石棉的法规、应用、检测及控制分析

乔伟

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000;2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)



石棉的法规、应用、检测及控制分析

乔伟1,2

(1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定 071000;2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000)

摘要：石棉是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称，由于具有良好的隔热性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性，良好的抗拉强度，且不易燃烧，故被广泛应用，但石棉对人体的健康具有强烈的危害性，全球主要国家已颁布相关法规禁止使用石棉。这里主要讨论了石棉的应用、危害、法规要求、替代材料等。

关键词：石棉；危害；法规；应用；替代材料；控制

0引言

2012年8月15日，澳大利亚公平竞争和消费者委员会(Australian Compe-tition & Consumer Commission， ACCC)做出决定，将监督约2.6万辆中国产长城和奇瑞汽车进行召回。原因是这些汽车的发动机垫片和排气管垫片中被发现含有石棉。由于石棉有致癌作用，澳大利亚从2004年起就已禁止进口或使用石棉。

目前国内尚未有全面禁止石棉材料在汽车零部件上使用的法令，而石棉的性价比比其他耐热和封闭材料更高，因此，出于成本考虑，石棉在国产汽车的零部件中有着广泛应用。但由于其严重的致癌性，发达国家对石棉的使用进行了严格限制，应用石棉替代材料迫在眉睫。

1石棉的应用

石棉是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称，其种类包括温石棉、青石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等，按照石棉的开采量和应用量，温石棉占石棉总量的90%以上。

由于石棉具有良好的隔热性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性、良好的抗拉强度且不易燃烧，故被广泛应用。人类对石棉的使用已被证明上溯到古埃及(公元前1090—945年)，当时石棉被用来制作法老们的裹尸布。中国周代(公元前1046—256年)已能用石棉纤维制作织物，因沾污后经火烧即洁白如新，故有“火浣布”或“火烷布”之称。经过几千年人类科学技术的发展，作为工业原料或材料的石棉，其应用就更加广泛和重要。

目前，石棉制品或含有石棉的制品有近3 000种，被20多个工业部门所应用，其中较为重要的是汽车、拖拉机、化工、电器设备等制造部门。石棉应用情况见表1。

根据石棉具有较高的机械强度、耐热性和摩擦性能，石棉长期被广泛应用在传动机械和交通工具制造中，而汽车业是石棉应用量第二大的行业。

汽车行业主要应用的部位有发动机、变速器、进排气系统的密封垫，如缸体、缸盖密封垫，节气门密封垫，机油泵密封垫，油底壳密封垫等，及油封等密封部位、制动系统的刹车部位等都含有石棉成分。

表1　石棉应用情况

2石棉危害[1]

石棉本身并无毒害，最大危害来自于它的纤维，这是一种非常细小、肉眼几乎看不见的纤维，当这些细小的纤维通过呼吸、饮食等进入人体后就会附着并沉积在肺部，经过20～40年的潜伏期后易诱发肺癌等肺部疾病。

据统计，世界上估计有40万重度石棉接触工人，其中至少16万(35%～40%)将预期死于与石棉有关的癌症。在欧洲，据预测至2020年因石棉公害引发肺癌而致死者将达到50万人。而在日本，预计到2040年将有10万人因此而死亡。

另外，在生产或生活中接触石棉的人(例如居住在石棉厂附近的居民)都有可能患上以下3种致命的疾病。

(1)石棉肺

吸入的石棉纤维沉积在肺部，造成瘫痕组织硬化和肺变形，患者的呼吸越来越吃力，随着对肺的血液供应变弱，肺功能的效率降低，心脏处于紧张状态，肺泡、气囊增厚。潜伏期长达4年以上。石棉肺经常并发支气管炎、肺气肿和支气管扩张。

(2)恶性间皮瘤

一种无法治愈的癌症，已从罕见病变成了常见病，多见于闪石类石棉作业者。没有患石棉肺的接触者也可能患上这种顽疾，早期很难发现，一经确诊，患者的生命一般不超过2年。我国石棉污染区的间皮瘤的百万人发病率高达85人，而一般人群仅为1人。

(3)与石棉有关的肺癌(支气管癌)

这是另一种恶性肿瘤，如果患者有吸烟习惯，得病风险比非吸烟者高5倍。世界卫生组织的职业健康专家说：“石棉是最主要的职业致癌物，导致的死亡是所有职业癌症死亡中的54%”。

尤其值得注意的是，在同等条件下，女职工患癌症的死亡率高于男职工。据调查，我国石棉污染区居民肺癌发病率为一般居民的6倍。

3全球石棉法规

石棉在给人类文明做出贡献的同时，也给人类健康、世界经济产生了极为不利的负面影响。至今为止，已有数以千计的工人因石棉造成的疾病死亡。各国为此而付出的专项赔偿金已高达数千亿美元，一些企业也因无力赔偿而破产倒闭。

基于此，出于保护环境和健康的考虑，绝大多数国家颁布石棉控制或禁止法规，部分国家颁布的关于石棉的法规见表2。

表2　全球部分国家关于石棉要求

4石棉的检测方法

由于石棉的特性及危害，全球石棉的检测标准及方法较多，主要偏光显微镜法、扫描电镜分析法、X射线衍射法等[2]。

虽然石棉测试方法很多，但由于石棉出现的环境不同，评价目的不同，选择的方法也不同，因此没有哪一种测试可以解决全部问题。需要将其相结合才能保证检测的有效性和准确性，现在使用较为广泛的主要有3种检测仪器：偏光显微镜(PLM)、扫描电镜能谱仪系统(SEM-EDS)、X射线衍射仪(XRD)。

现在国内汽车相关企业也在使用XRD+PLM相结合的方式进行石棉检测，依据的检测标准如表3所示。

表3　石棉主要检测设备及方法[3]

某测试机构统计，根据对金属、橡胶、塑料、保温棉、编织物等各种材料的上万个样品的检测分析，并结合检测结果对各种材料含石棉的风险性进行了评估。

将可能含有石棉样品的风险按级别划分H、M、L、N，表示如下：

H：高风险，直接取样、实验分析确认；

M：中等风险，需进一步信息确认或实验分析确认；

L：低风险，可通过简单信息判断不含有石棉；

N：无风险，材料本身没有含有石棉可能。

各种材料的石棉风险性评估见表4。

表4　各种材料的石棉风险性评估

5石棉替代材料

石棉在各类制品中的应用已有多年的历史，但其强致癌性已受到世界各国的广泛关注，因此开发、应用其环保替代产品尤为重要，常见的石棉替代材料见表5。

表5　石棉替代材料

非石棉摩擦材料种类很多，若根据材料的基体材质划分，目前主要有金属基摩擦材料、非金属基摩擦材料、半金属基摩擦材料3大类。表6为常见的非石棉摩擦材料种类。

表6　非石棉摩擦种类及性能

非石棉垫片类材料。由于汽车许多部件，如发动机、变速器、排气部位等都需要进行隔热、密封，因此需要采用环保的替代石棉材料，主要有以下几种：

(1)非石棉的非金属石棉密封垫。主要有芳纶纤维、植物纤维、碳/石墨纤维、玻璃纤维、芳砜纶纤维、岩棉酚醛树脂系列、纤维磷酸盐纤维等。目前上述材料已广泛用于石油、电力、建筑、冶金、纺织、国防和交通运输等行业[6]。

(2)金属及金属复合密封材料。石墨金属复合材料是由石墨、金属板、黏接剂等加工而成的三合板材，适用于温度比较高的排气管等部位；金属橡胶复合材料由金属板做衬板，用氟胶、丁腈胶、硅胶等橡胶做胶层，通过粘接加工而成的三层板[2]；纤维橡胶金属复合材料由金属板、用抄取板或滚压板制成的纤维橡胶材料，通过粘接加工而成的三层板；金属材料。可采用HV550度以上的钢材，加工而成的单层、双层或多层钢垫代替石棉垫片。

6企业的控制体系建议

为有效保证原材料、最终产品中不含石棉成分，除了开展日常检测外(检测成本高)，需要将石棉禁用要求纳入企业质量管理体系和标准中，通过系统的梳理，建立石棉控制标准，融入产品开发过程中。

在产品开发之初，供应商选择的时候明确石棉禁用要求，要求供应商承诺产品不含石棉；

在产品开发过程中，在合同/协议中增加石棉禁用要求，并要求进行材料检测；

加强过程管控，要求下游厂商提供产品不含石棉的承诺书，并要求下游厂家申报其产品的材料物质信息，或在CAMDS系统上进行材料物质申报；

产品SOP之前，PPAP阶段要求提供石棉检测报告，作为产品质量合格手段之一；

正式生产后，汽车主机厂在最终来料进行例行抽检验证。

通过体系和标准完善，约束下游供应商，降低检测成本和抱怨。

7结束语

削减石棉使用，保护人们健康，正越来越强烈地得到了人们的关注。消除石棉危害最优先、最终结的途径就是使用无石棉产品，需要国家、企业积极开展无石棉材料技术开发应用，让石棉早日消失。

参考文献:

【1】鲍俊，王全林.石棉控制法规浅析[J].中国标准化,2011(2):55.

【2】鲍俊，王全林.石棉控制法规及其检测方法[J].岩矿测试,2011,30(5):644-653.

【3】徐小茗，高源，李艳秋,等.石棉纤维检测的现状与未来研究方向[J].中国矿业,2012,21(3):119-122.

【4】张金庆.车辆无石棉摩擦材料的研究进展[J].农业装备与车辆工程,2006(8):36-38.

【5】李绍忠.汽车摩擦材料的变革与非石棉摩擦材料的发展[J].汽车科技,2004(2):4-7.

【6】杨雄麟.石棉的替代品开发现状[J].安徽科技,1995(1):3-4.

【7】陈政龙，胡宏伟，侯世忠,等.几种常用石棉检测方法的特点探究[J].材料开发与应用,2013,28(5):89-94.

【8】季军宏，黄岩睿.国外石棉检测标准比较[J].中国船检,2014(8):64-67.

【9】钱寅国,谢苏江,童壮根,等.氟橡胶及其与金属的粘结[J].化工装备技术,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

作者简介：乔伟(1989—),男，工程师，研究方向为整车有毒有害物质法规搜集、有毒有害物质应用、替代技术的研究等。E-mail：weiqiaoxx@126.com。

中图分类号:TB39

文献标志码：A

文章编号：1674-1986(2016)01-083-04