汽车室内挥发性有机化合物|有机污染物检测

车内空气污染的来源主要有三大类：一是新车内的各种配件，比如座椅材料、保温材料、防震材料、仪表盘等；二是汽车内饰件材料，如塑料、纤维纺织、皮革、橡胶等；三是生产中使用的稀释剂、胶水、油漆和涂料等。这些物件所散发出来的有毒气体，其中相当一部分有着较大的致癌性，对人体肝、肾、呼吸系统、造血器官、免疫功能等都会造成严重危害，无时无刻不在侵害消费者的人身安全。

天瑞仪器一直关注有机物污染问题并投入了巨大的科研力量，针对汽车产品及汽车类废品，包括其配件，材料及备品，替代品，生产研发了一系列产品，努力为厂家和原料供应商更加满意的检测服务。参照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》，天瑞仪器研发出气相色谱质谱联用仪GC-MS 6800、高效液相色谱仪LC-310及手持式汽车行业专用分析仪Genius 6000XRF等仪器。

GC-MS 6800 气相色谱质谱联用仪

GC-MS 6800是天瑞仪器精心打造的一款高性价比气相色谱质谱联用仪，历时五年研发定型。该仪器各项性能指标均达到或优于国家标准，获得多位业内的好评，目前已经实现批量生产并投放市场。其部件与国际主流产品保持一致，保证了GC-MS 6800具备与国外仪器同样的性能品质；具有完全的自主知识产权，拥有多项技术，可广泛应用于工业检测、食品安全、环境保护等领域。

GC-MS 6800可检测汽车室内挥发性有机化合物、汽车内饰品及轮胎中强致癌物质如多环芳烃和阻燃剂多溴联苯及多溴联苯醚等。

性能优势:

国际级的品质：部件与国际主流产品保持一致，保证了GC-MS 6800具备与国外仪器同样的性能品质 
满足更多需求：天瑞仪器为客户提供多种性能优良的选配件，满足不同领域不同客户的多种需求 
人性化设计：整机的人性化设计，不仅方便操作，也使日常维护更加轻松 
离子化效率更高：整机模块化设计，并采用天瑞-新型离子源，离子化效率更高，达到整机灵敏度大大提高 
Chem Analyst色质联用工作站：实现高效、快速、多功能仪器控制、数据采集、数据处理 
超高的性价比：在满足全部应用需求的情况下，天瑞为客户带来了更多的实惠 
科学的解决方案：天瑞仪器强大的应用研发中心为客户提供全面的应用分析解决方案，让客户体验到量身打造的舒适 
优惠的耗材价格：灯丝等耗材和配件自主研发，客户在享受高端性能的同时，还可以在仪器维护上节省一笔不小的开支 
完善的售后服务：天瑞仪器对客户需求响应快速，技术人员24小时全天候服务

仪器配置

GC 技术指标 
进样口温度：450℃，任意温度点可控 
压力控制范围：0～100psi , 控制0.002psi
压力控制模式：电子压力控制，支持恒压，恒流 
分流模式：分流与不分流进样口，分流比1000:1
柱温箱操作温度：室温+4℃～450℃ 
柱箱升温速率：120℃/min（柱箱） 
平台升温: 7阶8平台程序升温 
自动进样器: 选配

MS 技术指标 
离子化能量（EI源）: 5eV～250eV（可调） 
质量范围: 1.5～1000amu
分辨率: 单位质量分辨 
离子源温度: 100～350℃ 
灯丝发射电流: 0～350uA
气质接口温度: 450℃ 
质量轴稳定性: ±0.10amu/48hrs
灵敏度: 全扫描，1pg八氟萘（OFN）在m/z 272amu 信噪比（S/N）≥30：1（RMS） 
扫描速率: 10000amu/s
真空系统: 涡轮分子泵（67L/s） 
检测器: 带高能打拿极（HED）的电子倍增器

应用实例

1. GC-MS 6800用于乘用车内挥发性有机物（VOCs）的检测

按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》进行车内空气中有机物检测。

（1）样品采集流程：

将受检车辆放入采样环境舱后，将样品采集系统的进气口固定在受检车辆乘员舱内规定的采样点位置，通过采样导管以适当的方式从乘员舱引出，不破坏整车的完整与密封性，并连接于乘员舱外的填充柱采样管，如下图所示。按HJ/T400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》采集VOCs样品，捕集了VOCs类物质的Tenax采样管利用TD-GC-MS 6800进行分析。

车内VOCs测试样品采集示意图

（2）仪器测试条件：

TD 热解析部分 
热解吸流量： 60mL/min
热解吸时间： 12min
阀温度： 260℃
Trap 管冷却温度： -10℃
Trap 管加热温度： 260℃
接口温度： 250℃
样品吸附管温度： 260℃
传输线温度： 260℃

GC-MS部分 
色谱柱：DB-5MS 30m ×0.25mm×0.25μm
程序升温：50℃（3min）5℃/min 100℃ 20℃/min 200℃
接口温度： 260℃
分流比： 10:1
载气： He (≧99.999％)
载气流量： 1.2mL/min
电离方式： EI
电子能量： 70eV
离子源温度： 220℃
扫描模式： 全扫描 
质量范围： 45～300 amu
检测器电压： -900V

（3）测试谱图：

本检测方法利用GC-MS 6800检测汽车室内挥发性有机化合物（VOCs），检测速度快、检出限低、准确性好，完全满足汽车室内挥发性有机化合物的检测。

2. GC-MS 6800用于汽车橡胶材料中多环芳烃（PAHs）含量的测定

多环芳烃是煤，石油，木材，烟草，有机高分子化合物等有机物不完全燃烧时产生的碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物。国际癌症研究中心（IARC）（1976年）列出的94种对实验动物致癌的化合物，其中15种属于多环芳烃，由于苯并[α]芘是个被发现的环境化学致癌物，而且致癌性很强，故常以苯并[α]芘作为多环芳烃的代表，它占全部致癌性多环芳烃1%-20%。

据报道，多款豪车在中国车内检测出含强致癌物，引起人们的关注。而目前，我国汽车内饰领域没有多环芳烃的相关含量标准，而欧美很多国家对多环芳烃在汽车等工业制成品中的含量进行严格的限量规定。本节主要介绍天瑞仪器气相色谱质谱联用仪用于汽车橡胶材料中多环芳烃（PAHs）含量的测定。

（1）样品预处理：

将橡胶样品破碎成小于1cm×1cm的小块，经液氮冷冻后用粉碎机破碎成粒径小于1mm的颗粒。 
萃取：准确称取1g～2g粉碎后的样品，至0.0001g，放入萃取罐中，加入15mL萃取液（正己烷：丙酮溶液=1：1），置于微波萃取仪中，升温至100℃，保持15min，冷却至室温，将萃取液完全转移至具塞试管中，并用5mL萃取液分2次洗涤萃取罐，合并以上溶液，用氮气吹或其他方法浓缩至近干，加入2mL正己烷，振荡溶解，待净化。 
净化：将上述处理好的样品溶液过硅胶固相萃取柱，控制流速为0.5滴/s，该具塞试管用2mL正己烷洗涤后过硅胶固相萃取柱，弃掉以上过柱液，用5mL正己烷+二氯甲烷溶液（3+2）淋洗，收集淋洗液，用氮气吹或其他方法浓缩至近干，用正己烷定容至5mL容量瓶待测。

（2）仪器测试条件：

TD 热解析部分 
色谱柱型号: DB-5MS 30m×0.25mm×0.25um
柱流量: 1mL/min
柱箱升温程序: 60℃（1min）25℃/min 200℃ 8℃/min? 300℃（8min） 
进样口温度: 280℃ 
离子源温度: 280℃ 
气质接口温度: 280℃ 
进样方式: 不分流，不分流时间1.2min
溶剂切除时间：4min

16种多环芳烃标准品选择离子扫描色谱图

16种多环芳烃选择离子扫描方法

本方法对汽车内饰品中的多环芳烃类物质进行检测，可对各物质进行有效分离，且重复性好、检出限低，完全满足企业及机构对汽车内饰品中多环芳烃类物质的检测与控制。

多溴联苯醚（PBDEs）是一系列含溴原子的芳香族化合物。根据苯环上溴原子的个数和位置的不同，多溴联苯醚总共有209种同分异构体。因其独特的结构性质，多溴联苯醚的用途是作为阻燃剂，在制造过程中被人为添加到复合材料中去，使其不易燃烧。目前，PBDEs已被广泛用于电子电器设备、自动控制设备，建筑材料和纺织品等商品化产品。在这些产品的制造、使用、循环回收、或是抛弃的过程中，多溴联苯醚进入到空气、水、土壤的循环系统中，对环境和人类造成极大威胁。

目前常采用索式萃取法(EPA8081)和超声波萃取法将多溴联苯,多溴联苯醚萃取到容器中,由于塑料产品中本体及复杂的添加剂和助剂也会溶解到萃取剂中,所以还要进行净化将待测样品与复杂基质分离。

（1）样品处理：

提取：将样品剪碎至长宽约为0.5cm*0.5cm的碎片，混合均匀，准确称取0.5000g试样（至0.0001g），用甲苯索萃取6小时，用旋转蒸发仪将萃取液浓缩至5mL。 
净化：将甲苯提取液置于装有3g活化硅胶的层析柱中，在硅胶上层装填一层1cm高的无水硫酸钠。用40mL甲苯分四次淋洗，流速控制在1～2滴/s。将淋洗液在旋转蒸发仪上浓缩至2mL，用缓氮吹至近干，用甲苯定容至10mL，待测。

（2）仪器测试条件：

色谱柱型号：DB-5MS 15m×0.25mm×0.1um
柱流量：1.2mL/min
柱箱升温程序：100℃（2min）20℃/min 240℃ 30℃/min 310℃（5min） 
进样口温度：280℃ 
离子源温度：280℃ 
气质接口温度：310℃ 
扫描范围：100-950amu
进样方式：不分流，不分流时间1.2min
溶剂切除时间：3min

多溴联苯醚标准品溶液TIC图（2mg/L）

多溴联苯醚各组分名称、保留时间及特征离子

本方法利用GC-MS 6800测试汽车配件中多溴联苯醚的含量，重现性好，峰面积RSD≤4.2%，保留时间RSD≤0.5%；分析时间短，整个分析时间只用了15min，适用于汽车配件中多溴联苯醚的分析。

LC-310 高效液相色谱仪

LC-310高效液相色谱仪适用于分析高沸点、不易挥发的、受热不稳定易分解的、分子量大、极性不同的有机化合物、生物活性物质和多种天然产物、合成和天然的高分子化合物等，可用于汽车配件中醛酮类有机化合物、邻苯二甲酸盐等含量的测定。LC-310高效液相色谱仪是天瑞仪器的一款高灵敏度、高分辨率、高可靠性的高效液相色谱仪，LC- 310采用先进的并联泵头及单向阀设计理念，融合了当今世界上的制造应用经验，使得用户在各种使用条件下都可以保证输液的、脉动等性能指标，具备系统死体积，工作能力可获得100%的提高。

性能优势

数字化电脑智能全控液相色谱仪 
往复式双柱塞并联泵。更加稳定可靠，使用寿命更长 
外型新颖，操作方便，体现人性化 
各项性能指标优异，媲美国外流行机种 
检测器光路系统采用精密定位结构和热隔离安装技术，具有高，偏移小和稳定时间短的特点 
零部件均采用世界先进的数控加工

技术指标

高压输液泵基本技术指标： 
流量范围：（0.001～9.999）mL/min（以0.001mL/min步长调节流量） 
流量设定值误差：Ss≤0.5%（1.0mL/min、5～10MPa、水、室温） 
流量稳定性误差：SR≤0.3%
流量重复性：RSD<0.06%
压力脉动：≤0.1MPa（流量1mL/min，压力5～10MPa） 
工作压力：42MPa
泵的密封性压力：42MPa、时间为10min、压力降<0.5MPa

紫外可见光检测器基本技术指标： 
波长范围：（190～680）nm
光谱带宽：8nm
波长示值误差：≤±1nm
波长重复性：优于0.1nm
基线噪音：≤±0.75×10-5（静态） 
基线漂移：≤±1×10-4（静态） 
基线噪音：≤±2×10-5Au（动态） 
基线漂移：≤±2×10-4Au（动态） 
检测量：1×10-8g/mL（萘的甲醇溶液） 
外形尺寸：450mm×300mm×160mm（长×宽×高）

仪器配置

等度液相色谱仪 
高压输液泵 
紫外可见光检测器 
手动进样阀 
色谱工作站 
色谱柱

二元高压梯度液相色谱仪 
高压输液泵 
紫外可见光检测器 
手动进样阀 
色谱工作站 
色谱柱 
静态混合器

应用实例

1. LC-310高效液相色谱仪用于汽车材料中醛酮类有机化合物的检测

醛酮组分主要是指甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、丁烯醛、丁酮、丁醛、甲基丙烯醛、苯甲醛、戊醛、甲基苯甲醛、环己酮、己醛等化合物的总称。醛酮类物质主要存在于汽车内部装饰选用的真皮、电镀、油漆、塑料装饰件以及保温防寒和隔音等材料。醛酮类物质会从材料中慢慢释放出来，对人体有潜在的危害性。我国室内空气质量标准（GB 18883-2002）提出甲醛的空气质量限值浓度为0.10mg/m3，乙醛的空气质量限值浓度为0.05mg/m3，丙烯醛的空气质量限值浓度为0.05mg/m3。

（1）参考标准

HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》 
DBJ 440100/T 74-2010《空气质量羰基化合物的测定DNPH（二硝基苯肼）衍生化高效液相色谱分析法》 
GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》

（2）检测原理

选择填充了涂渍DNPH硅胶的填充柱采样管，采集一定体积的车内空气样品，样品中的醛酮组分保留在采样管中。醛酮组分在强酸作为催化剂的条件下与涂渍于硅胶上的DNPH反应，按照下面的反应式生成稳定有颜色的腙类衍生物：

式中R和R1是烷基或芳香基团（酮）或氢原子（醛）。使用高效液相色谱仪（配置紫外或二极管阵列检测器）检测，以保留时间定性，峰面积（峰高）定量。

（3）检测流程

利用采样泵将车内空气中的醛酮富集在DNPH采样管中，然后用乙腈将采样管中的醛酮与DNPH反应后的物质洗脱出来，并定容，用0.45μm有机膜过滤后置于高效液相色谱仪中测定。

采用DNPH采样管的采样系统组成示意图

（4）仪器设备与试剂

LC-310配紫外检测器 
DNPH采样管（可采购商品也可自制） 
已填充了涂渍DNPH硅胶的采样管，确保每批采样管的空白验证满足以下要求： 
甲醛小于0.15μg/管； 
乙醛小于0.10μg/管； 
丙酮小于0.30μg/管； 
其它物质小于0.10μg/管。 
臭氧去除装置（可采购商品也可自制） 
恒流大气采用器：流量在50mL/min至1000mL/min，范围可调，流量稳定。 
乙腈：色谱纯 
DNPH（2，4-二硝基苯肼）：分析纯

（5） 检测条件

色谱柱：C18（250*4.6mm，5μm） 
流动相：乙腈/水=60/40（体积比） 
波长：360nm
流速：1.0mL/min
柱温：30℃ 
进样量：20μl

LC-310测试醛类物质色谱图