郭金玉,王焰孟,鄭思維,付佳永
(中汽研汽車零部件檢驗中心(寧波)有限公司,寧波 315000)
兒童乘員用約束系統(tǒng)(child rest raint system)是專門為嬰幼兒和兒童乘車安全而設(shè)計的裝置。我國是兒童約束系統(tǒng)的生產(chǎn)和出口大國,生產(chǎn)量和出口量均居世界前列。近年來,隨著人們對使用兒童約束系統(tǒng)重要性的認識逐漸增強及相關(guān)法律的完善,兒童約束系統(tǒng)在國內(nèi)的消費量逐步增長,越來越多人安裝并使用兒童約束系統(tǒng)。目前國內(nèi)外人們更多關(guān)注的熱點是其機械安全性能,但在揮發(fā)性有機物方面(VOC)尚未得到相應(yīng)的關(guān)注及重視。
揮發(fā)性有害物質(zhì)通常指在常溫下容易揮發(fā)的對人體有害的有機化物。較常見的有苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、(6-16 個碳的烷烴)、酮類等。揮發(fā)性有害物質(zhì)對人體健康有巨大影響,這些物質(zhì)大部分為高危致癌物質(zhì),且對人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)造成較大傷害。目前國內(nèi)外各大車企都對車內(nèi)揮發(fā)性有害物質(zhì)的含量尤為關(guān)注,我國也針對整車空氣質(zhì)量相繼出臺了HJ/T 400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》、GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》等法規(guī),國內(nèi)各大主機廠也相應(yīng)的制定了其零部件的揮發(fā)性有害物質(zhì)操作及限值的標準,對整車及其零部件的揮發(fā)性有害物質(zhì)進行管控監(jiān)督。但是兒童約束系統(tǒng)并非整車出廠所必須配備的零部件,故而國內(nèi)外對兒童約束系統(tǒng)的揮發(fā)性有害物質(zhì)評價和管控相對松懈,目前這一方面的檢測處于空白狀態(tài)。
基于這一現(xiàn)狀,本文主要摸底目前市場上兒童約束系統(tǒng)揮發(fā)性有機物的現(xiàn)狀,選擇苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、TVOC 作為表征物質(zhì),讓消費者了解目前兒童座椅VOC 散發(fā)的情況。
目前國內(nèi)外暫時沒有針對兒童座椅VOC 檢測的標準。本文參考國內(nèi)外對車內(nèi)前排座椅的VOC 的檢測方法,參考其中的袋子法VOC 檢測,摸底目前市場上兒童座椅VOC 散發(fā)的現(xiàn)狀。
樣品隨機選取市場上常見品牌的兒童座椅10 件,統(tǒng)一要求為下線一個月以內(nèi)的包裝較好的兒童座椅。
熱脫附氣質(zhì)聯(lián)用儀(TD-GC-MS 安捷倫科技7890B-5977A 色 譜 柱 為DB-5MS 122-556360 m×0.25 μm 1.0 Micron)、高效液相色譜儀(HPLC 安捷倫科技1260、 ZORBAX SB-C18 4.6×250 mm 5-Micron )、采樣袋法環(huán)境艙(Simplewell)、2000 L 采樣袋(大連德霖)、零部件VOC 環(huán)境艙(Simplewell)、采樣泵(美國SENSIDYNE)、 采樣配管、Tenax 管(Marks)DNPH管(島津);
高純氮氣(純度≥99.999 %)、高純氦氣(純度≥99.999 %)。
色譜純甲醇、色譜純乙腈;
苯系物標準溶液:用于苯系物定量標準曲線配制,溶劑甲醇;
醛酮物標準溶液:用于醛酮類物質(zhì)定量標準曲線的配制,溶劑為乙腈。
送檢樣件在試驗前,需對樣件進行前處理平衡工作,平衡的要求為:維持樣品原包裝狀態(tài),使樣品處于溫度為23±2.0 ℃,濕度為50±10 %RH 的恒溫恒濕房中,存放24 h,期間,需對樣品的平衡環(huán)境進行溫濕度記錄及背景空白檢測,這個過程主要是為了減小試驗前樣品受外界環(huán)境的的影響,
1)清洗袋子:向樣袋中充入其容積800 L 左右的純氮氣(純度99.99 %以上)并將其密封。在65 ℃恒溫箱內(nèi)放置3 小時后,用真空泵迅速將袋內(nèi)的氣體抽出。重復上述操作至少兩次。
2)樣袋空白確認:向已清洗干凈的樣袋中充入其容積50 %的純氮氣(純度99.99 %以上),將其密封;放置已達到65 ℃的恒溫鼓風干燥箱中培養(yǎng)2 h;按照表1 參數(shù)進行氣體采集。要求苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等物質(zhì)的值均低于檢出限(苯系物的檢出限為0.01 μg/管,醛酮物質(zhì)的檢出限為0.05 μg/管)。若未達到,則再次清洗,直到空白符合要求。
3)氣體培養(yǎng):在采樣袋空白符合的要求下,將樣品放入采樣袋中并用密封條密封。向樣袋中充入其容積800 L 左右的純氮氣(純度99.99 %以上)。用真空泵迅速將袋內(nèi)的氣體抽出。重復上述操作2 次。在25 ℃的溫度下注入樣袋容積的1000 L 的純氮氣,然后將其放入溫度已達到65 ℃的環(huán)境箱中。經(jīng)過2 h 氣體培養(yǎng)后參照表1 采集氣體。
4) 測定分析
揮發(fā)性有機物組分(苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、TVOC)的測定采用熱脫附/毛細管氣相色譜/質(zhì)譜連用儀(TD-GC/MS)參照HJ/T 400-2007 附錄B 的規(guī)定進行分析[1]。
醛酮類物質(zhì)組分(甲醛、乙醛、丙烯醛)的測定采用固相吸附/高效液相色譜儀(HPLC)參照HJ/T 400-2007 附錄C 的規(guī)定進行分析[1]。
表1 采樣參數(shù)表
10 臺兒童座椅的檢測結(jié)果見表2。
表2 10 臺兒童座椅VOC 檢測結(jié)果
參考行業(yè)標準,可得限值見表3。
表3 各揮發(fā)性有機組分限值
本文將10 臺座椅的試驗結(jié)果與行業(yè)推薦限值進行比較,可總結(jié)得到以下試驗結(jié)果:在隨機選取的10 款座椅產(chǎn)品中,揮發(fā)性有機物中“五苯三醛”散發(fā)結(jié)果均符合限值要求座椅產(chǎn)品僅有一款,參考本批次抽檢總量,本次抽檢的合格率僅為10 %,如圖1 所示。
圖1 本次抽檢座椅合格情況統(tǒng)計
為更深入分析檢測結(jié)果,本文將10 款座椅產(chǎn)品的“五苯三醛”8 種物質(zhì)合格情況進行統(tǒng)計,從圖2 展示的統(tǒng)計結(jié)果可以看出,導致不合格率較高的物質(zhì)有二甲苯、甲醛、乙醛。其中,二甲苯最高超出行業(yè)推薦座椅限值的10 倍,也遠遠高于目前我國汽車行業(yè)對于整車的管控限值(參考GB/T 27630-2011)[2]?!拔灞饺鳖悡]發(fā)性有機物對人體均會產(chǎn)生較大傷害,吸入低濃度的二甲苯會對眼睛、皮膚和粘膜產(chǎn)生刺激作用,損害呼吸系統(tǒng),并產(chǎn)生輕微的中樞神經(jīng)毒性,表現(xiàn)出頭痛、眼花等癥狀。急性暴露濃度較高時(434 ~1736 mg/m3),可能出現(xiàn)更強的神經(jīng)系統(tǒng)傷害,表現(xiàn)為反應(yīng)遲鈍、身體平衡失調(diào)。急性中毒時,可能因呼吸衰竭而表現(xiàn)出震顫、意識不清、昏迷等神經(jīng)系統(tǒng)損害,往往會導致死亡。甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確定為致癌和致畸形物質(zhì),是潛在的強致突變物之一。大量文獻記載,甲醛對人體健康的影響主要表現(xiàn)在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能、肝功能和免疫功能異常等方面。 乙醛對人體的健康危害也很嚴重,低濃度乙醛可引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀及支氣管炎,高濃度吸入乙醛有麻醉作用,表現(xiàn)為頭痛、嗜睡、神志不清及支氣管炎、肺水腫、腹瀉、蛋白尿肝和心肌脂肪性變,可致死。誤服乙醛可出現(xiàn)胃腸道刺激癥狀、麻醉作用及心、肝、腎損害。對皮膚有致敏性。反復接觸乙醛蒸氣會引起皮炎、結(jié)膜炎,慢性中毒,類似酒精中毒,表現(xiàn)有體重減輕、貧血、譫妄、視聽幻覺、智力喪失和精神障礙。
圖2 “五苯三醛”各物質(zhì)合格情況統(tǒng)計
為更直觀分析“五苯三醛”8 種物質(zhì)超標及合規(guī)請,本文通過對所有8 種物質(zhì)進行分析,可得如圖3~圖10所示結(jié)果,其中黑色代表標準推薦限值,灰色代表10 款座椅的實測值。
通過分析圖3 和圖4 所展示的測試結(jié)果,可知對于10 款座椅的苯散發(fā)物,僅有1 款座椅超標,且超標比例較高,對于剩下的9 款座椅,均滿足推薦限值標準,因此座椅廠商對于苯散發(fā)物的散發(fā)量控制較好;對于10 款座椅的甲苯散發(fā)物,有2 款座椅超標,且其中1 款座椅的超標比例較高,對于剩下8 款座椅,均可滿足推薦限值標準,因此座椅廠商對于甲苯和苯的散發(fā)量控制的較好。
圖3 測量值與限值對比-苯
圖4 測量值與限值對比-甲苯
圖5 測量值與限值對比-乙苯
通過分析圖5 和圖6 所展示的測試結(jié)果,可知對于10 款座椅的乙苯散發(fā)物,共有5 款座椅超標,且對于其中3 款座椅,乙苯超標比例較高,對于剩下的5 款座椅,均滿足推薦限值標準,因此座椅廠商對于苯散發(fā)物的散發(fā)量控制較差,仍需在乙苯的控制上加大控制力度;對于10 款座椅的二甲苯散發(fā)物,有8 款座椅超標,且其中4 款座椅的超標比例較高,對于剩下2 款座椅,均可滿足推薦限值標準,但也仍具有較高的散發(fā)量,因此座椅廠商對于乙苯和二甲苯的散發(fā)量控制的較差,未來仍需在乙苯和二甲苯的控制上加大力度,降低乙苯及二甲苯的散發(fā)總量,更好滿足限值的要求。
通過分析圖7 和圖8 所展示的測試結(jié)果,可知對于10 款座椅的苯乙烯散發(fā)物,共有2 款座椅超標,且對于其中的1 款座椅,苯乙烯超標比例較高,超過500 %的超標,對于剩下的8 款座椅,均滿足推薦限值標準。因此座椅廠商對于苯乙烯散發(fā)物的散發(fā)量控制較好,但部分企業(yè)仍需在苯乙烯的控制上加大控制力度;對于10 款座椅的甲醛散發(fā)物,有6 款座椅超標,且其中3 款座椅的超標比例較高,對于剩下4 款座椅,均可滿足推薦限值標準,但也仍具有較高的散發(fā)量,因此座椅廠商對于苯乙烯和甲醛的散發(fā)量控制的較差,未來仍需在苯乙烯和甲醛的控制上加大力度,降低苯乙烯和甲醛的散發(fā)總量,更好滿足限值的要求。
圖7 測量值與限值對比-苯乙烯
圖8 測量值與限值對比-甲醛
圖9 測量值與限值對比-乙醛
通過分析圖9 和圖10 所展示的測試結(jié)果,可知對于10 款座椅的乙醛散發(fā)物,共有6 款座椅超標,且對于其中2 款座椅,乙苯超標比例較高,對于剩下的4 款座椅,均滿足推薦限值標準,因此座椅廠商對于乙醛散發(fā)物的散發(fā)量控制較差,仍需在乙醛的控制上加大控制力度,部分企業(yè)需加大力度對乙醛散發(fā)量進行控制;對于10 款座椅的丙烯醛散發(fā)物,10 款座椅均可滿足標準推薦限值要求,因此座椅廠商對于丙烯醛的控制較好,未來企業(yè)仍需在乙醛的控制上加大力度,降低乙醛的散發(fā)總量,更好滿足限值的要求。
圖10 測量值與限值對比-丙烯醛
綜合上述分析,可知部分散發(fā)物質(zhì)具有較好的散發(fā)結(jié)果,但對于部分散發(fā)物質(zhì),在達標上仍有較大的風險,因此企業(yè)仍需投入巨大精力,對散發(fā)狀況進行改善提升。
綜合本文分析結(jié)果,針對分析的10 款座椅,其揮發(fā)性有機物質(zhì)散發(fā)情況參差不齊,但是其揮發(fā)性有機物含量普遍來說均相對較高。揮發(fā)性有害物質(zhì)對人體健康有巨大影響,會傷害人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng),造成記憶力減退等嚴重后果,隨著兒童約束系統(tǒng)使用的頻率越來越高,兒童約束系統(tǒng)揮發(fā)性有害物質(zhì)的關(guān)注和管控,以及相關(guān)標準制定已刻不容緩。