石棉的法規(guī)、應(yīng)用、檢測及控制分析

喬偉

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

?

石棉的法規(guī)、應(yīng)用、檢測及控制分析

喬偉1,2

(1.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北保定 071000;2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

摘要：石棉是天然的纖維狀的硅酸鹽類礦物質(zhì)的總稱，由于具有良好的隔熱性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性，良好的抗拉強(qiáng)度，且不易燃燒，故被廣泛應(yīng)用，但石棉對人體的健康具有強(qiáng)烈的危害性，全球主要國家已頒布相關(guān)法規(guī)禁止使用石棉。這里主要討論了石棉的應(yīng)用、危害、法規(guī)要求、替代材料等。

關(guān)鍵詞：石棉；危害；法規(guī)；應(yīng)用；替代材料；控制

0引言

2012年8月15日，澳大利亞公平競爭和消費(fèi)者委員會(huì)(Australian Compe-tition & Consumer Commission， ACCC)做出決定，將監(jiān)督約2.6萬輛中國產(chǎn)長城和奇瑞汽車進(jìn)行召回。原因是這些汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)墊片和排氣管墊片中被發(fā)現(xiàn)含有石棉。由于石棉有致癌作用，澳大利亞從2004年起就已禁止進(jìn)口或使用石棉。

目前國內(nèi)尚未有全面禁止石棉材料在汽車零部件上使用的法令，而石棉的性價(jià)比比其他耐熱和封閉材料更高，因此，出于成本考慮，石棉在國產(chǎn)汽車的零部件中有著廣泛應(yīng)用。但由于其嚴(yán)重的致癌性，發(fā)達(dá)國家對石棉的使用進(jìn)行了嚴(yán)格限制，應(yīng)用石棉替代材料迫在眉睫。

1石棉的應(yīng)用

石棉是天然的纖維狀的硅酸鹽類礦物質(zhì)的總稱，其種類包括溫石棉、青石棉、陽起石石棉、直閃石石棉、鐵石棉、透閃石石棉等，按照石棉的開采量和應(yīng)用量，溫石棉占石棉總量的90%以上。

由于石棉具有良好的隔熱性、耐磨性、耐腐蝕性、絕緣性、良好的抗拉強(qiáng)度且不易燃燒，故被廣泛應(yīng)用。人類對石棉的使用已被證明上溯到古埃及(公元前1090—945年)，當(dāng)時(shí)石棉被用來制作法老們的裹尸布。中國周代(公元前1046—256年)已能用石棉纖維制作織物，因沾污后經(jīng)火燒即潔白如新，故有“火浣布”或“火烷布”之稱。經(jīng)過幾千年人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為工業(yè)原料或材料的石棉，其應(yīng)用就更加廣泛和重要。

目前，石棉制品或含有石棉的制品有近3 000種，被20多個(gè)工業(yè)部門所應(yīng)用，其中較為重要的是汽車、拖拉機(jī)、化工、電器設(shè)備等制造部門。石棉應(yīng)用情況見表1。

根據(jù)石棉具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和摩擦性能，石棉長期被廣泛應(yīng)用在傳動(dòng)機(jī)械和交通工具制造中，而汽車業(yè)是石棉應(yīng)用量第二大的行業(yè)。

汽車行業(yè)主要應(yīng)用的部位有發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、進(jìn)排氣系統(tǒng)的密封墊，如缸體、缸蓋密封墊，節(jié)氣門密封墊，機(jī)油泵密封墊，油底殼密封墊等，及油封等密封部位、制動(dòng)系統(tǒng)的剎車部位等都含有石棉成分。

表1　石棉應(yīng)用情況

2石棉危害[1]

石棉本身并無毒害，最大危害來自于它的纖維，這是一種非常細(xì)小、肉眼幾乎看不見的纖維，當(dāng)這些細(xì)小的纖維通過呼吸、飲食等進(jìn)入人體后就會(huì)附著并沉積在肺部，經(jīng)過20～40年的潛伏期后易誘發(fā)肺癌等肺部疾病。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上估計(jì)有40萬重度石棉接觸工人，其中至少16萬(35%～40%)將預(yù)期死于與石棉有關(guān)的癌癥。在歐洲，據(jù)預(yù)測至2020年因石棉公害引發(fā)肺癌而致死者將達(dá)到50萬人。而在日本，預(yù)計(jì)到2040年將有10萬人因此而死亡。

另外，在生產(chǎn)或生活中接觸石棉的人(例如居住在石棉廠附近的居民)都有可能患上以下3種致命的疾病。

(1)石棉肺

吸入的石棉纖維沉積在肺部，造成癱痕組織硬化和肺變形，患者的呼吸越來越吃力，隨著對肺的血液供應(yīng)變?nèi)?，肺功能的效率降低，心臟處于緊張狀態(tài)，肺泡、氣囊增厚。潛伏期長達(dá)4年以上。石棉肺經(jīng)常并發(fā)支氣管炎、肺氣腫和支氣管擴(kuò)張。

(2)惡性間皮瘤

一種無法治愈的癌癥，已從罕見病變成了常見病，多見于閃石類石棉作業(yè)者。沒有患石棉肺的接觸者也可能患上這種頑疾，早期很難發(fā)現(xiàn)，一經(jīng)確診，患者的生命一般不超過2年。我國石棉污染區(qū)的間皮瘤的百萬人發(fā)病率高達(dá)85人，而一般人群僅為1人。

(3)與石棉有關(guān)的肺癌(支氣管癌)

這是另一種惡性腫瘤，如果患者有吸煙習(xí)慣，得病風(fēng)險(xiǎn)比非吸煙者高5倍。世界衛(wèi)生組織的職業(yè)健康專家說：“石棉是最主要的職業(yè)致癌物，導(dǎo)致的死亡是所有職業(yè)癌癥死亡中的54%”。

尤其值得注意的是，在同等條件下，女職工患癌癥的死亡率高于男職工。據(jù)調(diào)查，我國石棉污染區(qū)居民肺癌發(fā)病率為一般居民的6倍。

3全球石棉法規(guī)

石棉在給人類文明做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也給人類健康、世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了極為不利的負(fù)面影響。至今為止，已有數(shù)以千計(jì)的工人因石棉造成的疾病死亡。各國為此而付出的專項(xiàng)賠償金已高達(dá)數(shù)千億美元，一些企業(yè)也因無力賠償而破產(chǎn)倒閉。

基于此，出于保護(hù)環(huán)境和健康的考慮，絕大多數(shù)國家頒布石棉控制或禁止法規(guī)，部分國家頒布的關(guān)于石棉的法規(guī)見表2。

表2　全球部分國家關(guān)于石棉要求

4石棉的檢測方法

由于石棉的特性及危害，全球石棉的檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法較多，主要偏光顯微鏡法、掃描電鏡分析法、X射線衍射法等[2]。

雖然石棉測試方法很多，但由于石棉出現(xiàn)的環(huán)境不同，評價(jià)目的不同，選擇的方法也不同，因此沒有哪一種測試可以解決全部問題。需要將其相結(jié)合才能保證檢測的有效性和準(zhǔn)確性，現(xiàn)在使用較為廣泛的主要有3種檢測儀器：偏光顯微鏡(PLM)、掃描電鏡能譜儀系統(tǒng)(SEM-EDS)、X射線衍射儀(XRD)。

現(xiàn)在國內(nèi)汽車相關(guān)企業(yè)也在使用XRD+PLM相結(jié)合的方式進(jìn)行石棉檢測，依據(jù)的檢測標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3　石棉主要檢測設(shè)備及方法[3]

某測試機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)對金屬、橡膠、塑料、保溫棉、編織物等各種材料的上萬個(gè)樣品的檢測分析，并結(jié)合檢測結(jié)果對各種材料含石棉的風(fēng)險(xiǎn)性進(jìn)行了評估。

將可能含有石棉樣品的風(fēng)險(xiǎn)按級別劃分H、M、L、N，表示如下：

H：高風(fēng)險(xiǎn)，直接取樣、實(shí)驗(yàn)分析確認(rèn)；

M：中等風(fēng)險(xiǎn)，需進(jìn)一步信息確認(rèn)或?qū)嶒?yàn)分析確認(rèn)；

L：低風(fēng)險(xiǎn)，可通過簡單信息判斷不含有石棉；

N：無風(fēng)險(xiǎn)，材料本身沒有含有石棉可能。

各種材料的石棉風(fēng)險(xiǎn)性評估見表4。

表4　各種材料的石棉風(fēng)險(xiǎn)性評估

5石棉替代材料

石棉在各類制品中的應(yīng)用已有多年的歷史，但其強(qiáng)致癌性已受到世界各國的廣泛關(guān)注，因此開發(fā)、應(yīng)用其環(huán)保替代產(chǎn)品尤為重要，常見的石棉替代材料見表5。

表5　石棉替代材料

非石棉摩擦材料種類很多，若根據(jù)材料的基體材質(zhì)劃分，目前主要有金屬基摩擦材料、非金屬基摩擦材料、半金屬基摩擦材料3大類。表6為常見的非石棉摩擦材料種類。

表6　非石棉摩擦種類及性能

非石棉墊片類材料。由于汽車許多部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、排氣部位等都需要進(jìn)行隔熱、密封，因此需要采用環(huán)保的替代石棉材料，主要有以下幾種：

(1)非石棉的非金屬石棉密封墊。主要有芳綸纖維、植物纖維、碳/石墨纖維、玻璃纖維、芳砜綸纖維、巖棉酚醛樹脂系列、纖維磷酸鹽纖維等。目前上述材料已廣泛用于石油、電力、建筑、冶金、紡織、國防和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)[6]。

(2)金屬及金屬復(fù)合密封材料。石墨金屬復(fù)合材料是由石墨、金屬板、黏接劑等加工而成的三合板材，適用于溫度比較高的排氣管等部位；金屬橡膠復(fù)合材料由金屬板做襯板，用氟膠、丁腈膠、硅膠等橡膠做膠層，通過粘接加工而成的三層板[2]；纖維橡膠金屬復(fù)合材料由金屬板、用抄取板或滾壓板制成的纖維橡膠材料，通過粘接加工而成的三層板；金屬材料?？刹捎肏V550度以上的鋼材，加工而成的單層、雙層或多層鋼墊代替石棉墊片。

6企業(yè)的控制體系建議

為有效保證原材料、最終產(chǎn)品中不含石棉成分，除了開展日常檢測外(檢測成本高)，需要將石棉禁用要求納入企業(yè)質(zhì)量管理體系和標(biāo)準(zhǔn)中，通過系統(tǒng)的梳理，建立石棉控制標(biāo)準(zhǔn)，融入產(chǎn)品開發(fā)過程中。

在產(chǎn)品開發(fā)之初，供應(yīng)商選擇的時(shí)候明確石棉禁用要求，要求供應(yīng)商承諾產(chǎn)品不含石棉；

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，在合同/協(xié)議中增加石棉禁用要求，并要求進(jìn)行材料檢測；

加強(qiáng)過程管控，要求下游廠商提供產(chǎn)品不含石棉的承諾書，并要求下游廠家申報(bào)其產(chǎn)品的材料物質(zhì)信息，或在CAMDS系統(tǒng)上進(jìn)行材料物質(zhì)申報(bào)；

產(chǎn)品SOP之前，PPAP階段要求提供石棉檢測報(bào)告，作為產(chǎn)品質(zhì)量合格手段之一；

正式生產(chǎn)后，汽車主機(jī)廠在最終來料進(jìn)行例行抽檢驗(yàn)證。

通過體系和標(biāo)準(zhǔn)完善，約束下游供應(yīng)商，降低檢測成本和抱怨。

7結(jié)束語

削減石棉使用，保護(hù)人們健康，正越來越強(qiáng)烈地得到了人們的關(guān)注。消除石棉危害最優(yōu)先、最終結(jié)的途徑就是使用無石棉產(chǎn)品，需要國家、企業(yè)積極開展無石棉材料技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，讓石棉早日消失。

參考文獻(xiàn):

【1】鮑俊，王全林.石棉控制法規(guī)淺析[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化,2011(2):55.

【2】鮑俊，王全林.石棉控制法規(guī)及其檢測方法[J].巖礦測試,2011,30(5):644-653.

【3】徐小茗，高源，李艷秋,等.石棉纖維檢測的現(xiàn)狀與未來研究方向[J].中國礦業(yè),2012,21(3):119-122.

【4】張金慶.車輛無石棉摩擦材料的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2006(8):36-38.

【5】李紹忠.汽車摩擦材料的變革與非石棉摩擦材料的發(fā)展[J].汽車科技,2004(2):4-7.

【6】楊雄麟.石棉的替代品開發(fā)現(xiàn)狀[J].安徽科技,1995(1):3-4.

【7】陳政龍，胡宏偉，侯世忠,等.幾種常用石棉檢測方法的特點(diǎn)探究[J].材料開發(fā)與應(yīng)用,2013,28(5):89-94.

【8】季軍宏，黃巖睿.國外石棉檢測標(biāo)準(zhǔn)比較[J].中國船檢,2014(8):64-67.

【9】錢寅國,謝蘇江,童壯根,等.氟橡膠及其與金屬的粘結(jié)[J].化工裝備技術(shù),2009,30(4):52-55.

Technical Analysis for Asbestos，Its Restriction Regulation，Application and Substitute in Vehicle Products

QIAO Wei1,2

(1.Research & Development Center of Great Wall Motor Company, Baoding Hebei 071000,China;2.Automotive Engineering Research Institute of Hebei Province, Baoding Hebei 071000,China)

Abstract:Asbestos is a general term for fiber shape natural silicate mineral , because of its good heat insulation, wear resistance, corrosion resistance, insulation resistance, good tensile strength, and resistance to burn, it is widely applied. But asbestos has a strong harmfulness on human health, global main countries have enacted relevant regulations prohibiting the use of asbestos. The asbestos hazards and regulatory requirements, application and alternative materials were discussed mainly.

Keywords:Asbestos; Harm; Restrict statute; Appliance; Substitute materials; Control

收稿日期：2015-10-13

作者簡介：喬偉(1989—),男，工程師，研究方向?yàn)檎囉卸居泻ξ镔|(zhì)法規(guī)搜集、有毒有害物質(zhì)應(yīng)用、替代技術(shù)的研究等。E-mail：weiqiaoxx@126.com。

中圖分類號:TB39

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-1986(2016)01-083-04