铁路客车车内有害气体治理工艺研究

左晓光

(南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111)

近年来，铁路行业为了提高客运服务质量，在车内设计、装饰过程中使用了大量的新材料、新工艺。某些材料本身含有甲醛和易挥发的有机物，这样就造成总装完成后会挥发出甲醛及其它有害气体。由于车内空间狭小，密闭性强，空气流通较慢，更加剧了有害气体在车内的聚集。根据TB/T 1932—2009《旅客列车卫生及监测技术规定》的相关规定，通过随机抽取不同车型的车厢进行了检测，发现部分车型存在车内有害气体超标的现象，个别车型的车内有害气体超标严重，车内空气污染已成为一个不容忽视的问题。为此，针对车内有害气体治理工艺进行了深入研究。经采用新工艺处理，车厢内空气有害物质可以达到《旅客列车卫生及监测技术规定》标准要求。

1 车内有害气体来源分析

(1)经取样分析可知，造成车内有害气体超标的原因是部分零部件在其生产过程中使用了不合格的胶粘剂。如间壁胶合板在制作过程中使用的粘结剂多为脲醛树脂，其游离甲醛含量较高，而且释放时间很长。

(2)车内地板布、卧铺面、橡胶条及部分座椅等，这些部件在制作过程中使用大量的甲醛做防腐剂，使用很多有机高分子做粘合剂。

(3)车内纺织部件主要包括座椅蒙面布、窗帘、床垫、地毯等，尤其是卧铺车所使用的床垫，使用粘合剂和印染助剂等化学物质，游离甲醛的含量很高。

(4)车内喷漆件中残留的有机溶剂，多含有苯系物和TVOC。由于漆膜干燥周期较长，在喷漆件装车后，漆膜实干过程中溶剂慢慢挥发，从而造成有害气体在车内聚集。

除以上介绍的几种情况外，车内交车清洗过程中使用清洗剂中含有大量的甲醛及有机挥发物，这也是造成车内存在有害气体的一个原因。

2 治理工艺

通过多年来对铁路客车内部有害气体的治理、检测和控制方面研究以及去异味方面的反复试验工作，认为以下3 种工艺方法较为有效:

2.1 国外产品GW

GW 是按照国际芳香协会的技术指标与芳香原料技术参数进行生产的，产品符合ISO11014 安全标准，并可提供安全数据表，符合瑞士健康安全卫生要求，其主要成分是从蔬菜中提取的笼状化合物，安全无毒，既不含可溶性物质，也不含人工添加剂，并且不易燃烧。我们确定在新造高档客车交车后，使用了两种GW 国外产品。一种是GW 型长效空气洁净剂，可在封闭的室内环境中自然蒸发，能够持续挥发3 个月左右，按照每车箱体积240 m3计算，每车箱约需600 g。第二种是工业用空气清新剂，采用喷雾装置释放到各个角落，能迅速吸附所有难闻气体，有效期3～7 天，按照每车箱体积240 m3计算，每次大约需100 mL。

GW 强力型装修除味剂的使用方法是:

· 取出A 组中的一个绿色袋子粉剂，倒入盛有清水的容器中搅拌使其完全溶解，再取出B 组中的一个白色粉剂，倒入其中搅拌使其完全溶解，液体呈黄色。

· 根据车型空间布局，把配置好液体的容器放置在空间的中间位置。

· 放置2～5 天后溶液由黄色变为无色后即撤掉。

GW 强力型装修除味剂放置1 周后，车内气味明显减轻，采用甲醛分析仪按GB/T18204.26进行检测，一般车辆内部甲醛含量均可控制在0.1 mg/m3之内。

2.2 国产GN 系列产品

GN 是具有室内污染净化综合功能:即采用甲醛聚合反应清除技术、苯系物及VOC 快速分解技术、等离子催化净化技术、光触媒催化分解技术等多种净化技术全面解决不同环境中产生的甲醛、苯、VOC 等9 大室内污染，且不产生二次污染、无残留、对人体无副作用，安全可靠。

国内GN 家具吸味剂的使用方法是:

· 去掉盒外的密封防护膜，将有孔的面朝上整盒放在每个独立的空间，异味较大时可酬情多放。

· 每隔1 周将盒子平拿摇动后继续使用。· 隔月后可在太阳光的照射下实现再生，可以重复使用。

· 根据污染程度不同，该产品至少可使用半年以上。

由于该产品使用简单、方便，价格低廉，且可在交车前提前放置，交车检测一般车辆内部甲醛含量均可控制在0.1 mg/m3之内，目前已在修造客车上较广泛地采用了这种产品。

2.3 高温水蒸汽熏蒸—喷涂药剂—臭氧处理工艺

该工艺是近年来新应用的一种处理工艺，步骤如下:

2.3.1 首先采用高温水蒸气对车内各零部件及放置的物品表面进行熏蒸，这样在高温和水蒸汽渗透的作用下，车内的复合板、贴面板、纺织物、橡胶制品及喷漆件等零部件中存在的大部分游离的有害气体被置换出。同时，高温使得这些物品的表面活化了，车内湿度增大，有利于后面喷涂的药剂与有害气体进行分解反应和臭氧的氧化除味反应。

2.3.2 喷涂药剂

熏蒸完成后，根据使用顺序依次喷涂不同的药剂，具体如下:

· 喷涂除醛二号

用ZBM-0.067/8 型空气压缩机将除醛二号喷剂均匀喷涂在车内各零部件的表面，除醛二号喷剂是由掺杂了氮、硫及银等元素的纳米二氧化钛颗粒和具有分子识别功能的络合材料组成，掺杂在二氧化硅中的微量元素提高了二氧化硅在可见光区域的光谱效应和催化氧化活性，在微弱光的情况下，通过二氧化钛的催化反应即能吸附、降解车内的甲醛、苯系物和TVOC 等有害气体。喷涂后，除醛二号药剂中的络合材料可以在喷涂部位表面形成具有分子识别络合功能的活性膜，能长期、持续的发挥作用。

· 喷涂全效苯系物净化剂

半小时后，用压缩机将全效苯系物净化剂均匀喷涂在车内物品的表面。全效苯系物净化剂能快速有效的清除室内空气中存在的“三苯”气体，可清除油漆味及其它异味，具有净化空气的功能。

· 喷涂全效TVOC 净化剂

半小时后，用压缩机将全效TVOC 净化剂喷涂在车内物品的表面。全效TVOC 净化剂是由芽孢杆菌孢子物等多种微生物、酶、天然植物等复合而成的生物制剂，可以快速降解车内包括甲醛和苯系物等在内的有害有机气体。

2.3.3 臭氧处理

以上药剂喷涂完成后，关闭客车门窗，用TWDGN 型臭氧发生器在车内释放约15 min 的臭氧。由于臭氧的氧化能力极强，可以将车内空气中部分有害气体和剩余的药剂氧化为醛类物质，通过通风排到室外。臭氧释放完成后，要打开车门、车窗进行通风，将车内空气与室外空气进行充分交换。

采用该方法虽工艺较复杂，但对于整车交车环保指标差距较大的以及出口客车要求较严格的，处理达标效果明显。

2.4 治理效果

部分车厢治理前后车内空气质量检测结果对比见表1 。

表1 部分车厢治理前后车内空气质量检测结果对比 ρ/(mg·m -3)

通过对治理前后的车内空气质量进行对比检测可以发现，采用上述3 种工艺方法治理的车辆，车内空气质量有明显的提高，甲醛和总有机挥发物的含量大幅降低。甲醛的降幅最大，主要是由于除醛喷剂中含有去除甲醛的物质，该物质能够很好地与甲醛结合从而降低了甲醛释放的浓度，使空气中的甲醛含量大幅度降低。总有机挥发物的降幅一般为40%～50%，经过处理后的车厢内总有机挥发物能满足标准要求。喷涂的除苯物质中有多种微生物能够降解释放出的苯系物及其它有机物分子，因此可以大大降低总有机挥发物的浓度。多次实验证明，对有害气体超标轻微的车辆，一次治理即可达到TB/T 1932—2009《旅客列车卫生及监测技术规定》对车内空气质量的要求。对污染比较严重的车辆，采用上述药剂和工艺方法进行多次反复治理，可以达到要求。

3 环保工艺推进与讨论

铁路客车车内有害气体的控制不能仅仅依靠后期的检测与通过后处理工艺来解决，它需在整个客车制造链过程中加以控制。

3.1 在物资采购过程中，凡化工非金属材料对外签订采购合同时，明确注明产品的环保要求，尤其是车内大量采用的原材料，要求分供方提前采购，同时尽可能提前生产、提前加工制作、充分干燥、提前供货，存储采取通风凉晒等措施，以减少有害气体含量。

3.2 加强监造和鉴定程序，严格按照技术条件中环保方面的要求，控制供方加工原材料的有害物质指标和加工过程中相关标准及工艺规范执行情况，，严格检查供方提供的有资质检测机构出具的合格有害物质检测报告，并对各配件及原材料入厂入库时进行随机核验。

3.3 在产品组装过程中加强通风措施，车窗安装后将活动窗打开，以尽量通过换气减少有害气体的含量，严格执行相关工艺文件的要求，在施工过程中对现车研配的木制胶合板选择环保油漆进行封闭处理。

3.4 在生产组织过程中应满足产品干燥周期，使有害气体充分释放，采取强迫通风等措施和手段以尽可能减少有害气体含量，大力采用水基专用清洗剂进行车内清洗工作，在整车制造完工后，严禁采用有机溶剂进行清洗工作。

4 结论

整车车内有害气体处理工艺的研究使得目前铁路客车内有害气体得到较有效控制，但铁路客车车厢有害气体治理应通过整个制造过程中对材料环保方面的综合控制而得以实现。