阅读说明：本技术 一种轨道交通车内气味溯源方法 (Method for tracing odor in rail transit vehicle ) 是由 李人哲 钟源 耿妍 关玲玲 张岩 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：一种轨道交通车内气味溯源方法,包括以下步骤：(1)车内挥发性有机物VOCs检测：对整车空气进行采样、检测,进行全谱分析,测得空气样品中所有化合物的成分及含量；(2)根据步骤(1)中得到的化合物,使用Nagata嗅阈值数据作为化合物嗅阈值基础数据库,用来评价对应物质的气味活度值；对于Nagata嗅阈值数据库中未包含的化合物,根据该化合物的物性参数,代入拟合公式进行计算得到对应的化合物嗅阈值信息。(3)根据步骤(2)的结果,计算化合物气味活度值并排序确认气味关键物质。该方法可以保证嗅阈值来源的一致性,气味评价分析充分可靠,并且省去了繁琐的嗅阈值测试工作,避免了嗅阈值测定对人员造成的潜在危害。(A method for tracing the source of odor in a rail transit vehicle comprises the following steps: (1) detecting Volatile Organic Compounds (VOCs) in the vehicle: sampling and detecting the air of the whole vehicle, and performing full spectrum analysis to obtain the components and the contents of all compounds in the air sample; (2) according to the compound obtained in the step (1), using Nagata olfactory threshold value data as a basic database of the olfactory threshold value of the compound to evaluate the odor activity value of the corresponding substance; and substituting the compounds which are not contained in the Nagata olfactory threshold database into a fitting formula according to the physical property parameters of the compounds to calculate corresponding compound olfactory threshold information. (3) And (3) calculating the odor activity value of the compound according to the result of the step (2) and sequencing to confirm the odor key substances. The method can ensure the consistency of the sniffing threshold value source, the smell evaluation analysis is sufficient and reliable, the fussy sniffing threshold value test work is saved, and the potential harm to the personnel caused by sniffing threshold value measurement is avoided.)

一种轨道交通车内气味溯源方法

技术领域

本发明涉及一种轨道交通领域的车内气味溯源方法，尤其是涉及一种基于嗅阈值来源统一和计算预测的轨道交通车内气味溯源方法。

背景技术

近年来，轨道交通的大力发展使其成为人们日常出行的首选工具。为了提升驾驶的安全性和乘坐的舒适性，车内往往会使用大量非金属材料和复合材料，如内装板，塑胶，皮革，胶粘剂等。这些材料往往含有挥发性有机物(VOCs)，因而造成了车内空气质量污染。由VOCs引起的车内空气污染主要分为两种，一种是苯系物、甲醛等有毒有害物质因浓度超标而导致的健康危害，另一种是车内气味对驾乘人员的感官刺激。车内气味因可以直接引起鼻腔、眼睛或呼吸道的不适而受到消费者的广泛关注。为解决气味问题，活性炭吸附、除味硅胶吸附，分子筛进行物理吸附，光触媒降解，烘烤零部件加速VOC释放等方法都被尝试使用，但这些方法未能从根本上解决气味问题，未能从源头上找到气味活性组分。

目前国内外气味测试评价主要依据-德国汽车行业标准VDA270方法。当车内或材料气味较大时，主机厂通过进行气味主观评价，找到气味较大的材料，然后针对该材料进行整改。该方法主要存在以下问题：第一，气味评价完全依赖人员的主观评价，工作量大，且危害人员身体健康，同时没有固定的参考源，结果差异性大；第二，未能确认引起气味的关键物质，无客观数据的支持。

除上述主观气味评价溯源方法外，气味活度值(Odor Activity Value，OAV)，也称阈稀释倍数，也越来越多的被应用于室内或车内空气的气味溯源研究中。对于成分复杂的气体，它用来确切地评价单一化合物对整体气味的贡献作用，其数值为气味化合物浓度与其嗅阈值的比值。该溯源方法通过全谱分析结合化合物的嗅阈值信息来进行气味活度值的计算排序，确认引起气味的关键化合物。解决了主观评价方法无客观数据支持，气味贡献物质不明确的问题，但是存在以下不足之处：第一，恶臭物质种类繁多，仅凭人的嗅觉即可感知到的恶臭物质有4000多种，但是能获得嗅阈值信息的化合物仅600多种，大部分化合物嗅阈值的信息还是空白，全谱分析中多数化合物因缺少嗅阈值信息无法进行气味活度评价；第二：现有嗅阈值数据是各国研究者多年研究累积的成果，但是研究测试方法不统一，经常遇到相同物质嗅阈值结果相差几个数量级的情况，气味活度评价结果可靠性有待考究；第三，嗅阈值的测定对人体存在潜在的危害。

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于嗅阈值来源统一和计算预测的轨道交通车内气味溯源方法，以改善现有气味活度评价中引用嗅阈值来源多，不统一的情况，同时解决大部分化合物嗅阈值信息缺少，气味活度评价不全面，可靠性欠缺的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括以下步骤：

(1)车内挥发性有机物VOCs检测：对整车空气进行采样、检测，进行全谱分析，测得空气样品中所有化合物的成分及含量；

(2)根据步骤(1)中得到的化合物，使用Nagata嗅阈值数据作为化合物嗅阈值基础数据库，用来评价对应物质的气味活度值；对于Nagata嗅阈值数据库中未包含的化合物，根据该化合物的物性参数，代入拟合公式进行计算得到对应的化合物嗅阈值信息。

(3)根据步骤(2)的结果，计算化合物气味活度值并排序确认气味关键物质。

优选的，步骤(1)中，整车采样执行TB/T 3139-2006标准方法，挥发性有机组分采用热脱附/毛细管气相色谱/质谱联用法分析，将得到的总离子流色谱图与标准谱图进行匹配检索，结合色谱保留时间定性，采用外标法进行定量分析，得到挥发性有机组分的定量分析结果和半定量全谱分析结果；醛酮组分采用固相吸附/高效液相色谱法分析，得到醛酮组分的定量分析结果。

优选的，步骤(1)中标准谱图采用NIST17标准谱图。

优选的，步骤(2)中，对于Nagata嗅阈值数据库中未包含的化合物，我们采用依据Nagata数据统计分析得出的拟合公式进行计算得到对应的化合物嗅阈值信息，见公式(1)

Log(1/ODT)＝-1.434+1.077E+0.990S+1.088A+1.490B+1.373V+3.777M+1.820AL+1.453AC+1.205UE (1)

公式中:ODT为嗅阈值，单位mg/m3

E为摩尔折射率，单位(dm³mol^–1)/10

S为偶极性/极化率

A为氢键的酸度和

B为氢键的碱度和

V为原子和化学键贡献数据，M,AL,AC,UE分别为醇类，醛类，酸类，不饱和酯的系数

进一步地，通过查找和采用Gaussian软件计算模拟得到化合物对应的物性参数，计算得出嗅阈值数据。

优选的，步骤(3)中，气味活度值得计算公式见公式(2)，计算得出气味活度值越大的化合物对车内空气气味影响越大。

OAV＝C/ODT (2)

公式中：OAV为物质的气味活度值，无量纲；C为物质的物质浓度，mg/m3；ODT为物质的嗅阈值，mg/m3。

与现有技术相比，本发明所述的基于嗅阈值来源统一和计算预测的轨道交通车内气味溯源方法具有以下优势：第一，优选Nagata数据为本发明的嗅阈值数据库，避免因区域差异和测试方法不同引起的化合物嗅阈值不同导致的气味评价结果差异；第二，采用了依据Nagata嗅阈值数据统计分析拟合出的计算公式，解决了化合物嗅阈值信息缺少的问题，同时保证了嗅阈值来源的一致性，气味评价分析充分可靠。第三，对于缺少嗅阈值信息的化合物，采用公式计算，省去了繁琐的嗅阈值测试工作，节省资源和时间，避免了嗅阈值测定对人员造成的潜在危害。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：常温情况下动车组司机室内气味溯源

包括以下步骤:

1)车内挥发性有机物VOCs检测：

按照TB/T 3139-2006的要求对司机室进行布点，打开车窗、车门通风6h，然后关闭车门和车窗封闭12h后，用Tenax-TA管采集苯系物和TVOC，流速200mL/min，采集15min，用DNPH管采集醛酮类物质，流速800mL/min，采集15min。挥发性有机组分采用热脱附/毛细管气相色谱/质谱联用法分析，将得到的总离子流色谱图与标准谱图进行匹配检索，结合色谱保留时间定性，采用外标法进行定量分析，得到挥发性有机组分的定量分析结果和半定量全谱分析结果；醛酮组分采用固相吸附/高效液相色谱法分析，得到醛酮组分的定量分析结果。

2)根据步骤一中得到的化合物，统一来源和计算嗅阈值信息；

选用Nagata嗅阈值信息为本发明的基础数据库，步骤1)定性得到得化合物优先在此数据库中查找嗅阈值。对于关注的18种化合物，具体嗅阈值情况如表1所示。

表1：18种关注化合物的嗅阈值信息

对于上表中没有嗅阈值信息的化合物苯甲醛和苄醇，采用依据Nagata数据统计分析得出的拟合公式进行计算，具体公式参见公式(1)。公式中涉及的化合物对应的物性参数通过查找文献和采用Gaussian软件计算模拟得到。计算结果见表2。

表2：苄醇和苯甲醛计算参数及嗅阈值信息

3)根据步骤二的结果，计算化合物气味活度值并排序确认气味关键物质

根据公式(2)计算化合物的气味活度值并进行排序，气味活度值越大的化合物对车内空气气味影响越大。计算和排序结果见表3。

表3：18种关注化合物气味活度评价结果

根据本发明所述方法，确认试验动车组司机室内气味贡献前三的物质依次为苯甲醛、苄醇和乙醛。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。