于艷敏

（中國第一汽車股份有限公司天津技術(shù)開發(fā)分公司）

不斷提升的生活質(zhì)量水平和日益提高的健康關(guān)注度使得人們對(duì)汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量的要求越來越高[1]。車內(nèi)空氣污染物主要源于汽車乘員艙和行李箱內(nèi)非金屬部件和材料中有害物質(zhì)的釋放、車外污染物通過空調(diào)等循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)入以及汽車自身排放污染物的進(jìn)入。其中車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）是影響車內(nèi)空氣質(zhì)量和駕乘人員身心健康、引發(fā)“駕車綜合癥”的主要因素。文章對(duì)車內(nèi)VOC 的種類、來源、危害及國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)政策的監(jiān)管情況進(jìn)行了比較分析，對(duì)整車開發(fā)過程中車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控流程和管控技術(shù)進(jìn)行了闡述，以期為汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供技術(shù)參考，為汽車消費(fèi)者提供信息指導(dǎo)。

1 車內(nèi)VOC的種類和來源

VOC 種類繁多，包括烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類及其他在常壓下沸點(diǎn)為50～260 ℃的各種有機(jī)化合物。在汽車領(lǐng)域管控的VOC 包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛8 類物質(zhì)。

對(duì)車內(nèi)空氣有害物質(zhì)貢獻(xiàn)度較高的有儀表板、座椅、密封條、頂棚、后窗臺(tái)板和地毯等暴露面積比較大的部件，這些部件的原材料是車內(nèi)空氣有害物質(zhì)的主要來源，例如：橡塑高分子材料在光和熱作用下降解產(chǎn)生的小分子；單體合成樹脂、橡膠等高分子材料所需的阻聚劑、引發(fā)劑、乳化劑和分散劑等助劑；在橡塑材料改性加工中添加的發(fā)泡劑、增塑劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑和阻燃劑等用以改善生產(chǎn)工藝和提高材料性能的助劑；內(nèi)飾件在制造和加工過程中產(chǎn)生的有機(jī)小分子；倉儲(chǔ)環(huán)境和運(yùn)輸過程中的交叉污染等[2]。

2 車內(nèi)VOC的危害

在車內(nèi)的眾多散發(fā)物質(zhì)中，對(duì)人體健康的影響可分為無害和有害2 種類型，有害物質(zhì)（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛）根據(jù)物質(zhì)種類、性質(zhì)和濃度的不同，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不同形式的危害。主要影響呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、精神系統(tǒng)等。目前，世界衛(wèi)生組織已明確將車內(nèi)有害氣體污染與高血壓、艾滋病等共同列入人類健康的十大威脅。

長期在有害氣體環(huán)境中，人會(huì)感覺注意力分散，工作效率低下，出現(xiàn)頭暈、嘔吐、疲勞、皮膚紅腫等癥狀，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致嬰兒畸形和白血病等癌癥的發(fā)生。

3 車內(nèi)VOC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)政策

3.1 《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》[3]

我國將汽車產(chǎn)品VOC 的管控作為工業(yè)污染控制的一項(xiàng)重點(diǎn)工作進(jìn)行推進(jìn)，于2012 年3 月1 日開始實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，對(duì)車內(nèi)VOC 提出了明確的限值要求。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)于引導(dǎo)我國汽車企業(yè)重視產(chǎn)品VOC 控制發(fā)揮了重要作用。

該標(biāo)準(zhǔn)于2014 年立項(xiàng)修訂轉(zhuǎn)為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃對(duì)8 種管控物質(zhì)的限值進(jìn)行調(diào)整，如表1 所示。

表1 8 種VOC 管控物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值調(diào)整表 mg/m3

除了限值調(diào)整，計(jì)劃修訂內(nèi)容還包括增加車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物排放濃度分級(jí)評(píng)價(jià)、增加車內(nèi)電磁輻射強(qiáng)度限值、增加信息公開和信息備案相關(guān)內(nèi)容、增加車輛生產(chǎn)一致性檢查要求等。

3.2 《車內(nèi)非金屬部件揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)檢測方法》

此標(biāo)準(zhǔn)于2015 年立項(xiàng)，2019 年報(bào)批，作為國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，規(guī)定了M1 和N1 類車輛乘員艙及行李艙內(nèi)非金屬部件揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)的采樣和測量，包括了袋式法和箱式法2 種方法，作為零部件和材料VOC 檢測試驗(yàn)方法部分，完善了車內(nèi)空氣質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)體系。

3.3 中國生態(tài)汽車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-ECAP）

C-ECAP 是基于生態(tài)設(shè)計(jì)理論，在汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)，對(duì)汽車產(chǎn)品健康、節(jié)能、環(huán)保等績效指標(biāo)進(jìn)行的綜合認(rèn)證。目前實(shí)施的2019 版中對(duì)車內(nèi)VOC 的評(píng)價(jià)方法是：以GB/T 27630—2011 中的限值作為基準(zhǔn)，實(shí)行“限值=評(píng)價(jià)零分值，限值×0.1=評(píng)價(jià)滿分值”的記分制，考察常溫和高溫2 種狀態(tài)下車內(nèi)的VOC 情況，具體評(píng)價(jià)分值分配，如表2 所示。

表2 C-ECAP 中車內(nèi)VOC 評(píng)價(jià)分值分配表

4 整車開發(fā)過程中車內(nèi)VOC的管控

為了避免產(chǎn)品定型量產(chǎn)上市后因不符合法規(guī)規(guī)定或被用戶抱怨而需再整改，最終導(dǎo)致出現(xiàn)品牌形象受損、模具報(bào)廢、成本增加等一系列問題，在車內(nèi)空氣質(zhì)量管控上采取正向開發(fā)的模式就成為了必然。某車型在整車開發(fā)全流程中各個(gè)階段的車內(nèi)空氣質(zhì)量性能管控，如圖1 所示。

圖1 某車型整車開發(fā)過程中車內(nèi)VOC 管控流程圖

車內(nèi)空氣質(zhì)量管控的主要工作內(nèi)容如下：

1）在項(xiàng)目前期，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的輸入，依據(jù)相關(guān)車型對(duì)標(biāo)數(shù)據(jù)和揮發(fā)性風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫，確定工程目標(biāo)及管控方案和計(jì)劃；

2）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，對(duì)選型設(shè)計(jì)、材料、工藝等方案進(jìn)行分析、審核和確認(rèn)，確保技術(shù)方案正確指導(dǎo)零部件試制和生產(chǎn)；

3）設(shè)計(jì)方案確定后，即可啟動(dòng)材料揮發(fā)性的自查和整改，為生準(zhǔn)啟動(dòng)后零部件的認(rèn)可打好基礎(chǔ)，在主要內(nèi)飾部件滿足工裝條件到試生產(chǎn)階段，進(jìn)行2 輪整車試驗(yàn)驗(yàn)證工作；

4）在最后市場投放階段的量產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控更是重中之重，尤其是GB/T 27630 計(jì)劃納入國VI 法規(guī)的一致性審查范疇，對(duì)量產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控提出了更高的要求。

5 車內(nèi)VOC的控制措施

車內(nèi)VOC 的控制主要有源頭控制和車內(nèi)空氣凈化 2 種途徑[4]。

最根本的方法是從材料環(huán)節(jié)的源頭控制。1）材料供應(yīng)商方面，應(yīng)從原料配方、種類，擠出料過程中的溫度、時(shí)間、螺桿結(jié)構(gòu)等角度考慮開發(fā)低散發(fā)的新型環(huán)保材料；2）零部件供應(yīng)商方面，應(yīng)考慮零部件生產(chǎn)過程中的模溫和模壓帶來的非金屬材料的降解，并合理使用脫模劑，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)延長零部件的存放周期，增加后處理等手段降低零部件的揮發(fā)性；3）汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，選用環(huán)保材料替代高揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)材料，如采用水性膠或固溶膠代替溶劑型膠、采用免噴涂材料或免涂裝（IMD）工藝代替溶劑型噴漆工藝、采用天然纖維制備可循環(huán)再利用的車底吸聲板等，環(huán)保材料的使用可以從根本上降低有害氣體的揮發(fā)，減輕對(duì)車內(nèi)空氣的污染。

車內(nèi)空氣凈化技術(shù)的應(yīng)用也是目前國內(nèi)外比較熱門的改善車內(nèi)空氣質(zhì)量的方法。典型的去除VOC 的車內(nèi)空氣凈化技術(shù)包括活性炭吸附[5]、光觸媒裂解[6]、催化燃燒、負(fù)氧離子技術(shù)[7]等。近幾年在乘用車上應(yīng)用推廣的車內(nèi)空氣質(zhì)量管理系統(tǒng)，利用智能控制技術(shù)，通過傳感器識(shí)別，配合負(fù)氧離子發(fā)生器，能夠自動(dòng)監(jiān)測車內(nèi)空氣質(zhì)量，并自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)模式，隔絕污染，改善車內(nèi)空氣質(zhì)量。

6 結(jié)論

文章對(duì)車內(nèi)空氣污染物的來源、危害、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)政策等進(jìn)行了闡述，提出了車內(nèi)VOC 管控方法。車內(nèi)空氣質(zhì)量需要多方面聯(lián)合管控。首先是國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)政策強(qiáng)有力的監(jiān)管，其次是原材料和零部件供應(yīng)商在開發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)榷喾矫娴闹?，再次是主機(jī)廠在整車設(shè)計(jì)、認(rèn)證等環(huán)節(jié)的約束，以及一些新的車內(nèi)空氣凈化技術(shù)的研究和應(yīng)用。這些管控措施是一個(gè)互相聯(lián)系的有機(jī)整體，只有同步實(shí)施且實(shí)施得當(dāng)，車內(nèi)空氣質(zhì)量才能得到良好管控。