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我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议刘雪峰
作者简介:
刘雪峰,硕士,主要从事车内空气质量控制技术研究引用文献格式:
刘雪峰
等.我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议[J].环境与可持续发展,2015,40(5:
26-29.
我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议
刘雪峰
徐耀宗
徐树杰
庄梦梦
刘
伟
(中国汽车技术研究中心,天津300300
[摘要]从我国汽车企业现阶段主流产品的VOC水平及面临的问题等方面着手,深入分析我国汽车行业的VOC管理
现状,对存在的共性问题进行剖析,给出了应对措施和管理意见,旨在为我国政府主管部门制定切实可行的汽车VOC管理制度提供数据依据。
[关键词]车内VOC;行业现状;管理意见
中图分类号:
U465文献标识码:
A文章编号:
1673-288X(201505-0026-04
现代工业和交通运输的快速发展,给人们生活带来极大便利的同时,也对人类赖以生存的大气环境、车内环境等造成了严重危害。
车内空气质量不仅影响消费者对新车的直观评定,更会影响驾乘人员的身体健康。
随着人民物质生活水平的提高,消费者对身体健康方面的关注持续上升,对车内环境的要求也愈发“苛刻”。
特别是近年来关于车内污染物的投诉不断增多,媒体及社会机构的调查使车内空气质量问题持续发酵。
车内空气污染物主要有三部分,分别是汽车零部件和内饰件材料中所含有的有害物质的释放、进入车内的车外污染物以及进入车内的汽车自身排放的污染物。
其中车内挥发性有机化合物(VOC是影响车内空气质量的主要原因,直接关系驾乘人员的身心健康,会导致驾乘人员头晕、恶心、记忆受损[1]
是引发“驾车综合症”
最主要的因素。
车内空气中VOC污染来源较多,北京大学环境学院张广山等
[2]
通过对802辆新车和20辆旧车的检测分
析,发现车内空气中VOC主要来自于内饰材料的散发,其次是汽油的挥发和车外污染物的渗透。
车内零部件和内饰件材料成为车内VOC主要来源,一方面是由于聚氨酯(PU、聚氯乙烯(PVC和聚丙烯(PP等塑料和皮革广泛应用于仪表板、坐垫、门板、控制台等车内零部件中,导致车内VOC含量大量增加;另一方面,用于汽车内饰产品中的各种橡胶、织物、保温材料、油漆涂料等材料中所含有的有机溶剂、助剂、添加剂在汽车使用过程中也会释放出大量VOC,造成车内空气污染。
因此加强汽车零部件、内饰件材料等相关汽车产品VOC管控,完善我国汽车行业VOC管理体系已刻不容缓。
目前国际上对工业产品有害物质管控范围正在逐步扩大,已从最初ELV法规中规定的铅、汞、镉、六价铬等4种重金属,扩展到ROHS规定的6种有害物质,
最新发布的REACH高关注度物质清单也增加到150多种,而全球汽车申报物质清单GADSL中列出的对环境和人体有害或潜在有害的物质已超过2000种。
以上是材料本身所固有的有害物质,同时,材料在使用过程中所挥发的苯、甲苯、甲醛、苯乙烯等有害物质同样会对人体和环境会造成巨大危害,各国的管控力度也在逐年加强。
因此,对工业产品的污染控制已不仅仅是单纯的对几种有害物质的管控,而是要成体系、循序渐进的进行管控。
我国将汽车产品VOC的管控作为工业污染控制的一项重点工作进行推进,于2012年3月1日开始实施国家标准GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》(以下称《指南
》,《指南》的实施填补了国家标准的空白,对车内VOC提出了明确的限值要求。
该标准的实施,对于引导我国汽车企业重视产品VOC控制发挥重要作用。
针对市场及消费者呼吁
《指南》正在修订为强制性国家标准,据悉该标准将于2015年底修订完成并执行。
鉴于全社会对汽车产品挥发性有害物质的持续关注,汽车企业采取了相应的管控措施,但效果并不理想。
1调研方式及方法
我国作为世界汽车消费第一大国,在售汽车品牌众
多,产品VOC含量情况各异,差距显著。
随着消费者对车内空气质量关注度的不断提高、政府管理趋于加严,企业面临的管控压力越来越大。
中国汽车技术研究中心作为行业汽车技术归口单位,于2014年对我国市场销售主流车型进行了VOC抽样调研工作,调研涵盖自主整车企业、合资整车企业、进口车企业等161款新下线整车的VOC检测数据。
调研零部件涉及前排座椅
2015年第5期
环境与可持续发展
ENVIRONMENTANDSUSTAINABLEDEVELOPMENT
No.5,2015
总成、后排座椅总成、地板隔音垫、前围隔音垫、阻尼板、仪表板总成、驾驶舱地毯、行李舱地毯、行李箱内饰板总成、衣帽架、密封条、遮阳板、顶棚、空调箱、顶盖内饰、方向盘总成、通风管总成、音响饰件等各类零部件。
调研材料包含PP、PET、PU、PVC、PF等各类高频次使用材料。
本次调研范围涵盖广、数据代表性强,为深入了解我国市场销售汽车产品VOC现状提供数据支持。
本次调研整车车型为各主机厂2011年以后生产的M1类车型。
所检测的挥发性有害物质为GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》中规定限值要求的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛和丙烯醛八种挥发性有机化合物[3]。
众所周知从汽车全产业链的角度上讲,降低车内VOC的关键是建立绿色供应链体系,即在整车设计阶段进行从材料、零部件到整车的一体化管控。
本次研究成果也将对我国政府主管部门制定相关VOC管理制度奠定基础。
2我国汽车产品摸底调查分析
行业摸底调研工作对于整车要求是下线28ʃ5天的新车,选用HJ/T400-2007的检测方法进行检测[4],对GB/T27630-2011中规定的八种挥发性有害物质限值进行评价。
对于零部件要求采用ISO12219-2-2012的方法进行产品的检测[5]。
调研力求做到使收集到的数据具有可比性,为汽车企业相关产品VOC研究提供数据支撑。
2.1我国整车VOC现状
中汽中心对161款符合要求的整车数据进行总结,见表1。
统计显示,乙醛不合格的车辆最多,样本车辆中乙醛合格率仅为50.9%。
图1、图2表明,其它管控难度较大的的物质依次为甲苯、甲醛、二甲苯、苯、苯乙烯和乙苯。
在所有统计车辆中,丙烯醛合格率为100%。
表1我国整车VOC挥发整体现状统计
VOC国标限值
(mg/m3
行业整体均值
(mg/m3
优于行业均
值车型比例
达标率
苯0.110.08294.4%96.3%甲苯1.10.57079.5%90.7%乙苯1.50.17382.2%96.9%二甲苯1.50.45985.7%95.7%苯乙烯0.260.04778.5%96.7%甲醛0.10.04968.9%92.5%乙醛0.050.07566.5%50.9%丙烯醛0.05ND100%100%
根据以上分析可以看出:
(1除乙醛外行业均值均小于国标规定限值,
各种
图1我国整车VOC
挥发整体现状统计
图2整车VOC中各物质不合格比例
有害物质达标率均在90%以上,说明乙醛的管控已成为行业共性难点,行业缺乏行之有效的乙醛管控措施。
除乙醛外的其他挥发性有害物质管控效果较好。
(2完全达标车辆不足一半,说明在我国销售的车辆中,VOC管控现状较为严峻,侧面印证了企业对VOC管控的迫切需求。
(2企业产品VOC现状两极分化现象较为严重,个别车型某些物质超标率达到500%以上,说明某些企业在产品VOC管控中不作为,甚至放任不管。
2.2零部件VOC现状
本文以前排座椅为例分析我国汽车零部件产品VOC现状。
本文采纳的前排座椅VOC采样方式为袋式法,座椅整体取样,采样袋体积为2000L,充入1000L氮气作为载气,统计结果如表2。
表2前排座椅VOC挥发情况
序号
挥发性有害
物质名称
前排座椅样本均值(μg/m31苯6.159
2甲苯266.183
3乙苯37.284
4二甲苯64.372
5苯乙烯21.306
6甲醛806.13
7乙醛113.262
8丙烯醛22.187
根据样本显示结果可知:
前排座椅中的甲醛、甲苯、乙醛含量较高,分别为:
806μg/m3、266.18μg/·72·
刘雪峰等:
我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议
m3、133.26μg/m3。
醛类物质的含量也反映出座椅生产工艺的不足。
部分真皮座椅中醛类物质含量非常高,这与座椅制作过程中使用中的发泡材料、织物、真皮及洗涤剂密切相关。
通过调研也发现座椅已成为车内醛类物质贡献量较大的部件,企业需高度关注座椅中VOC含量,从根本上解决座椅中VOC含量较高的问题,从而达到降低整车VOC的目的。
2.3车用材料VOC现状
本文以聚氨酯、皮革为例分析我国车用材料产品VOC现状,本文选取ISO12219-2-2012检测条件的材料检测数据,同时对材料形状进行了要求:
100cm2(10cmˑ10cm,厚度为0.5cm的样片。
2.3.1聚氨酯(PUVOC挥发情况
由表3可知:
聚氨酯(PU中乙醛、甲醛含量较高,分别为238.41μg/m3、189.44μg/m3。
聚氨酯材料在汽车上应用最多、最广泛的部位是汽车饰件,有热塑性聚氨酯弹性体(TPU、合成革、软泡、半硬泡、涂料、胶粘剂等。
聚氨酯的应用部件有:
坐垫、头枕、隔音、仪表盘、遮阳板、门板、顶棚衬里等内饰件以及保险杠、阻留板等外构件。
汽车座垫、靠背、头枕是聚氨酯泡沫塑料在汽车上用量很大的部件,也是人们乘坐舒适性最敏感的地方,因而对产品的性能要求也很严格。
其涉及的环保问题也是多方面的。
表3聚氨酯(PUVOC挥发情况
序号挥发性有害
物质名称
聚氨酯(PU样本均值(μg/m3
1苯6.53
2甲苯104.94
3乙苯39.42
4二甲苯63.04
5苯乙烯26.1
6甲醛189.44
7乙醛238.41
8丙烯醛ND
目前被大量使用的聚氨酯以溶剂型为主。
建议企业在应用聚氨酯时使用水基型溶剂进行溶解,在使用过程中尽量使用固体组分的聚氨酯,同时应扩大热塑性聚氨酯弹性体的应用范围,能尽量减少车内VOC挥发量。
2.3.2真皮VOC挥发情况
由表4可知:
真皮中乙醛含量非常高,甲苯、甲醛含量较高,分别为844.46μg/m3、137.23μg/m3、129.51μg/m3。
皮革的优良质感使其在高档车内应用极广,然而皮革的鞣制、复鞣和涂饰均会不同程度的产生挥发性有害物质。
虽然在皮革的涂饰中醛类使用量越来越少,但醛类在皮革加工中起着不可替代的作用。
因此,对产品中乙醛的含量,应采取更加严格的限制,将皮革中的醛类物质控制在低位。
表4真皮VOC挥发情况
序号
挥发性有害
物质名称
真皮样本均值(μg/m3
1苯ND
2甲苯137.23
3乙苯ND
4二甲苯16.40
5苯乙烯30.67
6甲醛129.51
7乙醛844.46
8丙烯醛42.25
从理论上讲,醛类物质可应用于皮革制造的各个阶段,但皮革中大多数醛类物质产生于鞣制和复鞣中。
如果醛类物质单独作为预鞣剂或固定剂,皮革中甲醛的含量将有明显的增加。
植鞣剂是醛类物质含量很低的鞣剂,一般来讲,使用植物鞣剂不会对皮革中的醛类含量有显著的影响。
应用于涂饰后固定用的甲醛,是皮革中甲醛的直接来源。
甲醛与其它醛或聚合物混合,常造成皮革中有很高的醛类物质含量。
企业在制造皮革制品时,应了解供应商提供的化工材料性能,筛选合适的化工材料和配方。
加工过程中,应使用绿色环保的替代产品。
3管理建议
市场调查结果表明,我国整车生产企业对产品VOC的关注度很高,大部分企业对VOC都形成了明确的管理文件,但实施效果还远未达到GB/T27630-2011要求。
因此,加强汽车产品VOC管理是形势发展的必然要求,我国亟需建立汽车产品挥发性有害物质防治管理体系,推进监督管理措施和提升VOC控制技术[6]。
由于我国汽车VOC管理体系尚未有效建立,缺乏顶层设计。
因此,一方面应加大政府管理规划力度,及时出台相关指导意见;另一方面,应通过编制和发布行业统一的技术规范及管理要求等措施,进一步完善管理的技术依据。
综合以上分析,本文提出以下建议:
(1加强组织领导。
各企业应结合自身实际,按照国家相应法规、政策、标准要求,加强组织和协调,确保产品达标。
通过大力开展宣传培训工作,提高意识,切实推动低VOC产品生产能力建设。
(2以技术创新带动产业升级。
鼓励优秀企业继续提升挥发性有害物质管控效果,带动产业升级和技术进步。
加大技术改造工作力度,加快先进技术和设备的产业化应用和推广。
(3充分发挥相关行业机构等社会力量。
有关行业机构应加强汽车挥发性有害物质共性技术研究,组织各
·
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·环境与可持续发展2015年第5期
相关企业进行技术交流、经验分享,建立行业共性技术研究机制,有效推动低挥发性环保材料的应用与推广,促进行业技术进步。
(4加强信息公开和社会监督机制。
引导有关媒体积极发挥专业、准确的舆论导向作用,提高全社会对汽车产品挥发性有害物质的认知度和接受度,对损害消费者权益、弄虚作假等行为给予曝光,营造汽车挥发性有害物质管控良好氛围。
4结束语
随着人民物质生活水平的提高,消费者对身体健康
方面的关注持续上升,对车内环境的要求也愈发“苛刻”
。
车内空气污染物主要有三部分,分别是汽车零部件和内饰件材料中所含有的有害物质的释放、进入车内的车外污染物以及进入车内的汽车自身排放的污染物。
其中车内挥发性有机化合物(VOC是影响车内空气质量的主要原因。
车内空气中VOC主要来自于内饰材料的散发,其次是汽油的挥发和车外污染物的渗透。
因此加强汽车零部件、内饰件材料等相关汽车产品VOC管控,完善我国汽车行业VOC管理体系已刻不容缓。
目前国际上对工业产品有害物质管控范围正在逐步扩大,已从最初ELV法规中规定的铅、汞、镉、六价铬等4种重金属,扩展到ROHS规定的6种有害物质,最新发布的REACH高关注度物质清单也增加到150多种,而全球汽车申报物质清单GADSL中列出的对环境和人体有害或潜在有害的物质已超过2000种。
且工业产品的污染控制已不仅仅是单纯的对几种有害物质的管控,而是要成体系、循序渐进的进行管控。
我国将汽车产品VOC的管控作为工业污染控制的一项重点工作进行推进,并于2012年3月1日开始实施国家标准GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》,对车内VOC提出了明确的限值要求。
该标准的实施,对于引导我国汽车企业重视产品VOC控制发挥重要作用。
当前正在针对市场及消费者呼吁将《指南》修订为强制性国家标准,据悉该标准将于2015年底修订完成并执行。
我国作为世界汽车消费第一大国,在售汽车品牌众多,产品VOC含量情况各异,差距显著。
鉴于全社会对汽车产品挥发性有害物质的持续关注,汽车企业采取了相应的管控措施,但效果并不理想。
随着消费者对车内空气质量关注度的不断提高、政府管理趋于加严,企业面临的管控压力越来越大。
中国汽车技术研究中心作为行业汽车技术归口单位,于2014年对我国市场销售主流车型进行了VOC抽样调研工作,主要从我国汽车企业现阶段主流产品的VOC水平及面临的问题等方面着手,深入分析我国汽车行业的VOC管理现状,对存在的共性问题进行剖析,并提出了应对措施和管理意见,旨在为我国政府主管部门制定切实可行的汽车VOC管理制度提供数据依据。
综上所述,汽车企业在产品VOC管控方面应遵循以下几点方式:
①加强产品设计阶段管控;②完善绿色供应链管控机制;③使用信息化手段强化管理;④加大不合格产品整改力度;⑤保障产品生产一致性;⑥严防产品交叉污染。
同时,鉴于全社会对汽车产品挥发性有害物质的持续关注,以及汽车企业采取的管控措施实施效果不理想。
亟需政府部门从顶层设计的角度制定完善的汽车产品VOC技术推广及指导管理体系,帮助企业提高汽车产品VOC管控水平,指导相关企业做好产品提质升级工作。
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及措施[J
].天津科技.第41卷,第4期,2014年4月.SituationandManagementPolicyaboutChina'sCarVOC
LIUXuefeng
XUYaozong
XUShujie
ZHUANGMengmeng
LIUWei
(AutomotiveDataCenter,ChinaAutomotiveTechnology&ResearchCenter,Tianjin300071,China
Abstract:
FocusonthesituationandproblemsaboutcarVOCinChina'scarcompaniesatthisstage,weanalysisthe
managementstatusandthecommonproblemsofcarVOCdeeply,thenputforwardthemeasuresandmanagementadvice.OurpurposeistoprovidedatabasisforgovernmentdepartmentformulatingfeasiblecarVOCmanagementsystem.Keywords:
carVOC;industrystatus;managementpolicy
·
92·刘雪峰等:
我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议
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