涂料中有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀

1、涂料中有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀    摘要：文中闡述了涂料中, 包括甲醛、重金屬、揮發(fā)性有機(jī)化合物(V O C )、苯系物等有毒有害物質(zhì)，并對(duì)有毒有害物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)及其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了說明。 關(guān)鍵詞：涂料有害物質(zhì) 檢測(cè)技術(shù) 研究 中圖分類號(hào)： X327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 前言 涂料中的有害元素主要來自涂料生產(chǎn)過程中使用的各種原材料，如各種顏填料、助劑等會(huì)夾帶來各種元素。由于元素的毒性大小與其存在的形態(tài)、濃度和價(jià)態(tài)有關(guān)，所以在涂料的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)中一般分別對(duì)可溶性元素和元素總量提出要求。 有毒有害物質(zhì) 涂料一般由主要成膜物、次要成膜物(顏料

2、、填料)、輔助成膜物(各類助劑)、揮發(fā)物(溶劑、稀釋劑)所組成。涂料中生態(tài)毒性物質(zhì)的來源是多方面的, 其包括所用的原材料, 生產(chǎn)加工中的化學(xué)處理, 以及為了保證產(chǎn)品質(zhì)量或賦予特殊功能而加入的各種助劑,如甲醛、苯、重金屬、防腐劑、甲苯二異氰酸醋(T DI )以及揮發(fā)性有機(jī)物(V OC )等。 1 甲醛 甲醛是生產(chǎn)涂料用樹脂的常用原料, 釋放甲醛的因素大致有: 樹脂合成時(shí)未反應(yīng)的甲醛; 樹脂中殘留的游離甲醛; 已參與反應(yīng)生成不穩(wěn)定的化合物, 在一定條件下發(fā)生可逆反應(yīng)而釋放的甲醛; 吸附在膠體粒子周圍已質(zhì)子化的甲醛在電解質(zhì)作用下釋放出來。與產(chǎn)品的使用期、室內(nèi)溫度、濕度以及通風(fēng)程度等因素有關(guān)。有資料表

3、明, 在室內(nèi)溫度2030 和相對(duì)濕度30 % 7 0 % 范圍內(nèi), 樹脂中釋放的甲醛濃度與溫度、相對(duì)濕度成正相關(guān)系。甲醛的化學(xué)性質(zhì)十分活潑, 因此可采用多種定量分析方法測(cè)定甲醛, 主要方法有滴定分析法、分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法、電化學(xué)分析法。目前甲醛的滴定分析法主要有: 鹽酸羥胺法、碘量法、亞硫酸鈉法、亞硫酸氫鈉法、氯化銨法。分光光度法主要有乙酞丙酮法、亞硫酸品紅法、酚試劑(MB T H )法等。 2 重金屬 涂料中所含的重金屬來源于涂料生產(chǎn)時(shí)加入的各種助劑, 如催干劑、防污劑、消光劑、顏料和各種填料中所含的雜質(zhì), 如: 錫化合物、汞化合物、銅化合物、鉆化合物、鋅化合物、鉛化合物

4、等。重金屬侵人人體后, 會(huì)逐漸在體內(nèi)蓄積, 并轉(zhuǎn)化成毒性更強(qiáng)的金屬有機(jī)化合物, 使人出現(xiàn)不同程度的中毒癥狀。其毒性大小與金屬類型、理化特性、濃度、存在的價(jià)態(tài)及形態(tài)有關(guān)。 采用分光光度法、原子光譜法、電化學(xué)法測(cè)定痕量金屬元素。涂料中金屬元素含量較低, 一般采用前2 種測(cè)定方法, 容量法適用于金屬元素濃度高的樣品測(cè)定。分光光度法測(cè)定痕量金屬的步驟一般是: 首先溶解樣品, 將樣品中有機(jī)物完全消除, 然后加人各種不同的顯色劑與待測(cè)元素作用, 形成金屬絡(luò)合物(或生成其他有色產(chǎn)物), 最后在分光光度計(jì)仁測(cè)定顯色液的吸光度。 與分光光度法相比, 目前原子光譜分析已成為涂料產(chǎn)品中痕量重金屬分析的首選技術(shù)。這里

5、所說的原子光譜包括原子發(fā)射光譜分析法(主要用于定性半定量分析)、原子吸收光譜分析法(主要用作定量分析) 和等離子體原子發(fā)射光譜。 3 V O C 據(jù)估計(jì), 全世界涂料年產(chǎn)量約2500萬(wàn)噸, 并以3% 的速度增長(zhǎng), 按平均含溶劑40 % 計(jì), 全世界每年排放到大氣中的溶劑約1 0 0 0 萬(wàn)噸, 因此涂料釋放的揮發(fā)性有機(jī)化合物(V O C )是空氣污染的重要來源。涂料產(chǎn)品釋放V O C 氣體的強(qiáng)度隨時(shí)間而變化。在釋放過程中, 還可與室內(nèi)環(huán)境中的粒子相關(guān)聯(lián)或以氣溶膠的形式釋放出來, 作為與粒子結(jié)合的有機(jī)化合物, 它在肺中沉積并可通過獨(dú)特的粒子沉積的暴露途徑對(duì)健康產(chǎn)生影響。V O C的測(cè)定可以采用頂

6、空法和吸附一解吸法, 可將樣品中的揮發(fā)性組分分離出來, 避免其他非揮發(fā)性組分的干擾, 且絕大多數(shù)揮發(fā)性有機(jī)化合物也適合用氣相色譜分析。 4 苯系物 在我國(guó)工業(yè)污染源調(diào)查的17 個(gè)重點(diǎn)行業(yè)中, 苯系物在15個(gè)行業(yè)中都作為產(chǎn)品或原料使用, 苯系物是有毒有害污染源。苯(系物) 的測(cè)定大多采用氣相色譜法, 也有采用氣一質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定的。涂料中的苯(系物) 大多先用溶劑溶解后進(jìn)行測(cè)定。 二、有害元素的儀器分析檢測(cè)技術(shù)概述 1分光光度法作為經(jīng)典的分析方法之一，是將涂料樣品做處理后加入不同的顯色劑與待測(cè)元素作用，形成絡(luò)合物或其他有色物質(zhì)并測(cè)定其吸光度，根據(jù)吸光度與待測(cè)元素濃度成線性關(guān)系進(jìn)行定量。許多標(biāo)準(zhǔn)都

7、采用此法進(jìn)行重金屬分析，如清漆和色漆中的可溶性鉛、六價(jià)鉻等檢測(cè)就應(yīng)用分光光度法。由于許多金屬元素性質(zhì)接近且有些顯色劑選擇性差，使得分光光度法應(yīng)用受到一定限制，隨著新的儀器分析技術(shù)的成熟，其他傳統(tǒng)的元素分析更多傾向選擇原子吸收光譜法或者發(fā)射光譜法等。 2電感耦合等離子體發(fā)射光譜法( ICP-OES /ICP-AES) 是20 世紀(jì)70 年代迅速發(fā)展起來的一種分析方法，與經(jīng)典光譜法相比，它具有優(yōu)異的多元素同時(shí)檢出能力，樣品消耗少，分析速度快，可在幾分鐘內(nèi)同時(shí)作幾十個(gè)元素的定量測(cè)定，并具有很好的檢出限和精密度，對(duì)于多數(shù)元素其檢出限一般為0. 1 100 ng /mL。當(dāng)分析物含量不是很低即明顯高于檢

8、出限時(shí)，其RSD 一般可在1% 以下。ICP 發(fā)射光譜法在一般情況下分析校正曲線具有很寬的線性范圍，操作簡(jiǎn)便易于掌握，特別是適用于液體樣品的分析。許多國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)都將其作為元素分析的基本方法之一，我國(guó)新制定和修訂的涂料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始推薦使用這種方法。ICP 發(fā)射光譜法盡管提高了光源的分析性能，但光譜干擾的問題依然存在，此外，目前ICP OES 儀器價(jià)格還比較高，一次性投入較大，工作時(shí)需要消耗大量氬氣，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，如果不與其他技術(shù)聯(lián)用，還不能直接進(jìn)行價(jià)態(tài)分析等因素也限制了其應(yīng)用范圍。但隨著ICP 技術(shù)的進(jìn)一步成熟，將有著廣闊的前景。 3電感耦合等離子體質(zhì)譜法( ICP MS) 是以ICP 作為質(zhì)譜

9、的離子化源的一種質(zhì)譜分析技術(shù)，與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)分析技術(shù)相比，ICP-MS 技術(shù)提供了更低的檢出限( 可達(dá)x10-12級(jí)) 、分析精密度高、速度快、可進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定，并可提供精確的同位素信息等分析特性，是目前國(guó)際上在這一領(lǐng)域檢測(cè)水平最高的分析技術(shù)之一，是公認(rèn)理想的超痕量元素分析技術(shù)。隨著ICP-MS 技術(shù)的迅速發(fā)展，已被廣泛地應(yīng)用于環(huán)境、材料分析等領(lǐng)域，許多標(biāo)準(zhǔn)已將其作為標(biāo)準(zhǔn)分析方法推薦，國(guó)外許多研究使用該法進(jìn)行樣品中的元素分析。但是由于ICP-MS 目前儀器價(jià)格相當(dāng)昂貴，維護(hù)成本和運(yùn)行費(fèi)用比較高，相對(duì)于ICP-OES 其操作比較復(fù)雜，在常規(guī)分析前仍需由技術(shù)人員進(jìn)行精密調(diào)整，制定方法仍需要相當(dāng)熟練

10、的技術(shù)等原因，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)目前還無(wú)法普及其應(yīng)用。ICP-MS 可以與HPLC 等其他技術(shù)聯(lián)用進(jìn)行元素的形態(tài)等分析，其研究和應(yīng)用將是今后ICP-MS 發(fā)展的重點(diǎn)。 4X射線熒光光譜法( XRF) 作為一種無(wú)損檢測(cè)分析技術(shù)，可直接對(duì)塊狀、液體和粉末樣品進(jìn)行分析，具有分析迅速，可分析元素范圍廣的特點(diǎn)，對(duì)于波長(zhǎng)色散X 射線熒光光譜儀( WDXRF) 和能量色散X 射線熒光光譜儀( EDXRF) ，檢測(cè)范圍為10-5 100%。相對(duì)于AAS、ICP OES、ICP MS 這些元素測(cè)試方法，X 射線熒光光譜法不需要復(fù)雜的樣品前處理，目前已經(jīng)成為WEEE 和ROHS 指令控制的有毒物質(zhì)的重篩選分析技術(shù)之一，近年來的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)把其納入到可選的分析方法之一，并已經(jīng)被許多實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)所采用。不足之處就是，定量分析需要標(biāo)樣，對(duì)輕元素的靈敏度低，但X 射線熒光分析法作為篩選分析有害元素，對(duì)于檢驗(yàn)檢疫等部門進(jìn)行大批量樣品的測(cè)定具有重要意義，可以大大加快樣品的排查速度。 結(jié)束語(yǔ) 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，涂料的生產(chǎn)和消費(fèi)量將不斷地增加，完善并提高涂料中有害元素監(jiān)測(cè)方法，選用合適的分析技術(shù)對(duì)幫助生產(chǎn)企業(yè)提高涂料產(chǎn)品質(zhì)量、保障人體健康具有重要而積極的意義。 參考文獻(xiàn) 1 曹新鑫,何小芳,張鵬斌,衛(wèi)太成.淺議室內(nèi)墻體材料中的有毒有害物質(zhì)污染及其檢測(cè)J. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2007(06)