车内空气污染与净化

◆文/上海　马思边　高继军　郑宏哲

车内空气污染与净化

◆文/上海马思边高继军郑宏哲

随着汽车经济在中国的快速增长，越来越多的个人和家庭拥有了私家车。私家车的普及大大改变了人们的生活方式，乘坐汽车的机会也越发频繁，在车内时间也逐渐增长，这些因素促使人们对高品质汽车生活需求增强。随着多起由汽车内空气质量问题引发的健康与安全事件成为社会关注的焦点，人们的用车观念也发生了改变，除了追求汽车外观、驾驶性能以外，把更多的注意力放到车内空气质量的控制上，因此对车内空气净化产品需求也日渐增强。

本文拟通过介绍汽车内空气污染的类型、来源及危害，并通过对当前汽车后市场主流车内空气净化技术及产品进行梳理，总结相关空气净化产品的选择和正确应用，以达到车内空气实现全面和高效的净化目标，希望对车主和汽车美容技术人员具有参考价值。

一、车内空气污染物及危害

汽车作为交通工具，车内空气质量受到外部环境影响较大，因此车内空气污染物种类繁杂。据了解，最常见的车内污染物约有30多种，从污染源来区分可以定义为外来污染和汽车本身的内在污染。为了有效分析污染物的性质与危害，本文将从污染物的属性进行区分，主要有三类：挥发性有机气体类(VOC)，悬浮颗粒类以及微生物类。

1.挥发性有机气体类(VOC)

VOC(Volatile Organic Compounds挥发性有机化合物)，是指在常温状态下容易挥发的有机化合物的统称。世界卫生组织(WHO)对挥发性有机化合物的定义为：熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物的总称(表1)。

挥发性有机化和物是引发室内病综合症状的重要因素，对人体健康造成的威胁可以分成三类：

(1)急性疾病：气喘、皮肤、鼻子和眼睛致痒、喉咙干渴、打喷嚏、呕吐、鼻出血、呼吸困难、失去平衡、头痛疲倦；

(2)慢性疾病：心脏病、哮喘，导致肝脏、肾脏、肺、中枢神经系统受损；

(3)重大致命疾病：致癌及基因突变。

鉴于车内VOC对人体健康的危害，我国在2012年制定发布了国标《乘用车内空气质量评价指南》(GB/T 27630-2011)作为车内空气质量管制法规，该标准规定了8种新生产车的挥发性污染物排放检测方法和标准，污染物分别是：苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛、丙烯醛、苯乙烯、乙苯。

车内空气VOC的污染源头大多来自车本身的内饰件，主要有三大污染源：

(1)塑料装饰件：主要有注塑成型工艺及喷漆，脱模剂和油漆产生的VOC，有害气体主要包括苯类、脂类及醚类；

(2)地毯、毡制品、真皮及纺织面料等内饰件：由于甲醛是这些类别产品生产加工过程中的常用品，比如作为粘接剂的合成原料、防腐剂及印染助剂等，所以甲醛是这类内饰件的主要VOC产物；

(3)汽车生产过程中的胶粘剂及有机助剂—内饰安装及固定过程中需要使用各种胶粘剂一般都是溶剂型胶粘剂，苯类及醚类是这类胶粘剂的常见挥发型有机物。

表1　 熔点低于室温而沸点在50～260℃之间的挥发性有机化合物总称

认识车内VOC主要污染源不仅能让大家关注车本身的内饰材料，还提醒喜欢改装和加装内饰部件的车主，注意选择恰当的车内物品(比如地毯等)及饰品(比如毛绒玩具等)，避免人为的增加VOC污染源，以免给车内空气质量带来更多污染。

2.悬浮颗粒类

汽车内空气悬浮颗粒类污染来源广泛，工业生产排放、汽车尾气、植物、食物以及内饰等都是主要污染源，具体颗粒可能包括属于PM10以及PM2.5范畴的自然灰尘、工业粉尘、纺织丝绒、花粉、烟草烟雾等。

相对于车内VOC，长久以来人们对车内悬浮颗粒类污染的危害了解不多，直到大气雾霾影响与PM2.5等概念的频繁出现，人们才意识到悬浮颗粒对人体的健康危害。悬浮微粒进入车内，人们吸入尘埃、细菌、花粉和动物毛屑后，轻者会引发喷嚏、咳嗽、鼻炎等，重者可能会引发重要脏器受损。据美国《循环研究杂志》报道，一项最新研究表明，包括汽车尾气在内的各种悬浮颗粒物对心脏损伤很大，且颗粒物体积越小，危害越大。研究人员还表示，直径不及0.18毫米的总悬浮颗粒物，大小可能只有头发丝的1%。它会导致动脉血管壁上脂肪物质的沉积，进而增加患心脏病和中风的风险。这些微小的颗粒还会“关闭”高密度脂蛋白对人体的保护作用，从而导致动脉粥样硬化。因此，车内颗粒污染物的净化也是车内空气净化的重点。

3.微生物类

车内空气的微生物污染是影响空气质量的重要因素，对人们的健康造成巨大威胁。与上述两种污染不同，微生物是生命体，由于空气中不含有它们生长繁殖的合适条件，所以并不是微生物滋生的理想场所，它们需要更合适的载体，因而造成微生物的污染来源多样性特点。较为常见的污染源包括车外部带入的患有呼吸道疾病病人、宠物以及车内自身空调系统及内饰环境等滋生的微生物。

按照微生物的生物学特征判断，车内常见微生物主要可以分为3种：病毒、细菌和真菌。微生物加剧车内空气污染的危害主要体现在以下几个方面：

(1)危害健康：细菌及病毒类微生物能快速广泛传播疾病，它们往往是人类呼吸道传染病的病原体，严重危害人们的健康。而部分真菌(包括真菌孢子)则易引起人体过敏反应及皮肤疾病；

(2)破坏内饰件：细菌中的霉菌很容易滋生在相对潮湿又富含天然原料的内饰部件中(如天然纺织纤维，真皮等)，霉菌的长期滋生将会破坏这些材质，最终导致内饰部件的功能性缺失；

(3)产生异味：霉变产生的异味影响乘坐人员的舒适性。

二、车内空气净化技术与产品

目前，汽车后市场的车内空气净化产品较多，常见的主要有被动吸附净化、主动吸附净化以及清洗消毒三类。

1.被动吸附及净化

被动吸附净化是指没有机械外力辅助，靠产品自身吸附力引导空气流动，最终完成对空气中杂质吸附的产品。汽车后市场最典型的被动吸附净化产品是活性炭类产品、光触媒以及甲醛净化剂产品。

(1)活性炭类

活性炭是一种多孔性含炭物质，具有高度发达的孔隙构造和较大表面积(优质活性炭产品每克的吸附面积甚至相当于八个网球场之多)，具有较强的吸附能力。

工业生产活性炭可由多种含炭物质制成，这些物质包括天然植物(竹子、木材、椰壳等)及矿物(煤、焦炭等)制成，不同的原料制成的活性炭有不同的孔径。孔径大的活性炭使用于液相(水等)净化。车内空气吸附，应该选用植物原料制成的孔径较小的(如椰壳)活性炭产品。

值得注意的是活性炭净化产品如果单纯依靠物理吸附方法，所吸附的污染物很容易受到温度、空气流动速度影响，有可能游离出来形成二次污染，所以一些活性炭产品中会添加能有效降解有机气体的化学物质，实现物理吸附与化学吸附相结合的活性炭净化产品，对有毒有害气体的净化更可靠。但活性炭净化产品也有净化速度慢、吸附饱和后会产生二次污染等缺点。

(2)光触媒类

光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表具有光催化功能的光半导体材料总称，光触媒作为室内空气净化剂，其方便性、安全性正逐渐突显出来，光触媒技术得到世界权威机构和专家的广泛肯定，被誉为“当今世界最理想的车辆杀菌净化新技术”。光触媒一般需要分布到车内饰表面中，最好是阳光能够照射区域。当光触媒内部由于吸收光能而激发产生电子空穴对，即光生载流子，然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分，产生活性自由氢氧根离子和活性氧离子，当有机气体分子附其表面时，就会发生链式降解反应可以使污染物释放出来立即被分解成二氧化碳和水。

光触媒实质上是一种催化剂，有效降解VOC的同时自身质量没有变化，所以它的失效模式只有两种情况，一是被灰尘覆盖，二是被清除出车内部，相对于其它的空气净化方法，它的时效性是很长的。

(3)甲醛净化剂

由于甲醛是车用内饰材料及粘合剂中最常见的挥发性有机气体，同时甲醛超标存在，对相对空间较小而且封闭的车内人员的健康造成巨大威胁，因此车载甲醛净化产品也很受车主们的欢迎。

甲醛净化剂的机理比较简单，将能与甲醛起化学反应并生成固体或非挥发性液体的物质作为原料(如碳酸氢铵等)，并通过产品设计达到提高净化剂本身与空气的接触几率或加快吸附速率的目的，最终快速去除空气中甲醛达到净化目标。市场上有一些高端的甲醛净化剂产品还添加色变功能，帮助车主判断净化剂的作用时效。

由于车内甲醛的释放周期很长，少则3～5年，多则可能达15年以上，因此想短期彻底清除车内甲醛是不可能的，应用甲醛净化剂可以有效降低并控制车内空气中甲醛的含量，是一个需要长期使用的过程。

2.主动吸附及净化

主动吸附净化是指需要机械设备辅助引导空气流动或更改空气中有害粒子的电荷属性，最终完成对空气中杂质吸附(过滤)的产品。汽车后市场中最典型的主动吸附净化产品是不同类型的车载空气净化机产品。

汽车后市场上的车载空气净化机产品种类繁多，但需要了解和关注的核心技术特点最主要的有以下3点：

过滤技术：过滤技术是目前车载空气净化机最为主流的净化手段，主要净化对象为空气中的颗粒物。市场上高端空气净化器都采用HEPA (High efficiency particulate air Filter高效空气过滤器，是一种国际公认的高效滤材、孔径微小、吸附容量大、净化效率高产品)。HEPA材料对微粒的捕捉能力较强，可有效滤除0.3μm 以上的可吸入颗粒物、烟雾、细菌等，过滤效率达99. 97%以上，在空气净化器中得到了广泛的使用。

负离子技术：利用施加高电压产生负离子，借助凝结和吸附作用，附着在颗粒污染物微粒上，形成大粒子更易与被过滤吸附或沉积下来，从而降低空气中的颗粒物浓度。

空气质量监测功能：主要监测空气中VOC含量及PM2.5颗粒含量。

车载空气净化机最主要的功能是去除空气中的颗粒类污染物，对挥发性有机气体和微生物类污染物的去除作用不大。

3.清洗消毒类

清洗消毒类主要针对车内的微生物污染物，而清洗及杀菌的对象不仅局限于空气。由于微生物污染的特点是群生污染，一般是先在车的内饰载体上形成相当数量的菌落群，然后才会导致空气中的微生物污染超标，因此清洗消毒类空气净化产品往往需要具备以下特点：

安全性：对人体健康无害，对内饰材料无损害，对车载电子设备无损害；

全面性：能轻易覆盖车内所有空间，特别是阴暗部位；

有效性：能有效清除各种微生物菌群，杀死微生物并有效抑制其再次滋生。

目前市场上比较典型的清洗消毒类主要有臭氧消毒、烟雾熏蒸以及空调系统清洗等。

(1)臭氧消毒

利用臭氧对空气进行消毒是目前比较有效、方便、快捷的方式之一。臭氧消毒机理属于生物化学氧化反应。臭氧极不稳定，分解时释放出自由基态氧具有强氧化能力，可以穿透细胞壁，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶；可以直接与细菌、病毒发生作用，使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏甚至是变性灭亡。因此臭氧的除臭能力很强，同时可对空气进行杀菌、净化，预防疾病交叉感染。如空气中的烟味、腥味、臭味等异味，使用臭氧都可以除掉，并能同时杀灭空气中的细菌。

需要注意的是，高浓度的臭氧和长时间的臭氧环境会对人体健康产生威胁，如强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发呼吸系统疾病等，因此臭氧净化车内空气过程中需遵循人车分离以及控制施工时间(20分钟内)原则，同时注意施工完成后尽量排空车内臭氧。

(2)烟雾熏蒸

目前市场新兴一种使用烟雾进行熏蒸净化空气的技术。烟雾熏蒸一般将光谱杀菌剂、除臭剂以及光触媒等成分制成产品液，通过外接电源的发烟机将产品液加热变成烟雾，通过车内空调系统的循环作用，将产品液的有效成分均匀分布到车内空气及内饰部件表面甚至是内部，同时到达杀菌、除臭并分布光触媒的作用，是一种有效的空气净化新技术。

表2　 不同净化技术及污染物对应关系

由于化学稳定性较好，烟雾熏蒸与臭氧消毒相比可以达到同样的杀菌效果，且抑菌效果会更持久，因此有更长效的净化效果。但是这也造成药液残留在车内的几率会更高的问题，因此需要特别强调产品的健康安全特性，消费者在选择这类产品是还需关注品牌知名度以及相关的药理安全测试报告。

(3)空调系统清洗

微生物对车内空气的污染需要环境培养相当数量的菌群落作为基础，车载空调系统中的空调冷凝器(温度和湿度都很合适)是微生物滋生的重灾区，同时也是车内空气异味的源头，因此，对于车内空气的深度净化还需使用去除污染源的方法—清洗空调蒸发器。

目前市场上针对空调的清洗消毒剂产品主要有两种：

①使用喷雾式药液：操作方法为拆卸空调滤网，利用汽车空调将喷雾式药剂带入空调系统中。这种方法短时效果明显，往往异味很快反弹。这种类型的喷雾剂多为杀菌剂，为接触式杀菌，即药液能碰到的地方杀菌效果就会很好，但是药液碰不到的地方，就无法杀菌。但是这种发比较简单，适合车主自己施工(DIY)。

②使用泡沫式清洗药液：操作方法是在车辆空调系统静止的状态下，将药液经直接喷射到空调蒸发器表面，形成泡沫浸泡蒸发器，泡沫化成液体的过程中起到杀菌、清洗和除味的功效。这种方法的好处是针对异味源浸泡清洗，杀菌率更高，异味更难反弹，且能在一定程度上清洁蒸发器叶片表面的油脂和污物，但是对施工的技巧有一定的要求，根据不同的车型需要少量的拆装工作，不适合普通车主自己DIY作业。

三、车内空气的综合净化

通过上文阐述的车内空气的污染物类型以及目前常见的空气净化技术，可以看出，单一的空气净化技术不能处理车内空气中的所有污染物。为了使车内空气得到全面的净化，要针对各种不同污染物类型选择相应的净化方法进行组合，需要从污染物特性、净化技术的针对性及时效性、车辆使用状况等方面进行综合考虑。

表2列举了不同净化技术及污染物的对应关系，技师在推荐和选择使用空气净化产品的同时，需要了解车主对应的净化需求，同时要根据具体车况，利用净化技术之间的协同效应，科学的组合两种或多种净化技术联合使用。比如针对新车车主，应该重点组合去除挥发性有机气体类污染物的产品，同时兼顾产品的时效性，应重点选择光触媒与甲醛净化剂套餐；如果该车主要行驶的地区雾霾严重，还应该推荐空气净化机产品进行组合，这样才能有效净化车内空气。

车内空气的综合净化需要多方面考虑，既要了解单一净化技术的针对处理对象，又要利用不同净化技术的有效组合与协同，以达到各尽所长，互补其短的效果，达到较好的净化目的。

四、结语

随着空气净化技术更多的应用于汽车领域，车内空气净化已成为汽车美容过程中的重要工序之一，面对市场上种类和品牌繁多的车内空气净化产品，车主和汽车美容技师，在产品选择和使用前都应该更多的了解车内空气污染物的来源与种类以及相应净化产品的功用背景，这样不仅能避免因误用而导致净化不良甚至导致二次污染，还能促使车内空气净化服务向着更专业快捷和更绿色安全的方向发展，更好的服务于汽车美容行业和广大车主。