李 莉 石衛(wèi)兵 張?zhí)m蘭 李支薇 嚴洪連

(1. 中車青島四方機車車輛股份有限公司，266111,青島； 2. 廣州廣電計量檢測股份有限公司，510656,廣州//第一作者,教授級高級工程師)

影響軌道交通車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量的因素眾多。按照性質(zhì)，污染物可分為物理性、化學(xué)性、生物性及放射性污染物?；瘜W(xué)性污染物包含碳氧化物、氮氧化物、氨、硫氧化物等無機化合物，甲醛、苯等有機化合物，以及可吸入顆粒等。其中，揮發(fā)性有機化合物(VOC)是影響車內(nèi)空氣質(zhì)量的主要因素之一。當VOC含量較高時，可能會帶來車內(nèi)異味，并影響人體健康。

1 軌道交通車輛車內(nèi)VOC的來源

不同的國家或組織對VOC有著不同的定義。世界衛(wèi)生組織(WHO)定義“VOC是熔點低于室溫，而沸點在50～260 ℃之間的揮發(fā)性有機化合物總稱”。歐盟2002/231/CE指令定義“VOC是常溫常壓下，具有高蒸氣壓和易蒸發(fā)性能的有機化學(xué)物質(zhì)”。美國聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)將除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物都定義為VOC。美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)則在標準D 3960—1998中規(guī)定VOC是任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機化合物。我國GB/T 18883—2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》中對TVOC(總揮發(fā)性有機物)的定義是“利用Tenax GC或Tenax TA采樣，非極性色譜柱(極性指數(shù)小于10)進行分析，保留時間在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性有機化合物”。這些定義既有相同之處，也各有側(cè)重。目前較為普遍的是按照WHO的規(guī)定對VOC進行分類。

VOC的來源非常廣泛，軌道交通車輛上大量使用的膠粘劑、油漆涂料、橡塑制品及紡織品等都是VOC釋放的高風(fēng)險材料。為了滿足相關(guān)性能，這些產(chǎn)品在生產(chǎn)制造的過程中添加了稀釋劑、增塑劑、防老劑、穩(wěn)定劑、促進劑及乳化劑等助劑。而這些助劑中的甲醛、苯、甲苯及二甲苯等VOC又會在使用過程中揮發(fā)出來。例如，軌道交通車輛的玻璃鋼墻板以苯乙烯作原料，當其未固化完全時，苯乙烯會在車內(nèi)釋放。此外，軌道交通車輛常使用膠粘劑用來粘接地板布或防寒材，而膠粘劑溶劑中的甲苯及乙酸乙酯等物質(zhì)也會揮發(fā)出來，從而導(dǎo)致車內(nèi)空氣中VOC含量增加。

2 軌道交通車輛車內(nèi)VOC的管控現(xiàn)狀

目前,針對軌道交通行業(yè)有害物質(zhì)管控的國內(nèi)外法規(guī)或標準有：TB/T 3139—2006《機車車輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量》[1]、中國鐵路總公司發(fā)布的鐵總科技50號文《時速350公里中國標準動車組暫行技術(shù)條件》[2]和歐洲鐵路行業(yè)協(xié)會(UNIFE)制定的《global Railway Industry Substance List》(《全球鐵路工業(yè)限用物質(zhì)清單》)[3]。除TB/T 3139—2006外，其他法規(guī)或標準尚未對車內(nèi)空氣質(zhì)量進行管控。

TB/T 3139—2006適用于速度低于200 km/h的鐵道機車車輛內(nèi)裝材料和客室及司機室內(nèi)的有害物質(zhì)限量及檢測，其限值和測試方法均參照GB/T 18883—2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》[4]的規(guī)定執(zhí)行。具體要求室內(nèi)空氣中甲醛的含量不應(yīng)大于0.10 mg/m3，TVOC含量應(yīng)小于0.60 mg/m3。經(jīng)比較，TB/T 3139—2006僅對車內(nèi)空氣中的甲醛和TVOC提出了限值的要求，GB/T 18883—2002還規(guī)定了苯、甲苯及二甲苯的限值。

TB/T 3139—2006對于國內(nèi)現(xiàn)有的地鐵(最高時速120 km/h)、市域快軌(最高時速160 km/h)、現(xiàn)代有軌電車(時速不大于80 km/h)等軌道交通車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量管控方面具有一定參考價值。隨著我國城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略進程的推進，新型軌道交通工具，特別是中速磁懸浮列車和高速鐵路動車組，將具有更廣泛的應(yīng)用。因此，如何對設(shè)計時速達200 km的中速磁浮列車、最高設(shè)計時速達600 km的高速磁浮列車及時速大于200 km的高鐵列車等軌道交通車輛的車內(nèi)空氣質(zhì)量進行管控，還需要進一步研究。

3 室內(nèi)和車內(nèi)空氣中VOC的管控現(xiàn)狀

TB/T 3139—2006標準參考了GB/T 18883—2002標準的測試方法和限值要求，表明我國將軌道交通車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量與室內(nèi)空氣質(zhì)量同等對待。軌道交通車輛內(nèi)裝材料和室內(nèi)裝飾雖然有較大差異，但也具有一定的可比性?？梢?不同國家及地區(qū)對室內(nèi)和車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控，可為研究軌道交通車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量提供指導(dǎo)和借鑒。

3.1 對室內(nèi)空氣質(zhì)量的管控

表1為我國對室內(nèi)空氣中VOC管控的標準和采樣要求。由表1可見，各地的管控范圍及采樣要求各有不同。

表1 我國對室內(nèi)空氣質(zhì)量的管控標準及采樣要求

表2為國內(nèi)外對室內(nèi)空氣中VOC管控的物質(zhì)及限值[4-9]。由表2可見：

(1)管控要求方面。我國內(nèi)地的GB 50325—2010標準根據(jù)建筑物的分類不同，對空氣質(zhì)量要求也不同；香港地區(qū)將空氣質(zhì)量分為優(yōu)秀級和良好級。芬蘭將空氣質(zhì)量分為3個等級。

(2)管控物質(zhì)方面。各地管控的物質(zhì)存在差異。甲醛是所有國家和地區(qū)都管控的項目；除日本外，其他國家或地區(qū)均提出了TVOC的管控要求；我國內(nèi)地、香港，以及國外的日本對部分苯系物限值作出規(guī)定；我國內(nèi)地的GB/T 18883—2002標準對甲苯和二甲苯的管控限值比其他地區(qū)或國家更為嚴格。此外，日本還對部分烴類化合物(三氯乙烯等)進行了管控，而我國暫未限制。

(3)管控限值方面。國內(nèi)外對甲醛的限值量較為接近。芬蘭與我國香港地區(qū)均規(guī)定了優(yōu)秀級和良好級空氣的TVOC限值。我國內(nèi)地的GB/T 18883—2002、GB 50325—2010(II類)、香港(良好級)及澳門規(guī)定的TVOC限值一致，均為0.6 mg/m3。

3.2 對車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控

汽車車內(nèi)空間也是一種特殊的室內(nèi)空間，其空間的密閉及所用的大部分內(nèi)飾材料與軌道交通車輛相似。而且，目前許多國家或組織都出臺了相關(guān)的法律法規(guī)來對汽車車內(nèi)的VOC進行管控。故這些法律法規(guī)也為軌道交通車輛車內(nèi)的VOC管控提供了參照。表3為軌道交通車輛和汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量測試的主要標準及測試要求。在測試環(huán)境條件方面，除TB/T 3139—2006未對測試環(huán)境條件有要求外，其余方法的測試環(huán)境條件要求基本相同。車輛的測試準備條件上，我國GB/T 27630—2011,以及日本、德國及國際標準化組織(ISO)的標準都要求將整車靜止、密閉地放置在恒溫恒濕的測試環(huán)境中，其中日本和ISO標準要求換氣預(yù)處理,而GB/T 27630—2011和德國標準則無須換氣。TB/T 3139—2006和韓國標準均要求緊閉門窗至少12 h，區(qū)別在于韓國標準測試方法需使車內(nèi)空氣處于循環(huán)狀態(tài)。俄羅斯標準和我國GB/T 17729—2009中的非空載狀態(tài)則是以一定速度行駛后進行測試的。測試條件方面，GB/T 17729—2009和俄羅斯標準未作要求，ISO標準要求需紅外燈加熱一段時間，其它標準則要求在一定溫度下密閉一定時間。

表2 國內(nèi)外室內(nèi)空氣質(zhì)量管控物質(zhì)及限值

表3 不同國家或組織對車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控

表4為不同國家對車內(nèi)空氣質(zhì)量管控物質(zhì)的種類和限值要求。由于測試條件存在差異，各國汽車制造材料及工藝也不同，故管控物質(zhì)的種類和限值有較大差異。①管控物質(zhì)的種類方面。甲醛是最為關(guān)注的管控物質(zhì)，所列國家都規(guī)定了車內(nèi)空氣中甲醛的限值。我國的GB/T 27630—2011規(guī)定了8種物質(zhì)(甲醛、乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯)的限值要求；日本和韓國均管控6種物質(zhì)。②管控物質(zhì)的限值方面。俄羅斯的甲醛管控限值最嚴，韓國則最寬松，中日兩國的限值近似，介于俄羅斯和韓國之間。TB/T 3139—2006和GB/T 17729—2009中TVOC的限值是相同的，俄羅斯的要求則遠大于上述兩者。我國的GB/T 27630—2011和GB/T 17729—2009、日本和韓國都對車內(nèi)苯系物的含量作出了規(guī)定，其中GB/T 27630—2011和韓國管控的苯系物相同，日本則未對苯制定限值要求，而GB/T 17729—2009僅要求了甲苯和二甲苯的限值。日本在苯系物的管控上了除了乙苯外，其他物質(zhì)限值要求均嚴于或接近中國的GB/T 27630—2011和韓國；GB/T 27630—2011在甲苯和乙苯的限值上與韓國接近，苯乙烯則與日韓近似。

表4 不同國家的車內(nèi)空氣質(zhì)量管控物質(zhì)及限值 mg/m3

4 軌道交通車輛車內(nèi)VOC的管控建議

隨著人們對空氣質(zhì)量要求的逐步提高，車輛車內(nèi)空氣污染日益引發(fā)關(guān)注，VOC作為車內(nèi)空氣污染的重要來源之一，其管控將勢在必行。因此，借鑒汽車和室內(nèi)空氣的管控經(jīng)驗，對軌道交通車輛車內(nèi)空氣質(zhì)量的管控提出如下建議：

(1) 目前僅有TB/T 3139—2006對車輛車內(nèi)甲醛和TVOC的含量進行了限制。除了甲醛和TVOC外，我國還規(guī)定了室內(nèi)空氣中苯、甲苯和二甲苯的限值。此外，我國對汽車車內(nèi)空氣質(zhì)量還規(guī)定了乙醛、丙烯醛、苯、甲苯、二甲苯、乙苯和苯乙烯的限值要求。因此，在對軌道交通車輛車內(nèi)空氣的管控也可增加上述幾種物質(zhì)。

(2) TB/T 3139—2006中規(guī)定的車內(nèi)空氣質(zhì)量測試方法與材料或零部件的測試方法不同，有必要建立軌道交通車輛內(nèi)飾零部件及材料的相關(guān)測試方法。

(3) 企業(yè)應(yīng)參考國內(nèi)外VOC管控的相關(guān)法律法規(guī)，并結(jié)合自身實際，制定相應(yīng)的企業(yè)標準，為軌道交通車輛車內(nèi)空氣的管控提供依據(jù)。

(4) 軌道交通車輛車內(nèi)VOC所涉及的材料非常多。一方面，可建立軌道交通行業(yè)材料數(shù)據(jù)庫，對軌道交通產(chǎn)品供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)進行信息化管理，便于在產(chǎn)品設(shè)計、制造及生產(chǎn)等過程中對選用材料的環(huán)保情況進行了解和分析；另一方面，應(yīng)建立供應(yīng)鏈全員參與的模式(包括主機廠和各級供應(yīng)商)，實現(xiàn)材料-部件-整車的逐級管理。

(5) 除了采取有效措施積極應(yīng)對外，還應(yīng)加強產(chǎn)品的設(shè)計控制和質(zhì)量管理，并積極探尋更環(huán)保綠色的替代品，在滿足產(chǎn)品功能的同時，提高軌道交通車輛的舒適性和環(huán)保性。

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[2] 中國鐵路總公司. 時速350公里中國標準動車組暫行技術(shù)條件:TJ/CL342—2014[S]. 北京:中國鐵路總公司,2014.

[3] UNIFE. Railway Industry Substance List[Z]. Belgium: Union of European Railway Industries,2011-2017.

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