。
基于本研究通过苏玛罐-气相色谱质谱联用仪能够准确定量的104种VOCs,对德国《室内/车内空气指南》、韩国建设交通部《新规制造汽车的室内空气质量管理标准》(公告号:2013—549)[10]、日本JASO Z125《室内空气质量指南》与JAMA《乘用车厢内VOC测试方法与指南》、英国《室内空气质量指南》、法国《室内空气质量指南》[11]、奥地利《室内空气风险评估指南》、 比利时《佛兰德室内空气法令(2018)》[12]、美国加州《空气有毒物质热点计划》[13]、中国GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》、中国GB/T 18883—2022《室内空气质量标准》中规定的VOCs及其指南值进行梳理,整理出31种车内空气中需关注的有健康危害限值的VOCs清单,如表1所示。
利用苏玛罐对21辆新车内空气进行采样,气相色谱-质谱联用仪定量分析104种VOCs,发现正丁烯、十二烷、十一烷、二氯甲烷、癸烷、乙酸乙烯酯、甲苯、异戊烷、4-甲基-2-戊酮、二硫化碳、乙酸乙酯、环己烷、乙炔检出浓度和检出频率均较高。
将这些VOCs按照含氧挥发性有机化合物(OVOC)、芳香烃、卤代烃、炔烃、烷烃、烯烃、有机硫大类进行比例统计发现,车内空气中烷烃的平均含量最高,与前期研究结果一致[14]。各类VOCs具体含量为烷烃(18.3%~81.6%,平均42.3%)、OVOC(0%~35.9%,平均17.1%)、芳香烃(4.2%~75.9%,平均14.5%)、卤代烃(0.9% ~42.2%,平均11.8%)、烯烃(1.3%~ 31.7%,平均7.7%)、有机硫(0.8%~ 17.5%,平均4.4%)、炔烃(0%~18.7%,平均2.2%)。
图1所示,将车内空气中31种需要关注的有健康危害限值VOCs的含量进行统计分析,车型4和车型11的VOCs总浓度较高,分别为2 692 μg/m3和2 681 μg/m3,超过3倍四分位差外;其余19款车型车内空气中31种VOCs总浓度范围为144~1 063 μg/m3,变异系数为0.59,离散程度较小。
对化合物含量之间的显著性差异进行统计学分析发现,车型4和11在6种类别VOC中均出现极端异常值和温和异常值,其他车型随机在某一类VOC出现异常值。车内空气中OVOC、芳香烃和卤代烃的含量差异无统计学意义,烷烃与烯烃含量差异有统计学意义,如图2所示。
通过对21辆新车车内VOCs进行苏玛罐采样及定量分析,鉴定出8种车内空气中能检出且超过国外车内/室内空气质量指南限值的VOCs,分别是二氯甲烷(2.45~706 μg/m3,2A类致癌物)、乙酸乙烯酯(0.91~440 μg/m3,2B类致癌物)、4-甲基-2-戊酮(0.49~372 μg/m3,刺激眼睛和呼吸系统)、萘(0~24.2 μg/m3,高剂量时人类溶血性贫血,长期造成呼吸道病变及癌变)、丁二烯(0.14~4.80 μg/m3,生殖系统毒性,影响发育)、四氯化碳(0~7.15 μg/m3,诱发肾上腺肿瘤)、三氯乙烯(0~5.01 μg/m3,致慢性肾癌)、1,2-二溴乙烷(0~1.59 μg/m3,2A类致癌物),上述VOCs分别超标1.6~4.2倍。GB/T 27630—2011规定苯的限值为0.11 mg/m3,二甲苯的限值为1.50 mg/m3,远高于其他国家车内/室内空气中苯和二甲苯的限值。车内空气中苯(1.12~ 9.75 μg/m3,1类致癌物,与白血病有关),最高浓度样本超法国《室内空气质量指南》指南值4.9倍,车内空气中二甲苯(7.69~168 μg/m3,影响神经中枢系统)最高浓度样本超德国《室内/车内空气指南》近1.7倍,具体见图3表2
对国标8项外的VOCs超过表1中指南值的情况进行整理不难发现,三氯乙烯超标率最高,达47.6%;其次是丁二烯和二氯甲烷,超标率分别为28.5%和19.0%;4-甲基-2-戊酮的超标率为14.3%;乙酸乙烯酯超标率为9.5%;萘、四氯化碳、1,2-二溴乙烷的超标率均为4.8%。对国标8项内的VOCs超过表1中指南值的情况进行分析可以发现,苯超标率为100%;二甲苯超标率为9.5%。研究认为车辆售价的高低与车内VOCs含量高低无必然联系,可能受到研究样本中售价10~20万区间车型样品量偏多的局限性影响。
基于研究结果,对后续车内空气质量国家标准修订过程提出以下建议:
a.扩大车内空气中VOCs的管理清单。可考虑将更多车内空气中常见VOCs(如表2中的VOCs)纳入,以满足不同人群的差异化需求。
b.重新评估现行国家标准中8项物质的限值。现行国家标准已实施了10余年,在此期间,国际社会对国标8项物质有了新的科学见解与评价进展。韩国与日本等多国近年来更新了其车内空气中挥发性有机物的限值,与之相比,中国现行国家标准中苯与二甲苯的限值较松,可考虑适当加严。
c.设置预防性浓度与危害性浓度2个指南值。参考德国、比利时相关指南,对VOCs组分设置2个指南值。指南值I为预防性浓度指南值:描述了车内空气中物质的浓度,根据目前的科学知识,即使在终生接触该浓度或低于该浓度,也不会对健康产生不利影响。指南值II为危害性浓度指南值:基于物质效应阈值的当前毒理学和流行病学知识的效应相关值,代表当车内空气中VOCs浓度高于这个水平时,不能以足够的概率排除对人类健康的有害影响。
本文对德国《室内/车内空气指南》、韩国《新规制造汽车的室内空气质量管理标准》等11个国内外规范、标准中规定的VOCs及其指南值进行梳理,整理出31种车内空气中需关注的有健康危害限值的VOCs清单。
利用苏玛罐采样-气相色谱质谱联用法筛选出车内空气中除国标规定的8项之外有潜在健康风险的8种挥发性有机物:二氯甲烷、乙酸乙烯酯、4-甲基-2-戊酮、萘、丁二烯、四氯化碳、三氯乙烯、1,2-二溴乙烷。最后,对后续车内空气质量国家标准修订提出3点建议,包括扩大车内空气中VOCs的管理清单、重新评估现行国家标准中8项物质的限值、设置预防性浓度与危害性浓度2个指南值。
  • 车辆排放与节能重庆市重点实验室资助项目(0001KT CP 20230420)
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2025年第卷第5期
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  • 出版时间:2025-05-20
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车辆排放与节能重庆市重点实验室资助项目(0001KT CP 20230420)
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    中国汽车工程研究院股份有限公司, 重庆 401122

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赵军霞(1988—),女,工程师,硕士学位,研究方向为车内空气质量。
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Genus
种数
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占总种数比例
Percentage of total
species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae 2 11 5.26 鹅膏菌属 Amanita 10 4.78
小菇科 Mycenaceae 2 12 5.74 丝盖伞属 Inocybe 5 2.39
多孔菌科 Polyporaceae 8 14 6.70 蜡蘑属 Laccaria 5 2.39
红菇科 Russulaceae 3 23 11.00 小皮伞属 Marasmius 6 2.87
小菇属 Mycena 11 5.26
光柄菇属 Pluteus 5 2.39
红菇属 Russula 17 8.13
栓菌属 Trametes 5 2.39
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