探討涂料中有毒有害元素檢驗檢測技術(shù)

摘 要：現(xiàn)代生活、工業(yè)生產(chǎn)都不開涂料的使用，例如建筑裝修、室內(nèi)裝修、管道防腐、機械設(shè)備防水等。隨著涂料的產(chǎn)能和使用量逐年增加，涂料的安全性、環(huán)保性和健康性已經(jīng)逐漸成為了人們關(guān)注的焦點問題。涂料中含有的各類芳烴類有機物、醛類有機物以及重金屬都造成人體組織器官功能的缺失，此外這些有機物漂浮到大氣中也會造成嚴重的環(huán)境污染。因此，本文歸納了涂料中各類有毒有害物質(zhì)，并總結(jié)了各自的檢測方法和研究進展。

關(guān)鍵詞：涂料;檢測;重金屬;甲醛;苯系物;

一、前言

涂料中的含有的有毒有害物會對人體造成嚴重的健康危害。例如，鉛進入到人體神經(jīng)系統(tǒng)后會造成神經(jīng)系統(tǒng)不可逆轉(zhuǎn)的毒害，導(dǎo)致兒童治理下降，感官功能受損;鉛進入到人體血液系統(tǒng)后會降低血紅細胞壽命，引發(fā)貧血;醛類、苯類有機物被吸入到人體后，會引發(fā)白血病的癌癥;鉻（6+）進入到人體后不造成遺傳性基因缺陷，引發(fā)癌變等。揮發(fā)性有機溶劑與空氣中的塵埃粒子結(jié)合后被吸附到體內(nèi)會長期沉積在肺部無法代謝掉。為了強化涂料市場質(zhì)量管理、推動環(huán)境友好型涂料開發(fā)應(yīng)用、保障我國居民生理健康，本文對常見的涂料有毒有害物質(zhì)檢測技術(shù)進行總結(jié)。

二、涂料中有毒有害物質(zhì)標準簡述

涂料的毒性與其含有有毒有害物質(zhì)濃度、有機物官能團數(shù)量、金屬元素價態(tài)等都息息相關(guān)，并且不同應(yīng)用領(lǐng)域的涂料，各類有毒有害物質(zhì)和元素的限量范圍也不同。例如歐盟組織頒布的WEEE&ROHS中對涂料中的鉛、汞、鉻（6+）和鎘等元素做出了明確的限量要求，我國為了應(yīng)對歐盟組織WEEE&ROHS技術(shù)壁壘，也出臺了相應(yīng)的電子信息產(chǎn)品涂料質(zhì)量管理條例和標準。美國修訂的ASTM F963—2008標準中對兒童玩具使用的涂料做出了進一步限定規(guī)范，在原有的鉛、汞、鎘、鉻、硒、鋇、砷、銻八種元素基礎(chǔ)上，增加了總鉛含量的限定。我國也在室內(nèi)建筑涂料、汽車涂料、玩具涂料、人體接觸產(chǎn)品涂料等領(lǐng)域中都做出了各自的限定標準。

三、涂料中有害元素測定方法概述

（一）甲醛

涂料中的樹脂、膠體等使用過程中都會釋放出甲醛，甲醛的釋放過程與涂料所處的環(huán)境有關(guān)，如空氣濕度、溫度、通風(fēng)性等。甲醛的定量檢測方法包括氣相色譜法、液相色譜發(fā)、分光光度法、化學(xué)滴定法、電化學(xué)分析法，其中使用最為便捷的方法為化學(xué)滴定法和分光光度法。化學(xué)滴定法常用的試劑包括亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫化銨、碘等，分光光度常用的試劑為乙酰丙酮、酚酞、亞硫酸品紅等。李玉武等人研究了乙酰丙酮分光光度激法檢測涂料中甲醛含量檢測結(jié)果的不確定因素。張鑫塘等人研究了國標GB/T 18582-2008中關(guān)于水性涂料甲醛含量檢測實驗中存在的誤差因素，發(fā)現(xiàn)蒸餾處理涂料時夾帶處的乳液會導(dǎo)致甲醛含量檢測結(jié)果偏低。王昌澤等人使用四氫呋喃溶劑對油性涂料進行預(yù)處理，使用2，4-二硝基苯肼作為柱前衍生化試劑對涂料進行衍生轉(zhuǎn)化，在高效液相色譜檢測儀器實現(xiàn)了油性涂料中痕量甲醛的精準檢測。類似的，魏晶晶使用相同的柱前衍生試劑和方法對水性涂料進行衍生轉(zhuǎn)化，使用甲醇作為預(yù)處理溶劑，在高效液相色譜中對水性涂料中的痕量甲醛進行精準檢測。

（二）重金屬

涂料中添加的催干劑、消光劑、演練等都會含有各種各樣的重金屬化合物，銅、錫、鉛、汞、鈷、鋅等元素。根據(jù)金屬形態(tài)不同，涂料中的金屬元素可以分為可溶性金屬和總金屬。分光光度法、電化學(xué)法、原子吸收光譜法和化學(xué)滴定法等都是非常典型的檢測涂料中金屬含量的方法。其中分光光度法和原子吸收光譜可以檢測痕量重金屬，而電化學(xué)法和化學(xué)滴定法則是用于金屬濃度相對高的涂料。

分光光度法的使用原理是基于不同的金屬元素在顯色劑的作用下，會在紫外光或者可見光波長區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)特定波段的吸收峰，而對應(yīng)吸收峰峰面積與待測樣品中金屬元素的濃度呈正比關(guān)系。因此，利用內(nèi)標法或者外標法，可以實現(xiàn)樣品中重金屬元素的檢測。原子吸收光譜法測量重金屬元素的原理是基于基態(tài)原子吸收特定波長輻射線的能量后，外層電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的過程，該分析方法適用于含有痕量或者微量的重金屬元素樣品的檢測，具有分析速度快、儀器噪音小、信號值穩(wěn)定、儀器操作簡單等特點。根據(jù)原子化方式的不同可以分為火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法。

（三）揮發(fā)性有機物

大部分揮發(fā)性有機物都可以通過氣相色譜或者高效液相色譜實現(xiàn)定量檢測，但是為了排除其他非揮發(fā)性有機物的干擾，通常會使用頂空進樣設(shè)備或者吸附解析進樣方法。

Jutta Begroew等人使用FID作為檢測，頂空設(shè)備作為進樣器，在氣相色譜儀器中檢測油性涂料中揮發(fā)性有機溶劑的含量，并考察了不同頂空設(shè)備進樣條件下檢測結(jié)果的差異。張英梅等人使用吹脫-捕集氣相色譜法對室內(nèi)裝修涂料中的揮發(fā)性有機溶劑進行定性定量檢測，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性有機溶劑中包括了10種氯代烷烴、5種溴代烷烴、6種單環(huán)芳烴化合物和5中氯代苯。

（四）苯系物

苯系物時典型的化工原料和中間產(chǎn)物，涂料生產(chǎn)加工也不可避免的使用到各類苯系物。苯系物的檢測通常使用氣相色譜儀器和氣質(zhì)聯(lián)用儀器，涂料中苯系物檢測前需要使用溶劑對涂料進行萃取分離。

嘉金平等使用直接進樣、二硫化碳溶劑萃取、活性炭纖維極性分離三種預(yù)處理方法對油性涂料進行預(yù)處理，使用氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀對萃取富集樣品進行檢測，并對比檢查結(jié)果的差異性。結(jié)果表明，三種預(yù)處理方法中活性炭纖維極性分離與處理方法對應(yīng)的檢測結(jié)果重現(xiàn)性和靈敏度都優(yōu)于其他兩種預(yù)處理方法。張軒等人在氣相色譜儀器中分別搭載毛細管色譜柱和填充色譜柱兩種色譜柱，對比兩種色譜對苯系物的定性分離合定量檢測結(jié)果的差異性。結(jié)果表明，毛細管色譜柱的分離效果、檢測結(jié)果靈敏度、結(jié)果準確度都優(yōu)于填充色譜柱。

四、結(jié)語

無論是從涂料生產(chǎn)還是質(zhì)量監(jiān)督管理，國家都要強化涂料有毒有害物質(zhì)含量的監(jiān)管。國際和我國都相繼出臺了各種法律法規(guī)對涂料中的有毒有害物質(zhì)種類和含量進行限制，并頒布了一系列檢測標準指導(dǎo)廠家、檢測結(jié)構(gòu)和相關(guān)部門檢測涂料中各類有毒有害物質(zhì)的含量。

參考文獻：

[1] 梅一飛， 趙敦忠. 涂料中VOC檢測方法的影響因素及水分測定的探討[J]. 化工標準·計量·質(zhì)量， 2004， 24（3）：28-29.

[2] 陳珠靈， 吳曉萍， 林志盛. 固相微萃取-氣相色譜法測定涂料中苯系物[J]. 分析試驗室， 2003， 22（s1）：163-164.

[3] 李凌偉， 王雄， 王志苗， et al. 建筑裝飾涂料中重金屬元素測定方法的研究[J]. 廣東化工， 2016， 43（7）：197-198.

[4] 李淑玲， 韓銘， 李玉花，等. 內(nèi)墻涂料、膠粘劑和外加劑中游離甲醛測試結(jié)果誤差探討[J]. 新型建筑材料， 2010， 37（8）：83-86.

[5] 梁飛. 探析涂料中有毒有害元素檢驗檢測技術(shù)的研究進展[J]. 化工管理， 519（12）：37-38.

[6] 王德智， 郝成文， 林洪運. 涂料中有毒有害元素檢驗檢測技術(shù)研究進展[J]. 涂料工業(yè)（8）：62-65.

作者簡介：

郭爽（1984-）;性別：女，民族：漢? 籍貫：遼寧，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于渤海大學(xué);現(xiàn)有職稱：初級工程師;研究方向：化學(xué)化工。