隨著我國汽車保有量的急劇攀升以及消費(fèi)者健康意識(shí)的不斷增強(qiáng),車內(nèi)空氣質(zhì)量,尤其是車內(nèi)氣味正越來越多的被全社會(huì)關(guān)注。某第三方市場咨詢機(jī)構(gòu)發(fā)布的中國新車質(zhì)量研究報(bào)告顯示,“令人不愉快的氣味”在2015和2016連續(xù)兩年成為中國新車質(zhì)量最嚴(yán)重的問題;今年“3.15”前夕,某大型車企因車內(nèi)氣味問題,宣布對已售出的部分產(chǎn)品提供免費(fèi)更換內(nèi)飾材料的服務(wù)。為滿足消費(fèi)者需求,提高產(chǎn)品競爭力,國內(nèi)各大汽車企業(yè)均加大了對車內(nèi)氣味的管控力度,然而,由于車內(nèi)氣味的復(fù)雜性,汽車企業(yè)在車內(nèi)氣味改善方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
1車內(nèi)氣味問題產(chǎn)生
車內(nèi)氣味泛指車內(nèi)各種氣味的總稱,可以通過人們的嗅覺器官進(jìn)行分析和判斷。當(dāng)車內(nèi)存在令人不愉快感覺的氣味時(shí),會(huì)刺激人的嗅覺器官,甚至?xí)θ水a(chǎn)生心理影響和生理危害,從而造成車內(nèi)氣味污染。
1.1車內(nèi)氣味來源
中國汽車技術(shù)研究中心(以下簡稱中汽中心)利用多種分析手段對車內(nèi)空氣進(jìn)行采樣分析,結(jié)果表明,車內(nèi)空氣中的化學(xué)物質(zhì)種類繁多,多達(dá)上百種。引起車內(nèi)氣味的主要物質(zhì)為揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs),主要包含醛酮類、烷烴類、酯類、芳香烴類、醇類等物質(zhì)。
通過對車內(nèi)氣味物質(zhì)來源分析,引起車內(nèi)氣味的原因可分為四類:
(1)內(nèi)飾材料中的VOCs;
(2)進(jìn)入車內(nèi)的外部污染物;
(3)車內(nèi)微生物代謝產(chǎn)生的氣味及駕乘人員自身攜帶的氣味;
(4)車內(nèi)布置裝飾品等其他會(huì)引起氣味的主觀行為。
對于新生產(chǎn)的車輛,內(nèi)飾材料是造成車內(nèi)氣味的主要原因。內(nèi)飾材料多為來源于石油化工制品的非金屬材料,種類繁多。按照內(nèi)飾件的結(jié)構(gòu)層次與功能,可分為面飾材料、緩沖材料和骨架材料三類。面飾材料主要有纖維材料、皮革、木材及再生纖維毛氈等材料,緩沖材料主要有聚氨酯發(fā)泡材料,骨架材料主要有金屬材料、高分子材料及各種復(fù)合材料。汽車使用的織物、塑料和橡膠部件、油漆涂料、保溫材料、粘合劑、密封劑等材料中含有的有機(jī)溶劑、添加劑、助劑等揮發(fā)性有機(jī)物是車內(nèi)氣味的主要來源。
1.2車內(nèi)氣味污染危害
當(dāng)車內(nèi)氣味對人體的刺激達(dá)到一定的程度,就會(huì)對人體造成危害。世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定,根據(jù)有毒有害氣體的強(qiáng)度和濃度,可對人體健康造成如下四種程度的影響:
(1)未對人體產(chǎn)生直接或間接影響;
(2)對植物構(gòu)成危害,但對人感覺器官的刺激是可逆的生理性影響,例如人的視力暫時(shí)性下降;
(3)引起人體重要的生理機(jī)能發(fā)生障礙和病變,甚至縮短生命;
(4)使受污染的人群發(fā)生急性病并引起死亡。
一般情況下,車內(nèi)氣味污染對人體健康產(chǎn)生的影響主要為前三類。車內(nèi)氣味中的某些VOCs成分對人體具有較大的危害,見表1↓↓↓
注:
AEGL1表示超過該限值則暴露于這一毒氣環(huán)境中包括敏感人群在內(nèi)的大多數(shù)人員會(huì)出現(xiàn)不適、憤怒或某些無癥狀的喪失感覺的現(xiàn)象,但是這些現(xiàn)象不會(huì)使人致殘并且是暫時(shí)的,一旦暴露停止就可恢復(fù)。
AEGL2表示超過該限值則暴露于這一毒氣環(huán)境中包括敏感人群在內(nèi)的大多數(shù)人員會(huì)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的或其他嚴(yán)重的、長期的對健康有害的影響,或者會(huì)削弱逃生能力。
AEGL3表示超過該限值則暴露于這一毒氣環(huán)境中包括敏感人群在內(nèi)的大多數(shù)人員會(huì)出現(xiàn)危及生命的影響或死亡。
2車內(nèi)氣味行業(yè)現(xiàn)狀
目前,車內(nèi)氣味問題已成為影響消費(fèi)者駕乘體驗(yàn)的主要問題之一。為有效改善車內(nèi)氣味,國內(nèi)各大汽車企業(yè)紛紛采取措施加強(qiáng)車內(nèi)氣味管控,主要包含兩個(gè)方面。一是將氣味管控納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,選擇符合要求的環(huán)保材料,從源頭有效控制氣味污染;二是建立專業(yè)的氣味評價(jià)員團(tuán)隊(duì),對汽車內(nèi)飾材料及整車氣味進(jìn)行嚴(yán)格管控。
2.1整車氣味評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
目前,汽車行業(yè)主要通過氣味評價(jià)員嗅辨的方式對車內(nèi)氣味進(jìn)行評價(jià)。使用該方法有兩個(gè)問題需要注意:第一,車內(nèi)氣味污染屬于空氣污染,受車輛狀態(tài)、周圍環(huán)境的影響較大,為保證評價(jià)結(jié)果的一致性,必須嚴(yán)格控制評價(jià)環(huán)境、車輛狀態(tài)及評價(jià)步驟等;第二,氣味評價(jià)屬于感官評價(jià),必須對氣味評價(jià)員進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和培訓(xùn),如果有嗅覺缺陷的人從事氣味評價(jià)將無法保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
為滿足不同的試驗(yàn)需求,汽車企業(yè)對整車進(jìn)行氣味評價(jià)主要采用以下三種方法。
(1)參考HJ/T400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》,評價(jià)整車在靜態(tài)和常溫下的氣味(以下簡稱HJ/T400-2007);
(2)參考ISO12219-1《Wholevehicletestchamber-Specificationandmethodforthedeterminationofvolatileorganiccompoundsincabininteriors》,評價(jià)整車在駕駛狀態(tài)或模擬陽光暴曬下的氣味;
(3)根據(jù)企業(yè)研發(fā)需要,評價(jià)整車在實(shí)際道路測試中的氣味。
整車氣味評價(jià)時(shí),氣味評價(jià)員依次進(jìn)入車艙內(nèi)部,對特定位置的氣味進(jìn)行評價(jià),根據(jù)主觀感受給出氣味等級(jí)。目前,行業(yè)內(nèi)對氣味等級(jí)的評判主要分為六級(jí)制和十級(jí)制兩種,具體見表2↓↓↓
2.2整車氣味水平
中汽中心對市場中的42輛新車氣味調(diào)研的結(jié)果顯示,如參考HJ/T400-2007標(biāo)準(zhǔn)對新車進(jìn)行氣味評價(jià),按照六級(jí)制評判標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到3.0級(jí)的車型占比為10%,達(dá)到3.5級(jí)的車型占比為50%,達(dá)到4.0級(jí)的車型占比為40%,見圖1。由圖1可知,目前市場上新車氣味等級(jí)主要處于3.0至4.0之間,即車輛氣味介于可明顯感覺到和刺鼻之間。
3車內(nèi)氣味污染特點(diǎn)
車內(nèi)座艙環(huán)境狹小,內(nèi)飾材料復(fù)雜,可以產(chǎn)生氣味的物質(zhì)種類繁多,且相互之間存在著復(fù)雜的作用機(jī)理。同時(shí),車內(nèi)氣味主要依靠氣味評價(jià)員的感官評價(jià),受人為影響因素較大。因此,車內(nèi)氣味污染有著鮮明的特點(diǎn)。
3.1評價(jià)困難
由于車內(nèi)氣味完全依靠氣味評價(jià)員的嗅覺感官進(jìn)行評價(jià),受評價(jià)員個(gè)體差異影響較大。研究表明,不同人員的正丁醇嗅閾值(某種物質(zhì)能引起人體對其嗅覺感受的最小物質(zhì)濃度)在1.8×10-4g/L到1.45×10-7g/L之間,個(gè)體差異較大。同時(shí),評價(jià)員的嗅覺還受個(gè)體心情、健康情況、評價(jià)環(huán)境及評價(jià)次數(shù)的影響。例如,心情不好時(shí)嗅覺靈敏度會(huì)降低,長時(shí)間接觸某種物質(zhì)時(shí)會(huì)減弱對該物質(zhì)的嗅覺感受。
3.2溯源困難
為對車內(nèi)氣味進(jìn)行有針對性的管控,需要準(zhǔn)確找到引起車內(nèi)氣味的物質(zhì),即氣味溯源。目前,氣味溯源主要存在兩方面的困難。第一,準(zhǔn)確測定氣味化合物困難。由于人的嗅覺非常靈敏,能感知極低濃度的氣味化合物,有可能遠(yuǎn)低于儀器的檢出限,這就使得儀器難以準(zhǔn)確測定所有的氣味化合物。第二,準(zhǔn)確確定高危氣味物質(zhì)困難。研究表明,利用閾稀釋倍數(shù)(某種物質(zhì)的物質(zhì)濃度/該物質(zhì)的嗅閾值濃度)可以作為篩選高危氣味物質(zhì)的指標(biāo)之一。然而,目前國內(nèi)外的嗅閾值庫不夠完善,尤其缺乏針對汽車行業(yè)的嗅閾值庫,造成確定高危氣味物質(zhì)比較困難。
3.3治理困難
車內(nèi)氣味污染一旦超過一定范圍,需要對車內(nèi)氣味進(jìn)行治理。目前,車內(nèi)氣味治理主要存在兩方面的困難。第一,削減氣味物質(zhì)濃度對降低氣味強(qiáng)度不明顯。由韋伯-費(fèi)希納定律可知,單一物質(zhì)的氣味強(qiáng)度和化學(xué)濃度的對數(shù)成正比,見公式(1)。
由該定律可知,即使氣味物質(zhì)的濃度降低了90%,而人的嗅覺感覺只減少了50%。這就要求必須大幅削減車內(nèi)氣味物質(zhì)的化學(xué)濃度,才能明顯改善車內(nèi)氣味。第二,車內(nèi)氣味物質(zhì)組成復(fù)雜,相互之間互相影響。以二組分混合氣味為例,氣味物質(zhì)間相互作用對混合物氣味強(qiáng)度的影響可分為:融合作用(混合物氣味強(qiáng)度等于單項(xiàng)物質(zhì)氣味強(qiáng)度之和)、協(xié)同作用(混合物氣味強(qiáng)度大于單項(xiàng)物質(zhì)氣味強(qiáng)度之和)、拮抗作用(混合物氣味強(qiáng)度小于單項(xiàng)物質(zhì)氣味強(qiáng)度之和)及無關(guān)效應(yīng)(混合物的氣味由某一種成分決定)。車內(nèi)物質(zhì)成分多達(dá)上百種,相互之間的作用更加復(fù)雜,這就使得只削減一種或幾種氣味物質(zhì)并不能有效改善車內(nèi)氣味。
4思考和建議
為有效改善車內(nèi)氣味,滿足消費(fèi)者需求,結(jié)合車內(nèi)氣味污染特點(diǎn),未來汽車行業(yè)需在以下方面加強(qiáng)投入。
(1)建立高水平的氣味評價(jià)員團(tuán)隊(duì)。未來一段時(shí)間內(nèi),車內(nèi)氣味評價(jià)仍需依靠氣味評價(jià)員的感官評價(jià),為保障評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,需要對氣味評價(jià)員進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和專業(yè)的培訓(xùn)。同時(shí),應(yīng)建立氣味評價(jià)員定期考核機(jī)制,對嗅覺發(fā)生變化不能滿足感官評價(jià)要求的評價(jià)員及時(shí)中止其評價(jià)資格。
(2)開展氣味溯源研究工作。一方面,創(chuàng)新車內(nèi)空氣采樣方法,不斷改進(jìn)、引入新的儀器分析方法,盡可能全面準(zhǔn)確地對車內(nèi)氣味物質(zhì)進(jìn)行定性定量。另一方面,開展車內(nèi)氣味物質(zhì)嗅閾值研究,建立適合汽車行業(yè)的車內(nèi)氣味物質(zhì)嗅閾值庫,為氣味溯源奠定基礎(chǔ)。
(3)進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈氣味管控。完善從材料、零部件到整車的氣味評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,汽車企業(yè)、零部件企業(yè)和材料企業(yè)等行業(yè)上下游企業(yè)通力合作,研發(fā)低氣味材料,改進(jìn)零部件生產(chǎn)工藝,控制整車生產(chǎn)車間環(huán)境,從各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)車內(nèi)氣味管控。