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兒童座椅揮發(fā)性有機物現(xiàn)狀分析及建議

2020-03-14 00:43:54·  來源：環(huán)境技術(shù)核心期刊  
　
內(nèi)容提要隨著人們對兒童乘車安全的重視及多地法規(guī)的發(fā)布，我國兒童安全座椅的消費量快速增長，目前人們更多關(guān)注的熱點是其機械安全性能，但其在揮發(fā)性有機物上的
內(nèi)容提要

隨著人們對兒童乘車安全的重視及多地法規(guī)的發(fā)布，我國兒童安全座椅的消費量快速增長，目前人們更多關(guān)注的熱點是其機械安全性能，但其在揮發(fā)性有機物上的情況尚未得到相應(yīng)的關(guān)注及重視，目前市場上兒童座椅的散發(fā)情況處于“失控”狀態(tài)。本文通過對市場上的10款兒童座椅進行VOC檢測，探討研究目前市場上兒童安全座椅的VOC現(xiàn)狀。

本文刊登于《環(huán)境技術(shù)》2020年第1期，第21-25+32頁；
作者：郭金玉，王焰孟，鄭思維，付佳永
單位：中汽研汽車零部件檢驗中心（寧波）有限公司
第一作者簡介：郭金玉，女，學(xué)士，從事汽車零部件材料檢測工作。

引言

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。目前國內(nèi)外人們更多關(guān)注的熱點是其機械安全性能，但對于揮發(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會發(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(biāo)準(zhǔn)，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。

01  試驗準(zhǔn)備及過程

以下為具體的試驗步驟及過程。

試驗準(zhǔn)備

#01 方法及樣品的選擇

目前國內(nèi)外暫時沒有針對兒童座椅VOC檢測的標(biāo)準(zhǔn)。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。

#02 主要儀器和試劑

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 122-5563 60m×0.25μm 1.0Micron）、高效液相色譜儀（HPLC安捷倫科技1260、 ZORBAX SB-C18 4.6×250mm 5-Micron ）、采樣袋法環(huán)境艙（Simplewell）、2000L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(biāo)準(zhǔn)溶液：用于苯系物定量標(biāo)準(zhǔn)曲線配制，溶劑甲醇。醛酮物標(biāo)準(zhǔn)溶液：用于醛酮類物質(zhì)定量標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制，溶劑為乙腈。

檢測方法及參數(shù)

#01 樣品前處理

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。

#02 試驗過程及參數(shù)

清洗袋子：向樣袋中充入其容積800L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(fù)上述操作至少兩次。

樣袋空白確認(rèn)：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(dá)到65℃的恒溫鼓風(fēng)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0.01μg/管，醛酮物質(zhì)的檢出限為0.05μg/管）。若未達(dá)到，則再次清洗，直到空白符合要求。

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800L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(fù)上述操作2次。在25 ℃的溫度下注入樣袋容積的1 000 L的純氮氣，然后將其放入溫度已達(dá)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。

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(xì)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

02  試驗結(jié)論

表2 10臺兒童座椅VOC檢測結(jié)果
 
表3 各揮發(fā)性有機組分限值

 
10臺兒童座椅的檢測結(jié)果如表2，參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可得限值如表3。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)得到如下試驗結(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
圖2 “五苯三醛”各物質(zhì)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(dǎo)致不合格率較高的物質(zhì)有二甲苯、甲醛、乙醛。其中，乙苯最高超出行業(yè)推薦座椅限值的10倍，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)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]。

“五苯三醛”類揮發(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(dǎo)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(yán)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(fù)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。

為更直觀分析“五苯三醛”8種物質(zhì)超標(biāo)及合規(guī)情況，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(biāo)準(zhǔn)推薦限值，紅色代表10款座椅的實測值。

 圖3 測量值與限值對比-苯
圖4 測量值與限值對比-甲苯
 
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，僅有一款座椅超標(biāo)，且超標(biāo)比例較高，對于剩下的9款座椅，均滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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，有兩款座椅超標(biāo)，且其中一款座椅的超標(biāo)比例較高，對于剩下8款座椅，均可滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，因此座椅廠商對于甲苯和苯的散發(fā)量控制的較好。  
 
 圖5 測量值與限值對比-乙苯
  圖6 測量值與限值對比-二甲苯
 
 
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，共有五款座椅超標(biāo)，且對于其中3款座椅，乙苯超標(biāo)比例較高，對于剩下的五款座椅，均滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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，有八款座椅超標(biāo)，且其中四款座椅的超標(biāo)比例較高，對于剩下2款座椅，均可滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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。
 
 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
 
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，共有兩款座椅超標(biāo)，且對于其中的1款座椅，苯乙烯超標(biāo)比例較高，超過500%的超標(biāo)，對于剩下的八款座椅，均滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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，有六款座椅超標(biāo)，且其中三款座椅的超標(biāo)比例較高，對于剩下四款座椅，均可滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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9 測量值與限值對比-乙醛
圖10 測量值與限值對比-丙烯醛
 
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，共有六款座椅超標(biāo)，且對于其中2款座椅，乙苯超標(biāo)比例較高，對于剩下的四款座椅，均滿足推薦限值標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)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。

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(dá)標(biāo)上仍有較大的風(fēng)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。

結(jié)論

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(yán)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(biāo)準(zhǔn)制定已刻不容緩。
 
 
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