汽車尾氣造成的城市空氣污染問題，已日益受到重視；但是對于汽車內部的空氣質量問題，目前的關注還不多，對于車內污染的研究資料還很有限。一般而言，城市空氣問題的研究者，通常把目光集中在城市空氣污染以及它對車外人員的危害上。然而隨著城市車輛的增長和出行的需要，人們在車內度過的時間也越來越多，車內污染已成為對人體健康產(chǎn)生影響的一個重要因素。

        2012年3月1日，國家標準GB/T 27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》正式開始實施，但是，該標準是針對無司乘人員的靜態(tài)車輛的，主要目的是要求汽車制造廠家應用環(huán)保材料，并不適用于行駛中的動態(tài)車輛。

        1  車內空氣動態(tài)凈化技術

        在車內采用動態(tài)凈化技術的目的在于保證汽車動態(tài)行駛時，車內空氣新鮮度高、司乘人員導致的異味和煙霧少、通過泄漏等途徑帶入的碳氫化合物能被有效凈化。

        下面是幾種常見的車內空氣凈化器原理：

        （1）濾網(wǎng)式車廂空氣凈化器

        采用風扇強制換氣，利用多孔性濾材，如無紡布、濾紙、纖維、泡棉等，對空氣中的懸浮顆粒、有害氣體進行吸附，從而凈化空氣。

        （2）靜電集塵式車廂空氣凈化器

        靜電濾網(wǎng)是在無紡布纖維內植入正負向永久性電荷，使布面上充滿高伏特數(shù)的強力靜電，用來吸附空氣中的懸浮粒子，使有害人體的分子在通過濾網(wǎng)時被吸附在濾網(wǎng)內。

        （3）臭氧車廂空氣凈化器

        臭氧消毒是屬于用車內的空調循環(huán)系統(tǒng)進行消毒的方式，使用專用的消毒液進入循環(huán)系統(tǒng)，可將車內的異味除去，有一定的消毒除菌作用，特別是針對胺、煙堿、細菌等。

        （4）納米光催化車廂空氣凈化器 (也稱光觸媒技術)

        光觸媒是將附著在有效介質上的納米級 TIO2顆粒通過特定光源的照射，產(chǎn)生一種“電子一空穴”對(一種高能粒子)，這種“電子一空穴”對和周圍的水、氧氣發(fā)生作用后具有極強的氧化—還原能力，能將空氣中甲醛、苯等污染物直接分解成無害無味的物質，以及破壞細菌的細胞壁，殺滅細菌并分解其絲網(wǎng)菌體，從而達到消除空氣污染的目的。

     2.低溫等離子體凈化技術 

        2.1  低溫等離子體概念與分類

        通常，物質的狀態(tài)分為固、液、氣三態(tài)。但若對氣體使以某種手段如：放電、放熱、輻射等使氣體分子電離和離解，當產(chǎn)生的帶電粒子達到一定數(shù)值時，物質狀態(tài)出現(xiàn)了新變化，此時的電離氣體已不再是原來的氣體，而應稱作等離子體。等離子體是物質存在的第四種狀態(tài)，它是電子、離子、原子、分子或自由基等粒子組成的集合體。

        等離子體的狀態(tài)主要取決于它的組成粒子、粒子密度和粒子溫度。通常，我們令電子溫度為TE，離子溫度為TI，中性粒子為TG，考慮到“熱容”，等離子體的宏觀溫度當取決于重粒子的溫度。依據(jù)等離子體的粒子溫度，可以把等離子體分為兩大類，即熱平衡等離子體和非熱平衡等離子體。

        當TE=TI時，稱為熱平衡等離子體，簡稱熱等離子體。這類等離子體不僅電子溫度高，重粒子溫度也高。由于等離子體輻射的緣故，各種粒子的溫度幾乎近似相等（TE≈TI≈TG），組成也接近平衡組成的等離子體。

        當TE≥TI時，稱為非平衡態(tài)的等離子體。其電子溫度高達 104K以上，而離子和原子之類的重粒子溫度卻可低到300K～500K，按其重粒子溫度也叫做低溫等離子體或冷等離子體。相對熱平衡等離子而言，非平衡態(tài)的等離子體的電子具有足夠高的能量使反應物分子激發(fā)、離解和電離，同時反應體系又可保持低溫，乃至接近室溫。

        2.2  低溫等離子體技術的優(yōu)點

        低溫等離子體中最具活力的是高能電子，通過高能電子的作用，一方面可使空氣中的懸浮顆粒荷電、有毒有害氣體分解、離解，空氣微生物氧化，進而達到凈化空氣的目的。另一方面可使電負性高的氣體分子（如氧分子、氮分子）帶上電子成為負離子，從而達到清新空氣的目的。這兩方面的綜合結果顯示，低溫等離子技術不僅可以凈化空氣，同時，還可以清新空氣，這是其他任何技術無法比擬的。

        2.3 低溫等離子體技術的凈化原理

        當電極間加上電壓時，電極空間里的電子從電場中獲得能量加速運動。電子在運動過程中和氣體分子發(fā)生碰撞，結果使得氣體分子電離，激發(fā)或吸附電子成負離子。電子在碰撞過程中，產(chǎn)生三種可能的結果：第一種是電離中性氣體產(chǎn)生離子和衍生電子，衍生電子又加入到電離電子的行列維持電離的繼續(xù)；第二種是與電子親和力高的分子（如O2，H2O等）碰撞，被這些分子吸收形成負離子；第三種是和一些氣體分子碰撞使其激發(fā)，激發(fā)態(tài)的分子極不穩(wěn)定，很快回到基態(tài)輻射出光子，具有足夠能量的光子照射到電暈極上有可能導致光電離而產(chǎn)生光電子，光電子對放電維持有貢獻。經(jīng)過電子碰撞后的氣體分子，形成了具有高活性的粒子，這些活性粒子形成等離子場。等離子場中會產(chǎn)生大量的羥基、高能自由基和高能紫外光子，通過持續(xù)的電暈放電和流光放電，使通過其中的細菌、病毒和有害氣體被直接電離、擊穿和氣化、使經(jīng)過其中的VOCS成份中的H、C、F等化學鍵發(fā)生置換反應，從根本上使空氣得到凈化。

        下圖1是國內某款采用低溫等離子體技術、具有獨立空氣循環(huán)系統(tǒng)的車用動態(tài)空氣凈化裝置；圖2為空氣凈化裝置在車內安裝位置。

圖1 空氣凈化裝置

圖2 空氣凈化裝置安裝位置示意圖

1-出風口 2-等離子體處理部件3-空調處理系統(tǒng)4-等離子體處理部件 5-外循環(huán)進風口 6-風扇7-等離子體處理部件 8-內循環(huán)進風口

        如上圖2所示，當打開外循環(huán)時：空氣從外循環(huán)進風口進入車內，經(jīng)過等離子體處理將空氣中的塵埃粒子沉降，進入空調系統(tǒng)；再通過低溫高電壓放電形式形成等離子場，等離子場中會產(chǎn)生大量的羥基、高能自由基和高能紫外光子，通過持續(xù)的電暈放電和流光放電，使通過其中的細菌、病毒和有害氣體被直接電離、擊穿和氣化、使經(jīng)過其中的 VOCS成份中的H、C、F等化學鍵發(fā)生置換反應，從根本上使空氣得到凈化。

        當打開內循環(huán)時，空氣凈化裝置將車內空氣中可吸入顆粒物及甲醛等污染物去除，并產(chǎn)生負離子，從而使空氣得到凈化。

        3.動態(tài)空氣凈化裝置實驗數(shù)據(jù)及結果分析

        通過從某款剛下線的新車取樣后，將樣品送到第三方檢測中心檢測。由于主要污染物為甲醛和苯，因此只對這兩種污染物進行嚴格跟蹤檢測，并以此來檢驗新型動態(tài)空氣凈化裝置的凈化效果。采樣環(huán)境及結果如下表1、2所示：

 表1 車內空氣質量檢測記錄

  表2 新型車用動態(tài)空氣凈化裝置檢測記錄（單位MG/M3）

        注：此初始值為靜態(tài)凈化后的污染物濃度

        國家標準 GB/T 27630-2011《乘用車內空氣質量評價指南》的“車內空氣中有機物濃度要求”：苯的濃度≤0.11MG/M3，甲醛的濃度≤0.10MG/M3。比較兩者甲醛和苯的濃度值，明顯可以看出等離子體凈化器的優(yōu)越凈化效果。甲醛從0.14MG/M3降低到0.03 MG/M3，僅為國家規(guī)定標準限值的三分之一；苯的濃度值也從0.25 MG/M3降為0.04 MG/M3，也大大低于標準限值的0.11 MG/M3。

        4.車用動態(tài)空氣凈化裝置凈化效果

        目前此款車用動態(tài)空氣凈化裝置已落實到若干車型，經(jīng)過除煙霧試驗、感官試驗及空氣凈化測試，凈化效果明顯：處理前甲醛濃度0.131MG/M3，超出國家室內標準＜0.1MG/M3；處理后甲醛濃度僅0.088MG/M3，滿足國家標準。

        5.結論

        車用動態(tài)空氣凈化裝置凈化效果明顯，可以有效控制車內有害物質，如甲醛，苯等。

        車內空氣質量已成為汽車品質的一個重要參數(shù)指標，直接影響汽車的銷售。汽車企業(yè)只有創(chuàng)造安全、健康的車內環(huán)境，才可使其產(chǎn)品具有更強的市場競爭力。