劉凱,戴國彪,黃家奇,程健
(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術中心,安徽合肥 230022;2.聚光科技(杭州)股份有限公司,浙江杭州 310052)
論便攜式GC-MS檢測乘用車空氣質量的可行性
劉凱1,戴國彪2,黃家奇1,程健1
(1.安徽江淮汽車股份有限公司技術中心,安徽合肥 230022;2.聚光科技(杭州)股份有限公司,浙江杭州 310052)
考察了便攜式GC-MS與臺式GC-MS測試標準樣品的回收率區別,同時比較了兩類儀器在檢測汽車零部件苯系物VOC和整車苯系物VOC實際樣品的差異,探討了使用便攜式GC-MS檢測乘用車空氣質量的可行性。結果表明:便攜式GC-MS與臺式GC-MS測試結果一致,可以滿足乘用車空氣質量的檢測工作。
便攜式GC-MS;乘用車;VOC檢測
汽車給人們出行帶來了方便,但汽車車內空氣污染對人體健康的影響也日益為人們所重視,造成車內空氣污染的主要因素是揮發性有機物(VOC)[1-5],主要物質包括甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。其中醛酮類物質的標準分析方法主要采用DNPH衍生化后用高效液相色譜來分析,而苯系物VOC則采用熱脫附/GC-MS來分析。臺式GC-MS在檢測時具有檢測靈敏度高、分離效果好、檢測精準度高等優點,目前具備第三方認證資格的檢測機構均采用此設備對汽車零部件、整車苯系物VOC進行檢測。但這種檢測設備存在著攜帶不方便、檢測時間長等劣勢,無法實現現場實時檢測。針對此情況,文中探討了利用便攜式GC-MS監測乘用車空氣質量的可行性。
1.1 主要材料和設備
待檢測汽車零部件見圖1。
熊貓汽車:吉利汽車廠生產;
雪佛蘭-賽歐汽車:上海通用汽車廠生產;
瑞風S5:江淮汽車廠生產;
Mars-400 Plus型便攜式氣相色譜質譜聯用儀:聚光科技(杭州)股份有限公司生產;
INFICON HAPSITE ER便攜式氣質聯用儀:美國英福康有限公司生產;
7890-5975C臺式GC-MS:美國安捷倫科技有限公司生產;
標準物質:苯系物混標,甲醇溶劑;高純N2,純度大于99.999%。
1.2 實驗步驟
1.2.1 標準曲線繪制
取5個1 L的TEDLAR氣袋,分別加入苯系物混標和高純氮氣,配置成10、50、100、200和500 μg/m3系列濃度的標準樣品氣體,經便攜式GC-MS分別進樣繪制標準曲線。
1.2.2 加標回收率測試
取1個10 L的TEDLAR氣袋,分別加入苯系物混標和高純氮氣,配置成110 μg/m3濃度的標準樣品氣體,用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS分別采樣分析,計算儀器的回收率。
1.2.3 汽車零部件VOC檢測
按照汽車零部件VOC檢測采樣方法中日系汽車經常采用的采樣袋-GC/MS方法要求,將待測的樣品放入50 L的采樣袋中,該采樣袋本身不含有VOC,然后將密封的采樣袋放入烘箱中在65 ℃下加熱2 h,用Tenax吸附管進行采樣,分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試4個汽車零部件(見圖1)的VOC數值,比較其測試結果的差異。
1.2.4 汽車整車VOC檢測
按照整車VOC檢測采樣方法中的隨意環境條件采樣方法的要求,將被測車輛在隨意環境條件下密閉24 h后采集車內空氣樣品,用Tenax吸附管進行采樣,分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試3臺整車的VOC數值,比較其測試結果的差異。
2.1 加標回收率測試結果
用配置好的標準氣體,得到5個不同濃度值的混合化合物數據文件,利用各自儀器的軟件建立相應的標準曲線,得到各待測組分的回歸方程。對未檢出揮發性有機物的空白樣品進行手動加標,然后測定,加標回收率結果見表1(注:正常值應在80%~120%之間波動)。
表1 各儀器加標回收率測定結果

%
從回收率來看:2臺便攜式GC-MS和臺式機GC-MS的回收率都處于97%到107%之間,均在理論值的合理范圍內。
2.2 汽車零部件檢測
采集密封條、隔音墊、 側圍內飾總成及EVC墊塊VOC氣體樣品,分別用臺式GC-MS及2臺便攜式GC-MS測試,檢測結果見表2—5。
表2 密封條VOC測定結果

μg·m-3
表3 隔音墊VOC測定結果

μg·m-3
表4 側圍內飾總成測定結果

μg·m-3
表5 EVC墊塊測定結果

μg·m-3
從表2—5來看:2臺便攜式GC-MS和臺式GC-MS的測試結果非常接近,其中Mars-400 Plus與7890-5975C的定量結果吻合度更高。
2.3 整車測試數據對比
按《HJT 400-2007車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》要求,將熊貓汽車、雪佛蘭-賽歐汽車及瑞風S5汽車封閉24 h后,采集M1類車輛采樣點位氣體,分別用臺式GC-MS及兩臺便攜式GC-MS測試3臺整車的VOC數值,檢測結果見表6—8。
表6 熊貓汽車車內氣體測定結果

μg·m-3
表7 雪佛蘭-賽歐汽車車內氣體測定結果

μg·m-3
表8 瑞風S5汽車車內氣體測定結果

μg·m-3
從測試結果來看:2臺便攜式GC-MS和臺式機GC-MS的測試結果相差無幾,且2臺便攜式GC-MS設備的測試結果無大差別,基本相同。
綜合來講,便攜式GC-MS與臺式GC-MS所測試的結果相差無幾,完全可以承擔車輛空氣質量的測試,且聚光的Mars-400 Plus便攜式GC-MS與臺式GC-MS的測試結果更為接近。
【1】陸昕,王萬祥,陶榮華.車內有害氣體分析和凈化的有效途徑[J].客車技術與研究,2005(5):28-29.
【2】STEPHEN K,BROWN M C.Volatile Organic Compouds(VOCs) in New Car Interiors[C]//15th International Clean Air & Envionmental Conference,Sedney,2000:464-468.
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【5】汪家寶,韓琛,沈玉海,等.螺桿脫揮制備低散發型汽車內飾件專用料的研究及應用[J].工程塑料應用,2009,37(7):53-55.
Feasibility of Vehicle Air Quality Test by Portable GC-MS
LIU Kai1,DAI Guobiao2,HUANG Jiaqi1,CHENG Jian1
(1.Technology Center,Anhui Jianghuai Automobile Co.,Ltd.,Hefei Anhui 230022,China;2.Focused Photonics(Hangzhou) Inc.,Hangzhou Zhejiang 310052,China)
The feasibility of vehicle air quality test by portable GC-MS was discussed by comparing the three aspects of recovery,the VOC of auto parts and the VOC of vehicle between portable GC-MS and GC-MS. The results show that they are in general agreement,and portable GC-MS is fully capable of testing vehicle air quality.
Portable GC-MS; Vehicle; VOC test
2015-07-24
劉凱,男,碩士,研究方向為汽車復合材料。E-mail:86987008@qq.com。