论便携式GC-MS检测乘用车空气质量的可行性

刘凯，戴国彪，黄家奇，程健

(1.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥 230022；2.聚光科技(杭州)股份有限公司，浙江杭州 310052)

论便携式GC-MS检测乘用车空气质量的可行性

刘凯1，戴国彪2，黄家奇1，程健1

(1.安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽合肥 230022；2.聚光科技(杭州)股份有限公司，浙江杭州 310052)

考察了便携式GC-MS与台式GC-MS测试标准样品的回收率区别,同时比较了两类仪器在检测汽车零部件苯系物VOC和整车苯系物VOC实际样品的差异，探讨了使用便携式GC-MS检测乘用车空气质量的可行性。结果表明：便携式GC-MS与台式GC-MS测试结果一致，可以满足乘用车空气质量的检测工作。

便携式GC-MS；乘用车；VOC检测

0 引言

汽车给人们出行带来了方便，但汽车车内空气污染对人体健康的影响也日益为人们所重视，造成车内空气污染的主要因素是挥发性有机物(VOC)[1-5]，主要物质包括甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等。其中醛酮类物质的标准分析方法主要采用DNPH衍生化后用高效液相色谱来分析，而苯系物VOC则采用热脱附/GC-MS来分析。台式GC-MS在检测时具有检测灵敏度高、分离效果好、检测精准度高等优点，目前具备第三方认证资格的检测机构均采用此设备对汽车零部件、整车苯系物VOC进行检测。但这种检测设备存在着携带不方便、检测时间长等劣势，无法实现现场实时检测。针对此情况，文中探讨了利用便携式GC-MS监测乘用车空气质量的可行性。

1 实验部分

1.1 主要材料和设备

待检测汽车零部件见图1。

熊猫汽车：吉利汽车厂生产；

雪佛兰-赛欧汽车：上海通用汽车厂生产；

瑞风S5：江淮汽车厂生产；

Mars-400 Plus型便携式气相色谱质谱联用仪：聚光科技(杭州)股份有限公司生产；

INFICON HAPSITE ER便携式气质联用仪：美国英福康有限公司生产；

7890-5975C台式GC-MS：美国安捷伦科技有限公司生产；

标准物质：苯系物混标，甲醇溶剂；高纯N2，纯度大于99.999%。

1.2 实验步骤

1.2.1 标准曲线绘制

取5个1 L的TEDLAR气袋,分别加入苯系物混标和高纯氮气，配置成10、50、100、200和500 μg/m3系列浓度的标准样品气体，经便携式GC-MS分别进样绘制标准曲线。

1.2.2 加标回收率测试

取1个10 L的TEDLAR气袋，分别加入苯系物混标和高纯氮气，配置成110 μg/m3浓度的标准样品气体，用台式GC-MS及2台便携式GC-MS分别采样分析，计算仪器的回收率。

1.2.3 汽车零部件VOC检测

按照汽车零部件VOC检测采样方法中日系汽车经常采用的采样袋-GC/MS方法要求，将待测的样品放入50 L的采样袋中，该采样袋本身不含有VOC，然后将密封的采样袋放入烘箱中在65 ℃下加热2 h，用Tenax吸附管进行采样，分别用台式GC-MS及2台便携式GC-MS测试4个汽车零部件(见图1)的VOC数值，比较其测试结果的差异。

1.2.4 汽车整车VOC检测

按照整车VOC检测采样方法中的随意环境条件采样方法的要求，将被测车辆在随意环境条件下密闭24 h后采集车内空气样品，用Tenax吸附管进行采样，分别用台式GC-MS及2台便携式GC-MS测试3台整车的VOC数值，比较其测试结果的差异。

2 结果与讨论

2.1 加标回收率测试结果

用配置好的标准气体，得到5个不同浓度值的混合化合物数据文件，利用各自仪器的软件建立相应的标准曲线，得到各待测组分的回归方程。对未检出挥发性有机物的空白样品进行手动加标，然后测定，加标回收率结果见表1(注：正常值应在80%～120%之间波动)。

表1 各仪器加标回收率测定结果

%

从回收率来看：2台便携式GC-MS和台式机GC-MS的回收率都处于97%到107%之间，均在理论值的合理范围内。

2.2 汽车零部件检测

采集密封条、隔音垫、 侧围内饰总成及EVC垫块VOC气体样品，分别用台式GC-MS及2台便携式GC-MS测试，检测结果见表2—5。

表2 密封条VOC测定结果

μg·m-3

表3 隔音垫VOC测定结果

μg·m-3

表4 侧围内饰总成测定结果

μg·m-3

表5 EVC垫块测定结果

μg·m-3

从表2—5来看：2台便携式GC-MS和台式GC-MS的测试结果非常接近，其中Mars-400 Plus与7890-5975C的定量结果吻合度更高。

2.3 整车测试数据对比

按《HJT 400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》要求，将熊猫汽车、雪佛兰-赛欧汽车及瑞风S5汽车封闭24 h后，采集M1类车辆采样点位气体，分别用台式GC-MS及两台便携式GC-MS测试3台整车的VOC数值，检测结果见表6—8。

表6 熊猫汽车车内气体测定结果

μg·m-3

表7 雪佛兰-赛欧汽车车内气体测定结果

μg·m-3

表8 瑞风S5汽车车内气体测定结果

μg·m-3

从测试结果来看：2台便携式GC-MS和台式机GC-MS的测试结果相差无几，且2台便携式GC-MS设备的测试结果无大差别，基本相同。

3 结论

综合来讲，便携式GC-MS与台式GC-MS所测试的结果相差无几，完全可以承担车辆空气质量的测试，且聚光的Mars-400 Plus便携式GC-MS与台式GC-MS的测试结果更为接近。

【1】陆昕，王万祥，陶荣华.车内有害气体分析和净化的有效途径[J].客车技术与研究，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.

【3】康鹏，金滟，蔡涛.聚丙烯中挥发性有机物释放行为的研究[J].合成树脂及塑料，2010，27(1):60-63.

【4】余鹏，郝源增，郝建鑫.汽车内饰件用低VOC聚丙烯复合材料的制备及性能研究[J].精细石油化工进展，2009，10(12)：24-26.

【5】汪家宝，韩琛，沈玉海,等.螺杆脱挥制备低散发型汽车内饰件专用料的研究及应用[J].工程塑料应用,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

刘凯，男，硕士，研究方向为汽车复合材料。E-mail：86987008@qq.com。