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儿童座椅挥发性有机物现状分析及建议
2020-03-14 00:43:54· 来源：环境技术核心期刊
内容提要随着人们对儿童乘车安全的重视及多地法规的发布，我国儿童安全座椅的消费量快速增长，目前人们更多关注的热点是其机械安全性能，但其在挥发性有机物上的
内容提要
随着人们对儿童乘车安全的重视及多地法规的发布，我国儿童安全座椅的消费量快速增长，目前人们更多关注的热点是其机械安全性能，但其在挥发性有机物上的情况尚未得到相应的关注及重视，目前市场上儿童座椅的散发情况处于“失控”状态。本文通过对市场上的10款儿童座椅进行VOC检测，探讨研究目前市场上儿童安全座椅的VOC现状。
本文刊登于《环境技术》2020年第1期，第21-25+32页；
作者：郭金玉，王焰孟，郑思维，付佳永
单位：中汽研汽车零部件检验中心（宁波）有限公司
第一作者简介：郭金玉，女，学士，从事汽车零部件材料检测工作。
引言
儿童乘员用约束系统(child rest raint system)是专门为婴幼儿和儿童乘车安全而设计的装置。目前国内外人们更多关注的热点是其机械安全性能，但对于挥发性有机物方面（VOC）尚未得到相应的关注及重视。
挥发性有害物质通常指在常温下容易会发的对人体有害的有机化物。较常见的有苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、（6-16个碳的烷烃）、 酮类等。挥发性有害物质对人体健康有巨大影响，这些物质大部分为高危致癌物质，且对人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统造成较大伤害。
目前国内外各大车企都对车内挥发性有害物质的含量尤为关注，我国也针对整车空气质量相继出台了HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》、GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》等法规，国内各大主机厂也相应的制定了其零部件的挥发性有害物质操作及限值的标准，对整车及其零部件的挥发性有害物质进行管控监督。但是儿童约束系统并非整车出厂所必须配备的零部件，故而国内外对儿童约束系统的挥发性有害物质评价和管控相对松懈，目前这一方面的检测处于空白状态。
基于这一现状，本文主要摸底目前市场上儿童约束系统挥发性有机物的现状，选择苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、TVOC作为表征物质，让消费者了解目前儿童座椅VOC散发的情况。
01 试验准备及过程
以下为具体的试验步骤及过程。
试验准备
#01 方法及样品的选择
目前国内外暂时没有针对儿童座椅VOC检测的标准。本文参考国内外对车内前排座椅的VOC的检测方法，参考其中的袋子法VOC检测，摸底目前市场上儿童座椅VOC散发的现状。样品随机选取市场上常见品牌的儿童座椅10件，统一要求为下线一个月以内的包装较好的儿童座椅。
#02 主要仪器和试剂
热脱附气质联用仪（TD-GC-MS安捷伦科技7890B-5977A色谱柱为DB-5MS 122-5563 60m×0.25μm 1.0Micron）、高效液相色谱仪（HPLC安捷伦科技1260、 ZORBAX SB-C18 4.6×250mm 5-Micron ）、采样袋法环境舱（Simplewell）、2000L采样袋（大连德霖）、零部件VOC环境舱（Simplewell）、采样泵（美国SENSIDYNE）、采样配管、Tenax管（Marks）DNPH管（岛津）。高纯氮气：纯度≥99.999 %。高纯氦气：纯度≥99.999 %。色谱纯甲醇、色谱纯乙腈、苯系物标准溶液：用于苯系物定量标准曲线配制，溶剂甲醇。醛酮物标准溶液：用于醛酮类物质定量标准曲线的配制，溶剂为乙腈。
检测方法及参数
#01 样品前处理
送检样件在试验前，需对样件进行前处理平衡工作，平衡的要求为：维持样品原包装状态，使样品处于温度为23 ℃±2.0 ℃，湿度为50±10 %RH的恒温恒湿房中，存放24 h，期间，需对样品的平衡环境进行温湿度记录及背景空白检测。这个过程主要是为了减小试验前样品受外界环境的的影响。
#02 试验过程及参数
清洗袋子：向样袋中充入其容积800L左右的纯氮气（纯度99.99 ％以上）并将其密封。在65℃恒温箱内放置3小时后，用真空泵迅速将袋内的气体抽出。重复上述操作至少两次。
样袋空白确认：向已清洗干净的样袋中充入其容积50 ％的纯氮气（纯度99.99 ％以上），将其密封；放置已达到65℃的恒温鼓风干燥箱中培养2 h；按照表1参数进行气体采集。要求苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等物质的值均低于检出限（苯系物的检出限为0.01μg/管，醛酮物质的检出限为0.05μg/管）。若未达到，则再次清洗，直到空白符合要求。
气体培养：在采样袋空白符合的要求下，将样品放入采样袋中并用密封条密封。向样袋中充入其容积800L左右的纯氮气（纯度99.99 ％以上）。用真空泵迅速将袋内的气体抽出。重复上述操作2次。在25 ℃的温度下注入样袋容积的1 000 L的纯氮气，然后将其放入温度已达到65 ℃的环境箱中。经过2 h气体培养后参照表1采集气体。
测定分析：挥发性有机物组分（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、TVOC）的测定采用热脱附/毛细管气相色谱/质谱连用仪（TD-GC/MS）参照HJ/T 400-2007 附录B 的规定进行分析[1]。
醛酮类物质组分（甲醛、乙醛、丙烯醛）的测定采用固相吸附/高效液相色谱仪（HPLC）参照HJ/T 400-2007 附录C 的规定进行分析[1]。
表1 采样参数表
02 试验结论
表2 10台儿童座椅VOC检测结果
表3 各挥发性有机组分限值
10台儿童座椅的检测结果如表2，参考行业标准，可得限值如表3。本文将10台座椅的试验结果与行业推荐限值进行比较，可总结得到如下试验结果，在随机选取的10款座椅产品中，挥发性有机物中“五苯三醛”散发结果均符合限值要求座椅产品仅有一款，参考本批次抽检总量，本次抽检的合格率仅为10 %，如图1所示。
图1 本次抽检座椅合格情况统计
图2 “五苯三醛”各物质合格情况统计
为更深入分析检测结果，本文将10款座椅产品的“五苯三醛”8种物质合格情况进行统计，从图2展示的统计结果可以看出，导致不合格率较高的物质有二甲苯、甲醛、乙醛。其中，乙苯最高超出行业推荐座椅限值的10倍，也远远高于目前我国汽车行业对于整车的管控限值（参考GB/T 27630-2011）[2]。
“五苯三醛”类挥发性有机物对人体均会产生较大伤害，吸入低浓度的二甲苯会对眼睛、皮肤和粘膜产生刺激作用，损害呼吸系统，并产生轻微的中枢神经毒性，表现出头痛、眼花等症状。急性暴露浓度较高时（434～1736 mg/m3），可能出现更强的神经系统伤害，表现为反应迟钝、身体平衡失调。急性中毒时，可能因呼吸衰竭而表现出震颤、意识不清、昏迷等神经系统损害，往往会导致死亡。
甲醛已经被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质，是潜在的强致突变物之一。大量文献记载，甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能、肝功能和免疫功能异常等方面。乙醛对人体的健康危害也很严重，低浓度乙醛可引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎，高浓度吸入乙醛有麻醉作用，表现为头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变，可致死。误服乙醛可出现胃肠道刺激症状、麻醉作用及心、肝、肾损害。对皮肤有致敏性。反复接触乙醛蒸气会引起皮炎、结膜炎，慢性中毒，类似酒精中毒，表现有体重减轻、贫血、谵妄、视听幻觉、智力丧失和精神障碍。
为更直观分析“五苯三醛”8种物质超标及合规情况，本文通过对所有8种物质进行分析，可得如图3-图10所示结果，其中黑色代表标准推荐限值，红色代表10款座椅的实测值。
图3 测量值与限值对比-苯
图4 测量值与限值对比-甲苯
通过分析图3和图4所展示的测试结果，可知对于10款座椅的苯散发物，仅有一款座椅超标，且超标比例较高，对于剩下的9款座椅，均满足推荐限值标准，因此座椅厂商对于苯散发物的散发量控制较好；对于10款座椅的甲苯散发物，有两款座椅超标，且其中一款座椅的超标比例较高，对于剩下8款座椅，均可满足推荐限值标准，因此座椅厂商对于甲苯和苯的散发量控制的较好。
图5 测量值与限值对比-乙苯
图6 测量值与限值对比-二甲苯
通过分析图5和图6所展示的测试结果，可知对于10款座椅的乙苯散发物，共有五款座椅超标，且对于其中3款座椅，乙苯超标比例较高，对于剩下的五款座椅，均满足推荐限值标准，因此座椅厂商对于苯散发物的散发量控制较差，仍需在乙苯的控制上加大控制力度；对于10款座椅的二甲苯散发物，有八款座椅超标，且其中四款座椅的超标比例较高，对于剩下2款座椅，均可满足推荐限值标准，但也仍具有较高的散发量，因此座椅厂商对于乙苯和二甲苯的散发量控制的较差，未来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发总量，更好满足限值的要求。
图7 测量值与限值对比-苯乙烯
图8 测量值与限值对比-甲醛
通过分析图7和图8所展示的测试结果，可知对于10款座椅的苯乙烯散发物，共有两款座椅超标，且对于其中的1款座椅，苯乙烯超标比例较高，超过500%的超标，对于剩下的八款座椅，均满足推荐限值标准，因此座椅厂商对于苯乙烯散发物的散发量控制较好，但部分企业仍需在苯乙烯的控制上加大控制力度；对于10款座椅的甲醛散发物，有六款座椅超标，且其中三款座椅的超标比例较高，对于剩下四款座椅，均可满足推荐限值标准，但也仍具有较高的散发量，因此座椅厂商对于苯乙烯和甲醛的散发量控制的较差，未来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发总量，更好满足限值的要求。
图9 测量值与限值对比-乙醛
图10 测量值与限值对比-丙烯醛
通过分析图9和图10所展示的测试结果，可知对于10款座椅的乙醛散发物，共有六款座椅超标，且对于其中2款座椅，乙苯超标比例较高，对于剩下的四款座椅，均满足推荐限值标准，因此座椅厂商对于乙醛散发物的散发量控制较差，仍需在乙醛的控制上加大控制力度，部分企业需加大力度对乙醛散发量进行控制；对于10款座椅的丙烯醛散发物，10款座椅均可满足标准推荐限值要求，因此座椅厂商对于丙烯醛的控制较好，未来企业仍需在乙醛的控制上加大力度，降低乙醛的散发总量，更好满足限值的要求。
综合上述分析，可知部分散发物质具有较好的散发结果，但对于部分散发物质，在达标上仍有较大的风险，因此企业仍需投入巨大精力，对散发状况进行改善提升。
结论
综合本文分析结果，针对分析的10款座椅，其挥发性有机物质散发情况参差不齐，但是其挥发性有机物含量普遍来说均相对较高。挥发性有害物质对人体健康有巨大影响，会伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，造成记忆力减退等严重后果，随着儿童约束系统使用的频率越来越高，儿童约束系统挥发性有害物质的关注和管控，以及相关标准制定已刻不容缓。
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