车内气味评估指标体系研究

朱振宇 刘雪峰

摘 要：基于气味物质的嗅阈值，参考环境领域恶臭污染评估指标体系，建立了车内气味评估指标体系，包括重点气味物质及其筛选方法、综合气味指数及其计算方法等。通过对20款行业主流车型进行整车VOC全谱检测，展示了该指标体系在实际车内气味评估中的应用，为我国汽车行业车内气味评估及溯源提供了定量化的科学方法。

关键词：嗅阈值;阈稀释倍数;综合气味指数

中图分类号：U461.99  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）22-218-03

Abstract： Based on the odor thresholds of odor substances and referring to the odor pollution evaluation index system in the field of environment， an odor evaluation index system was established in the vehicles， including key odor substances and their screening methods， comprehensive odor index and its calculation methods. The application of this index system in odor evaluation in vehicles is demonstrated through the VOC test of 20 vehicles. It provides a quantitative scientific method for odor evaluating and tracing in vehicles of China.

Keywords： Odor threshold; Dilution multiple; Composite odor index

CLC NO.： U461.99  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）22-218-03

前言

自加入WTO以来，我国汽车工业得到飞速的发展，汽车产销量连续多年位居世界第一。随着汽车保有量的增加和用车频率的提高，消费者在座舱内的停留时间越来越长，车内空气质量的健康影响逐渐受到越来越多的重视。车内空气质量包括车内挥发性有机物（VOCs）和车内气味两部分，车内VOCs是指我国国家标准管控的“五苯三醛”（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛）;车内气味是指能夠被人体嗅觉系统感知到的嗅觉反应。为满足国家标准要求，我国汽车行业在车内VOCs方面做了大量工作，车内VOCs浓度水平逐年降低。然而，我国消费者对车内气味的投诉量却逐年升高，给汽车行业带来极大的困扰。

车内气味物质种类繁多，影响程度不一，对其进行准确评估带来了极大困难。目前，我国汽车行业现有的车内气味主观评价法容易受气味评价员年龄、性别、生活经历等多种主观因素影响，导致评价结果的准确性和稳定性较差[1]。同时，在环境领域，国内的研究者在恶臭污染评估领域开展了大量研究工作，并取得了一定的研究成果[2-4]。本研究基于气味物质的嗅阈值，参考环境领域恶臭污染评估指标体系[4]，探讨建立车内气味评估指标体系，以期为我国汽车行业车内气味评估及溯源提供定量化的科学方法。

1 气味物质参数

1.1 嗅阈值

嗅阈值是指能够引起人体嗅觉的最小物质浓度。本研究通过查阅文献和实验检测的方法确定部分物质的嗅阈值，查不到或无法检测得到的物质参考Abraham[5]的方法计算得到。

1.2 阈稀释倍数

阈稀释倍数是指某物质的浓度除以该物质的嗅阈值所得结果。研究表明，某物质的阈稀释倍数越大，其对混合样品气味的贡献就越大[4]。

2 车内气味评估指标体系

2.1 车内重点气味物质

车内重点气味物质指的是引起车内气味的主要物质，降低该类物质的浓度对降低车内气味效果显著。本研究采用阈稀释倍数作为单一气味物质的评估指标，具体方法如下。

（1）对于某款车型的所有车内VOC检出物质，记其浓度分别为Ci;

（2）通过查阅文献、实验检测或模型计算得到第i种物质的嗅阈值，利用公式（1）计算所有检出VOC的阈稀释倍数Di;

（3）忽略阈稀释倍数Di<1的物质;

（4）对于阈稀释倍数Di≥1的物质，按照阈稀释倍数由大到小排序，分别记为Di～Dm。

Di～Dm物质即为某车型的重点气味物质，应重点关注。

2.2 综合气味指数

3 车内气味评估指标体系应用案例

本研究参考《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》（HJ/T 400-2007）[7]对20款在售的主流车型进行车内VOCs全谱分析，得到定性及半定量结果。

以车内VOCs全谱数据为基础，利用上述指标体系对车内气味进行评估，锁定车内重点气味物质并计算综合气味指数，得到不同车型的气味优劣排名。

3.1 车内重点气味物质

筛选20款车型的重点气味物质，发现不同车型的重点气味物质种类及浓度都不尽相同，这主要是因为，不同车型的内饰用材及工艺差别较大，进而造成挥发出的物质存在差异。

将20款车型中的重点气味物质汇总后去重，得到我国汽车行业需关注的重点气味物质，见表1。由图1可知，20款车型中车内重点气味物质主要为烷烃、芳香烃、醛酮、醇、酸、酯等物质。烷烃可能来源于汽车零部件中塑料的聚合残留物及降解产物。芳香烃可能来源于零部件在加工过程中使用的有机溶剂、分散助剂、胶黏剂等。醛酮可能来源于醇类物质的氧化及聚合物的降解。醇、酸、酯可能来源于材料中游离单体的分解、氧化等。

3.2 综合气味指数结果

将20款车型的综合气味指数由小到大进行排序，见表2。由表2可知，20款车型的综合气味指数差别较大，介于11.1～33.0之间，表明不同车型的气味强度差别较大。该指数可作为定量化的指标评价车内气味，为主机厂科学评估车内气味提供借鉴和参考。

4 結果讨论

本研究提出的车内气味评估指标体系，为车内气味的评估提供了定量化的科学方法。然而，本研究提出的气味评估指标体系仍有部分问题有待讨论。首先，本研究使用GC/MS全谱扫描结合甲苯半定量的方法计算整车VOC全谱数据，可能存在检测结果不准确的问题。未来，可根据车内VOCs浓度特征开发有针对性的检测方法，例如全二维-飞行时间质谱法、罐采样-气相色谱/质谱法等，提高车内VOCs检测的准确性。

其次，本研究忽略了不同气味物质之间存在的相互作用，使用阈稀释倍数计算重点气味物质。未来，如果学术界在气味物质相互作用机理方面取得突破，本研究中的计算方法将不再适用。

最后，本研究提出的指标体系，有赖于建立准确的气味物质嗅阈值数据库。由于测定方法和人员的差异，从文献中查找的嗅阈值及通过模型计算得到的嗅阈值存在一定误差，也会影响后续指标计算的准确性。未来，行业需要在嗅阈值测定方面开展大量工作，建立适合我国汽车行业的嗅阈值数据库，为车内气味评估指标体系的应用提供有力支撑。

5 结论

本研究基于气味物质的嗅阈值，参考环境领域恶臭污染评估指标体系，建立了车内气味评估指标体系，包括重点气味物质及其筛选方法、综合气味指数及其计算方法等。通过对20款行业主流车型进行整车VOC全谱测试，展示了该指标体系在实际车内气味评估中的应用。结果表明，2款车型中共筛选得到72种重点气味物质，主要为烷烃、芳香烃、醛酮、醇、酸、酯等物质。20款车型的综合气味指数介于11.1～33.0之间，表明不同车型的气味强度差别较大。该指标体系为我国汽车行业车内气味评估及溯源提供了定量化的科学方法，具有一定的科研和应用价值。

参考文献

[1] 朱振宇，刘雪峰，刘伟.关于车内气味问题治理途径探讨[J].环境与可持续发展，2017，42（06）：88-90.

[2] 李伟芳.国内恶臭污染物优先控制的筛选研究[J]. 上海环境科学， 2012，31（1）：1-4.

[3] 张欢，包景岭，王元刚.恶臭污染评价分级方法[J].城市环境与城市生态， 2011，24（3）：37-38，42.

[4] 赵岩，陆文静，王洪涛，等.城市固体废物处理处置设施恶臭污染评估指标体系研究[J].中国环境科学，2014，34（7）：1804-1810.

[5] Abraham M H， Sánchez-Moreno R， Cometto-Mu?iz J E， et al. An algorithm for 353 odor detection thresholds in humans[J]. Chemical senses， 2011， 37（3）： 207-218.

[6] Omur-Ozbek.P， Dietrich A M. Developing hexanal as an odor reference standard for sensory analysis of drinking water[J]. Water Research， 2008， 42（10）：2598-2604.

[7] HJ/T 400-2007，车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法[S].