车内空气检测整体解决方案.docx

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车内空气检测整体解决方案

《乘用车内空气质量评价指南》

整体解决方案

（内部版本，印刷版正在制作中）

1.国内外汽车VOCs背景资料……………………………………1

2.国际、国内相关法规与标准……………………………………5

3.分析检测国内外标准方法………………………………………13

4.车内空气VOCs分析检测简介…………………………………15

5.TD-GCMS检测VOCs成分……………………………………19

6.HPLC检测醛类物质……………………………………………32

7.实际样品检测……………………………………………………41

-i-

序言

VOCs是室内外空气中普遍存在的、且组分复杂的一类有机化合物。

它的室外来源主要是

汽车尾气以及工业生产等释放的废气。

VOCs虽然以微量和痕量出现，但常常对环境及人体健

康产生严重的危害。

目前，人们高度重视汽车尾气造成的城市空气污染和建筑装修造成的室内

空气污染问题，但对汽车室内空气污染的问题关注还明显不够。

近年来，客户投诉或起诉汽车

厂商的事件时有发生。

在北京、广州、南京等大城市进行的汽车室内环境污染调查结果也不容

乐观，汽车室内VOCs污染现象普遍存在。

早在2004年国家环境保护总局就已经启动了《车内空气污染物浓度限值及测量方法》标

准的制订，2011年10月27日环保部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了GB/T27630-2011

《乘用车内空气质量评价指南》，规定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙稀、甲醛、

乙醛、丙烯醛的浓度限值，主要适用于销售的新汽车，使用中的车辆也可参照使用，标准自2012

年3月1日起实施。

对于检测方法，要求按照HJ/T400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物

质采样测定方法》进行车内空气中有机物检测。

岛津公司作为全球著名的分析仪器厂商，进入中国已经30多年，长期以来一致关注国内

外各行业标准法规的颁布与实施，积极应对，及时提供全面、有效的解决方案，

本解决方案以《乘用车内空气质量评价指南》为基础，参照HJ/T400-2007《车内挥发性

有机物和醛酮类物质采样测定方法》进行车内空气及内饰材料中挥发性有机物的检测，采用热

解吸-气相质谱联用仪（TD-GCMS）进行醛类物质以外的VOC组分的检测，采用高效液相色谱仪

（HPLC）进行醛类物质的检测。

岛津企业管理（中国）有限公司

分析中心

2011年12月

-ii-

1.国内外汽车VOCs背景资料

1.1.挥发性有机物（VOCs）的定义

VOCs是挥发性有机物（VolatileOrganicCompounds）的英文缩写。

目前在VOCs定义

上还存在一定的争议，大致可以分为二类。

一类是普通意义上的VOCs定义，只说明什么

是挥发性有机物或者是在什么条件下是挥发性有机物。

如国际标准ISO4618/1-1998和德

国DIN55649-2000标准对VOCs的定义是：

在常温常压下，任何能自发挥发的有机液体

和/或固体。

德国DIN55649标准在测定VOCs含量时，进一步规定在常压下沸点或初馏

点低于或等于250℃的任何有机化合物。

另一类是环保意义上的定义，是特指活跃、会产

生危害的那一类挥发性有机物。

如美国联邦环保署（EPA）的定义：

挥发性有机物是指除

了CO、CO2、H3CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何参加大气光化学反应

的碳氢化合物。

目前最常见的是世界卫生组织（WorldHealthOrganization,WHO）于1989

年发表的对VOCs的定义：

沸点范围在50~100℃到240~260℃之间，室温下饱和蒸汽压

超过133.32Pa，以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物，包括烷烃类、芳烃类、烯类、

卤烃类、酯类、醛类、酮类和其它化合物。

详见表1.1。

表1.1世界卫生组织（WHO）对挥发性有机物的分类

范围名称举例及沸点

沸点<50℃高挥发性有机化合物（VVOC）甲烷（-161.5℃）、甲醛（-19.4℃）、

VeryVolatileOrganicCompounds甲硫醇（7.6℃）、乙醛（20.8℃）、

二氯甲烷（39.8℃）

50℃≤沸点<260℃挥发性有机化合物（VOC）乙酸乙酯（77.2℃）、乙醇（78.3℃）、

VolatileOrganicCompounds苯（80.1℃）、甲乙酮（80℃）、

甲苯（110.6℃）、1,1,2-三氯乙烷

（114℃）、1,2-二甲苯（140.4℃）、

苧烯（178℃）、烟碱（247℃）

260℃≤沸点<400℃半挥发性有机化合物（SVOC）毒死蜱（290℃）、邻苯二甲酸二丁酯

SemivolatileOrganicCompounds（340℃）、邻苯二甲酸二

（2-乙已基）酯（390℃）

400℃≤沸点

颗粒状有机化合物（POM）

ParticulateOrganicMatter

苯并芘（495℃）

-1-

1.2VOCs的限值分析

汽车室内挥发性有机物对人体健康的影响可以分为三种主要类型：

气味和其它感觉

效应（如刺激作用）、粘膜刺激和其他系统毒性分子的病变以及致癌性。

根据检测项目极性

以及前处理与分析仪器的差异，通常分为两类，一类为极性较强的醛类挥发性有机化合物，

另一类为极性较弱的VOC类挥发性有机化合物。

1.2.1.甲醛

甲醛是建筑材料、纤维纺织品、清洁剂和粘合剂等物质的化学成分之一。

汽车室内空

气中甲醛的主要来源有内部装饰选用的真皮、电镀、油漆、塑料装饰件以及保温防寒和隔

音等材料。

甲醛是世界上公认的潜在致癌物，对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈的刺

激性。

接触其蒸气，容易引起结膜炎、角膜炎、鼻炎、支气管炎，重者发生喉痉挛、声门

水肿和肺炎等。

甲醛对皮肤有原发性刺激和致敏作用，可致皮炎。

长期接触低浓度甲醛可

造成轻度眼、鼻、咽喉刺激症状，皮肤干燥、皲裂、指甲软化等现象。

表1.2中为一些国

家/地区与国际组织对室内空气中甲醛浓度的限值要求。

表1.3为在短时间甲醛暴露下的人

体急性刺激反应。

世界卫生组织（WHO）以嗅阈值的中位数作为健康终点效应值，提出甲醛

的空气质量限值浓度为0.10mg/m3。

我国室内空气质量标准（GB18883-2002）也采用了该浓

度。

-2-

表1.2国家/地区与国际组织室内空气中甲醛浓度的限值

国家或组织限值（μg/m3）备注

室内空气质量协会60采用加拿大健康和福利标准

世界卫生组织100总人群，30min指导限值

中国120/80公共场所/居室最高限值

加拿大120/60作用水平/目标水平

美国490联邦目标环境水平

瑞士240指导限值

意大利120暂定指导限值

丹麦150指导限值

德国120指导限值

芬兰30良好室内空气标准

荷兰120标准值

瑞典200补救控制水平

挪威60推荐指导限值

澳大利亚120指导限值

日本120室内空气质量标准

韩国120推荐指导限值

中国香港30/100卓越水平/良好水平

表1.3短时间甲醛暴露的人体急性刺激反应

人体健康效应

空气中甲醛浓度水平（mg/m3）

报道范围中位数

嗅阈0.06~1.20.1

眼刺激阈0.01~1.90.5

咽刺激阈0.1~3.10.6

眼刺激感2.5~3.73.1

流泪（30分钟暴露）5.0~6.25.6

强烈流泪（1小时暴露）12~2517.8

危及生命:

水肿、炎症、肺炎37~6037.5

死亡60~125125

-3-

1.2.2.TVOC

由于空气中发现的VOCs种类很多，浓度存在很大差异，有些浓度很低，逐一测定将

十分费时和昂贵，因此通常采用一个量化指标总挥发性有机化合物浓度（TotalVolatile

OrganicCompounds，TVOC）来表示空气中VOCs的总污染水平。

目前国内外标准都主要

采用欧盟TVOC的“分析窗”定义，选择合适的吸附剂（TenaxGC或TenaxTA）采样，采用

热解吸/毛细管气相色谱仪法检测，对保留时间在正己烷和正十六烷之间的化合物进行分

析。

TVOC对人体的伤害很大，长时间或处于高浓度VOC的环境中会有以下症状：

咽、

鼻、喉不适，头疼，皮肤过敏、色斑、皮肤组织坏死，恶心、呕吐、疲劳、眩晕，血清胆

固醇降低，血浆胆碱脂酶减少，水肿、眼刺激，呼吸困难等。

表1.4为不同国家/地区及组

织推荐室内TVOC的标准浓度值。

表1.5为Mφlhave研究得出的TVOC人体暴露剂量-响

应关系。

表1.4国家/地区及组织推荐室内TVOC的标准浓度

国家或组织推荐标准浓度（μg/m3）

室内空气质量协会300

中国卫生部600

日本厚生省400-1,000

美国卫生协会1,000

美国德州服务协会500

北欧建材协会300-1,300

德国卫生协会300

芬兰室内空气质量和环境协会200-600

挪威健康协会400

丹麦健康协会250

澳大利亚国家健康与医学研究委员会500

中国香港室内空气质量管理小组200-600

表1.5TVOC暴露与健康效应的剂量响应关系

浓度范围（mg/m3）健康效应人体反应

<0.2没有刺激、没有不适舒适

0.2~3与其他因素联合作用时可能出现刺激和不适多因协同作用

3~25与其他因素联合作用时可能有头痛不适

>25除头痛外，可能出现其他的神经毒性作用中毒

-4-

2.国际、国内相关法规与标准

2.1.WHO的《欧洲空气质量指引》

世界卫生组织欧洲办公室（WHO,2000）在《欧洲空气质量指引》中列出了35种大气

污染物质，其中挥发性有机污染类物质为16种。

分别为丙烯腈（Acrylonitrile）、苯（Benzene）、

丁二烯（Butadiene）、二硫化碳（Carbondisulfide）、二氯化碳（Dichloromethane）、

formaldehyde（甲醛）、多环芳烃（Polychlorinatedaromatichydrocarbons，PAHs）、多氯联苯

（Polychlorinatedbiphenyls，PCBs）、多氯二苯并-对-二恶英和多氯二苯并呋喃

（Polychlorinateddibenzodioxinsanddibenzofurans，PCDDs/PCDFs）、苯乙烯（Styrene）、四

氯乙烯（Tetrachloroethylene）、甲苯（Toluene）、三氯乙烯（Trichloroethylene）、氯乙烯（Vinyl

chloride）。

以下表格2.1、2.2与2.3分别从健康的受影响程度来对不同大气污染物质进行

评估并提出相应的指导值（本文仅引用了与VOCs密切相关成分的数据）。

表2.1在平均三十分钟的暴露时间内,不同成分对人体的感应与刺激作用的基本水平和指引值

（Rationaleandguidelinevaluesbasedonsensoryeffectsorannoyancereactions,usinganaveraging

timeof30minutes）

物质

感应阈值

（μg/m3）

识别阈值

（μg/m3）

指引值

（μg/m3）

二硫化碳

（Carbondisulfidea）（粘胶释放）

200-20

硫化氢（Hydrogensulfide）0.2-2.00.6-6.07

formaldehyde（甲醛）30-600-100

苯乙烯（Styrene）70210-28070

四氯乙烯（Tetrachloroethylene）8,00024,000-32,0008,000

甲苯（Toluene）1,00010,0001,000

-5-

表2.2单个物质影响（不以致癌或气味/刺激来衡量）指导值

（Guidelinevaluesforindividualsubstancesbasedoneffectsotherthancancerorodour/annoyance）

物质μg/m3平均时间

二硫化碳（Carbondisulfide）10024小时

一氧化碳（Carbonmonoxide）100,00015分钟

60,00030分钟

30,0001小时

10,0008小时

二氯化碳（1，2-Dichloromethane）70024小时

二氯化碳（Dichloromethane）3,00024小时

4501周

formaldehyde（甲醛）10030分钟

硫化氢（Hydrogensulfide）15024小时

二氧化氮（Nitrogendioxide）2001小时

401年

臭氧（Ozone）1208小时

苯乙烯（Styrene）2601周

二氧化硫（Sulfurdioxide）50010分钟

12524小时

501年

四氯乙烯（Tetrachloroethylene）2501年

甲苯（Toluene）2601周

表2.3基于人类的致癌物质风险评估（Carcinogenicriskestimatesbasedonhumanstudies）

物质风险水平*

国际癌症研究机

构分类

EPA分类肿瘤位置

formaldehyde（甲醛）--很可能致癌-

丙烯腈（Acrylonitrilec）2×10–5很可能致癌很可能致癌肺

苯（Benzene）6×10–6已知人类致癌物已知人类致癌物血液（白血病）

丁二烯（Butadiene）-很可能致癌很可能致癌

心脏相关疾病

（multisite）

苯并（a）芘（BaP）（Polycyclic

aromatichydrocarbons（BaP））

9×10–2很可能致癌-肺

三氯乙烯（Trichloroethylene）4.3×10–7很可能致癌很可能致癌肺、睾丸

氯乙烯（Vinylchloride）1×10–6已知人类致癌物已知人类致癌物肝及其它

*暴露在空气中浓度为1μg/m3下的癌症风险概率

-6-

2.2.日本相关标准

2.2.1.日本厚生劳动省规定室内污染指导值

2002年1月，日本厚生劳动省通过“室内空气污染问题研究会”制定了针对以甲醛为

首的13种物质的室内浓度指导值，如表2.4所示。

表2.4厚生劳动省规定的13种物质室内浓度指导值

物质名室内浓度指导值（μg/m3）主要来源

甲醛100（0.08ppm）胶合板、壁纸等的粘合剂

乙醛48（0.03ppm）建材、壁纸等的粘合剂

甲苯260（0.07ppm）

二甲苯870（0.20ppm）

室内装修材料、家具等粘合剂、涂料

对二氯苯240（0.04ppm）衣物防虫剂、厕所芳香剂

乙苯3,800（0.88ppm）胶合板、家具等粘合剂、涂料

苯乙烯220（0.05ppm）隔热材料、浴室组件、塌塌米里材

十四烷330（0.04ppm）煤油、涂料

邻苯二甲酸二丁酯220（0.02ppm）涂料、颜料、粘合剂

邻苯二甲酸二（2-乙己基）酯120（7.6ppb）壁纸、地板材料、电线护套

二嗪磷0.29（0.02ppb）杀虫剂

毒死蜱

1（0.07ppb）

儿童为0.1（0.007ppb）

防蚁剂

肿丁威33（3.8ppb）白蚁驱虫剂

2.2.2.日本汽车工业协会标准

日本汽车工业协会在2007年3月制定了JASOM902：

2007《自动车部品-内装材-

挥发性有机化合物（VOC）放散测定方法》，作为一部专门针对汽车零部件与装饰品中

VOCs、甲醛及其它羰基化合物的测定方法。

该标准所测定的VOCs成分为甲苯、乙苯、二甲苯与苯乙烯四种；TVOC为正己烷

至十六烷之间所检测到的所有VOC成分；醛类及其它羰基化合物中检测甲醛及乙醛两种。

该检测方法的分析设备为VOCs采用带氢火焰离子化检测器的气相色谱（GC/FID），

或者与质谱联用的气相色谱（GCMS）；甲醛及其他羰基化合物的分析使用高效液相色谱

（HPLC）。

-7-

具体检测条件详见表2.5所示。

表2.5挥发性有机化合物（VOC）放散测定检测条件

样品尺寸（cm2）

采样袋

尺寸（L）填充氮气量（L）加热温度（℃）加热时间（h）

100105652

VOCs捕集条件醛类及其它羰基化合物捕集条件

采样管空气捕集量（L）采样管空气捕集量（L）

Tenax-TA1DNPH3

2.3.中国相关标准

2.3.1.《室内空气质量标准》

GB/T18883-2002《室内空气质量标准》由国家质量监督检验检疫总局、卫生部与

国家环境保护总局于2002年11月19日联合发布，并于2003年3月1日实施。

本标准适

用于住宅和办公建筑物，其它室内环境可参照本标准执行。

表2.6为室内空气质量标准对

各个指标的规定限值及条件。

-8-

表2.6室内空气质量标准

序号参数类别参数单位标准值备注

1温度

℃22~28夏季空调

16~24冬季采暖

2相对湿度

物理性

%40~80夏季空调

30~60冬季采暖

3空气流速

m/s0.3夏季空调

0.2冬季采暖

4

新风量m3/（h·人）30a

30.501小时均值5二氧化硫（SO2）mg/m

30.241小时均值6二氧化氮（NO2）mg/m

3101小时均值7一氧化碳（CO）mg/m

8二氧化碳（CO2）%0.10日平均值

30.201小时均值9氨（NH3）mg/m

30.161小时均值10臭氧（O3）mg/m

30.101小时均值11甲醛（HCHO）mg/m

化学性质

30.111小时均值12苯（C6H6）mg/m

30.201小时均值13甲苯（C7H8）mg/m

30.201小时均值14二甲苯（C8H10）mg/m

31.0日平均值15苯并[α]芘B（a）Pmg/m

30.15日平均值16可吸入颗粒物PM10mg/m

17

总挥发性有机物TVOCmg/m30.608小时平均值

18生物性菌落总数cfu/m32,500依据仪器定b

19放射性氡222RnBq/m3400年平均值（行动水平c）

a新风量要求≥标准值，除温度、相对湿度外的其它参数要求≤标准值；

b参见标准附件D；

c达到此水平建议采取干预行动以降低室内氡浓度。

2.3.2.《民用建筑工程室内污染控制规范》

GB50325-2001《民用建筑工程室内污染控制规范》由国家质量监督检验检疫总局与

建设部于2001年11月26日联合发布，并于2002年1月1日实施。

明确规定测定室内空气中的

氡、甲醛、苯、氨及TVOC的含量。

其中I类民用建筑工程室内甲醛浓度指标，系根据国

家标准《居室空气中甲醛卫生标准》GB/T16127-1995的确定值，定为不大于0.08mg/m3；

-9-

Ⅱ类民用建筑工程室内甲醛浓度指标，系根据国家有关公共场所卫生标准，如GB9663～

9673-1996、GB16153-1996和国家标准《人防工程平时使用环境卫生标准》GB/T17216

-1998的确定值，定为不大于0.12mg/m3。

空气中苯污染现场测试结果在扣除室外本底值

后，限值定为不大于0.09mg/m3。

室内空气中苯的测定方法按国家标准《居住区大气中苯、

甲苯和二甲苯卫生检验方法——气相色谱法》GB11737-89进行。

Ⅱ类民用建筑工程室内

总挥发性有机化合物（TVOC）指标取自香港公共场所规定的不大于0.6mg/m3,I类定为不

大于0.5mg/m3。

2.3.3.《乘用车内空气质量评价指南》

2011年10月27日环保部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了GB/T27630-2011

《乘用车内空气质量评价指南》，规定了车内空气中苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙稀、

甲醛、乙醛、丙烯醛的浓度限值，如表2.7所示，主要适用于销售的新汽车，使用中的车

辆也可参照使用，标准自2012年3月1日起实施。

对于检测方法，要求按照环境保护行业标

准HJ/T400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》进行车内空气中挥发

性有机物和醛酮类物质的检测。

表2.7车内空气中有机物浓度要求

序号项目浓度要求（mg/m3）

1苯≤0.11

2甲苯≤1.10

3二甲苯≤1.50

4乙苯≤1.50

5苯乙烯≤0.26

6甲醛≤0.10

7乙醛≤0.05

8丙烯醛≤0.05

2.3.4.《车内空气污染物测量方法》

国家环境保护总局于2007年12月7日发布了《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测

定方法》（HJ/T400-2007），该方法主要针对整车的采样测试，并于2008年3月1日起实施。

-10-

2.3.5香港地区办公室及公共场所室内空气质量管理指南-2003

《香港地区办公室及公共场所室内空气质量管理指南》将室内空气质量分为卓越级与

良好级两个等级，目前国内所实施的《室内空气质量标准》中甲醛、苯及TVOC三个指标

直接引用自该管理指南。

表2.8为办公室及公共场所室内空气质量指标的规定值与对应等

级，表2.9为主要VOCs成分的重要来源物质。

表2.8办公室及公共场所室内空气质量指标

参数单位

八小时平均

卓越级良好级

室内温度℃20至<25.5<25.5

相对湿度%40至<70<70

空气流动速度m/s<0.2<0.3

二氧化碳（CO2）Ppmv<800<1,000

一氧化碳（CO）