车内挥发性有机物检测现状及健康风险评价

杨婉婧Yang Wanjing

车内挥发性有机物检测现状及健康风险评价

杨婉婧
Yang Wanjing

(北京市产品质量监督检验院 汽车检测中心，北京 101300)

车内挥发性有机物释放对人体健康造成危害，因此受到大众广泛关注。将35辆典型试验车的普测数据作为样本，经过分析可知，车内挥发性有机物不合格率最高的控制物质为乙醛，车内挥发性有机物不合格率最高的车系为欧系车；模拟阳光暴晒模式下车内挥发性有机物的浓度最高，暴晒后开空调可有效降低大部分车内挥发性有机物浓度。抽样中检测出3项含量不合格的控制物质，分别是甲醛、乙醛、二甲苯。甲醛为基本对人致癌物质，乙醛为可能对人致癌物质，二甲苯为未确定是否致癌物质。

车内挥发性有机物；车内空气质量；健康风险；致癌风险；非致癌风险

0 引 言

为清楚掌握市场上所售乘用车内空气质量状况，抽样了35辆车进行3种试验状态检测。检测数据为修订GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》[1]中车内控制物质乙醛的浓度限值提供有力的数据支持，检测结果也为消费者提供购车参考，同时为驾乘人员提供了降低车内挥发性有机物对人体危害的方法。

车内挥发性有机物容易引起身体不适和疾病，严重时会致癌或引发基因突变。依据IARC（International Agency for Research on Cancer ，国际癌症研究机构）对挥发性有机物致癌程度的划分和EPA（U.S Environmental Protection Agency，美国环境保护署）建立的健康风险评价模型，针对抽样中不合格的3项控制物质进行综合分析及健康风险评价。

1 车内挥发性有机物检测现状

1.1 车内挥发性有机物不合格项分布

国家环保部和国家市场监督管理总局依据车内挥发性有机物的种类、来源和车辆主要内饰材料的挥发特性，确定了需要控制的8种主要物质：苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛。

共抽样了35辆车，涉及24个品牌，汽车制造企业分布在中国、德国、日本、美国、法国、瑞典以及韩国。依据GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》对抽样车辆进行检测和数据分析。35辆试验车中，有17辆不满足限值要求，不合格率为48.6%，其中，乙醛单项不合格的试验车有15辆，甲醛、乙醛均不合格的试验车有1辆，甲醛、二甲苯均不合格的试验车有1辆。本次抽样中，甲醛项（限值≤0.10 mg/m3）不合格率为5.7%，乙醛项（限值≤0.05 mg/m3）不合格率为45.7%，二甲苯项（限值≤1.50 mg/m3）不合格率为2.9%，甲醛、乙醛、二甲苯这3项为主要不合格控制物质，其他5种挥发性有机物的浓度均合格。

1.2 车内挥发性有机物不合格车系对比

根据惯用的车系划分方法，将35辆抽样车划分为4类：美系车、欧系车、日系车和其他，其中，美系车4辆、欧系车13辆、日系车5辆、其他为13辆。依照GB/T 27630—2011限值判定，不合格车辆中，美系车1辆、欧系车8辆、日系车1辆、其他7辆。以各车系为样本单体，不合格率分别是美系25%、欧系62%、日系20%、其他37%。由于各车系的样本单体数量不完全一致，所以采用条件概率中的乘法定理（式（1））计算各车系在总样本中的不合格率。

式中：()为事件、同时发生的概率，(∣)为在事件发生的条件下事件发生的概率，()为事件发生的概率。

假设为美系车，为存在不合格控制物质，则()为美系车存在不合格控制物质在总样本中的概率，(∣)为美系车存在不合格控制物质在美系车中的占比，()为美系车在总样本中的占比，则(∣)值为1/4，()值为4/35，代入式（1）得()值为3%。

同理计算可得各样本单体在总样本中的不合格率，美系3%、欧系23%、日系3%、其他20%。

1.3 真实用车状态下车内挥发性有机物浓度变化

通常，高温下停车后驾驶员再次上车会启动空调，则人们暴露在高温暴晒车辆内的时间只有几分钟，大部分时间处在驾驶模式下。GB/T 27630—2011和ISO 12219-1:2012（E）《道路车辆内空气第1部分：车内挥发性有机化合物的测定方法 整车测试环境舱法》[2]提出3种试验状态来真实模拟车辆的使用状况：（1）通过红外灯照射各门窗关闭的车辆试验4 h，模拟阳光暴晒一段时间的车辆；（2）常温状态封闭试验16 h，模拟常温长时间停放车辆；（3）高温封闭试验后，迅速启动发动机将车内空调温度设置最低，循环风量设置最大，模拟高温停放后启动驾驶模式的车辆。将35辆样车分别在3种试验状态下进行试验，8种控制物质的变化趋势如图1～8所示。

将3种试验状态车内挥发性有机物浓度进行比较发现，试验状态（1）的浓度普遍高于试验状态（2）和（3），试验状态（3）的浓度大部分低于试验状态（1）。

试验结果说明，阳光暴晒模式各车内挥发性有机物浓度含量最高，暴晒后开空调可有效降低大部分车内挥发性有机物浓度。

图1 3种试验状态下车内苯的浓度

图2 3种试验状态下车内甲苯的浓度

图3 3种试验状态下车内乙苯的浓度

图4 3种试验状态下车内二甲苯的浓度

图5 3种试验状态下车内苯乙烯的浓度

图6 3种试验状态下车内甲醛的浓度

图7 3种试验状态下车内乙醛的浓度

图8 3种试验状态下车内丙烯醛的浓度

2 车内挥发性有机物健康风险分析

2.1 国际组织对车内挥发性有机物致癌程度划分

根据IARC的划分，本次抽样中不合格挥发性有机物甲醛、乙醛、二甲苯的致癌程度见表1。

表1 不合格控制物质致癌程度

2.2 车内挥发性有机物致癌及非致癌风险分析

EPA[3]为美国联邦政府的一个独立行政机构，主要负责维护自然环境和保护人类健康不受环境危害影响。该组织基于数据调查及广泛实验，发布了致癌风险公式（式（2）、式（3））和非致癌风险公式（式（4）），即

式中：为致癌风险；ADD为平均日暴露量，mg/(kg·d)；F为致癌斜率因子， (kg·d) /mg。

式中：A为空气中的污染物浓度，mg/m3；R为呼吸速率，m3/h；T为暴露时间，h/d；F为暴露频率，d/a；D为暴露持续时间，a；W为人的体重，kg；T为人的平均寿命，a。

计算平均日暴露量时，EPA给出了相关量的估测平均值[4]，见表2。

表2 计算日暴露量所需估测平均值

EPA建议，致癌风险低于百万分之一（10-6）时，认为是可以接受的致癌风险[5]。假设为临界值1×10-6，甲醛致癌斜率因子F为0.046 (kg·d) /mg，则由式（2）、式（3）计算得到，甲醛浓度临界值为4μg/m3。对比抽样数据可知，35辆试验车内甲醛浓度全部高于临界值，均存在可接受范围内致癌风险。

式中：I为危险系数；C为空气中污染物浓度，mg/m3；fC为吸入参考浓度，mg/m3。

EPA建议，当I<1时，表示无非致癌风险（非致癌风险指可能引发不适或非癌症类等疾病，会对人体健康造成危害的风险）。将存在非致癌风险的乙醛（fC=0.009 mg/m3）和二甲苯（fC= 0.1 mg/m3）参数代入式（4），计算得当I=1时，空气中乙醛浓度临界值为0.009mg/m3、二甲苯浓度临界值为0.1mg/m3。对比抽样数据可知，35辆试验车内乙醛浓度全部高于临界值，均存在对人体健康造成非致癌危害的风险；35辆试验车内二甲苯浓度低于临界值的数量占94%，这些车不存在对人体健康造成非致癌危害的风险。

3 结 论

对35辆试验车依据GB/T 27630—2011进行检测并判定，结果表明，车内挥发性有机物中乙醛不合格率最高，为主要不合格控制物质，并且存在控制物质不合格现象占比最高的车系为欧系车。依据GB/T 27630—2011和ISO 12219-1:2012（E）中3种试验状态，对35辆试验车进行分析发现，暴晒模式车内挥发性有机物浓度最高，暴晒后开空调可有效降低车内挥发性有机物浓度。

根据EPA健康风险评价模型计算可知，35辆抽样试验车中不合格控制物质对人体危害的风险由高到低为甲醛、乙醛、二甲苯，其中全部试验车内的甲醛浓度均高于可接受的致癌风险临界值，全部试验车内的乙醛浓度均高于存在非致癌风险的临界值，仅6%试验车内的二甲苯浓度高于存在非致癌风险的临界值。

[1]环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.乘用车内空气质量评价指南：GB/T 27630-2011[S].北京：中国环境科学出版社，2012：1.

[2]ISO. Interior air of road vehicles—Part 1:Whole vehicle test chamber—Specification and method for the determination of volatile organic compounds in cabin interiors：ISO 12219-1：2012（E）[S].2012.

[3] SCHOENY R , PATTERSON J , SWARTOUT J , et al. The U.S. Environmental Protection Agency's Integrated Risk Information System (IRIS)[J]. Progress in Clinical & Biological Research, 1990, 340E:257.

[4]徐立恒, 张明, 徐茜. 家用车内空气苯系物污染状况及健康风险分析[J]. 中国计量学院学报, 2010(1):4.

[5]刘琳琳，葛蕴珊，李兰，等.乘用车内空气质量健康风险评估[J].环境科学研究，2016，29（4）：5.

2021-07-23

1002-4581（2021）06-0037-04

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10.14175/j.issn.1002-4581.2021.06.011