探讨涂料中有毒有害元素检验检测技术

摘 要：现代生活、工业生产都不开涂料的使用，例如建筑装修、室内装修、管道防腐、机械设备防水等。随着涂料的产能和使用量逐年增加，涂料的安全性、环保性和健康性已经逐渐成为了人们关注的焦点问题。涂料中含有的各类芳烃类有机物、醛类有机物以及重金属都造成人体组织器官功能的缺失，此外这些有机物漂浮到大气中也会造成严重的环境污染。因此，本文归纳了涂料中各类有毒有害物质，并总结了各自的检测方法和研究进展。

关键词：涂料;检测;重金属;甲醛;苯系物;

一、前言

涂料中的含有的有毒有害物会对人体造成严重的健康危害。例如，铅进入到人体神经系统后会造成神经系统不可逆转的毒害，导致儿童治理下降，感官功能受损;铅进入到人体血液系统后会降低血红细胞寿命，引发贫血;醛类、苯类有机物被吸入到人体后，会引发白血病的癌症;铬（6+）进入到人体后不造成遗传性基因缺陷，引发癌变等。挥发性有机溶剂与空气中的尘埃粒子结合后被吸附到体内会长期沉积在肺部无法代谢掉。为了强化涂料市场质量管理、推动环境友好型涂料开发应用、保障我国居民生理健康，本文对常见的涂料有毒有害物质检测技术进行总结。

二、涂料中有毒有害物质标准简述

涂料的毒性与其含有有毒有害物质浓度、有机物官能团数量、金属元素价态等都息息相关，并且不同应用领域的涂料，各类有毒有害物质和元素的限量范围也不同。例如欧盟组织颁布的WEEE&ROHS中对涂料中的铅、汞、铬（6+）和镉等元素做出了明确的限量要求，我国为了应对欧盟组织WEEE&ROHS技术壁垒，也出台了相应的电子信息产品涂料质量管理条例和标准。美国修订的ASTM F963—2008标准中对儿童玩具使用的涂料做出了进一步限定规范，在原有的铅、汞、镉、铬、硒、钡、砷、锑八种元素基础上，增加了总铅含量的限定。我国也在室内建筑涂料、汽车涂料、玩具涂料、人体接触产品涂料等领域中都做出了各自的限定标准。

三、涂料中有害元素测定方法概述

（一）甲醛

涂料中的树脂、胶体等使用过程中都会释放出甲醛，甲醛的释放过程与涂料所处的环境有关，如空气湿度、温度、通风性等。甲醛的定量检测方法包括气相色谱法、液相色谱发、分光光度法、化学滴定法、电化学分析法，其中使用最为便捷的方法为化学滴定法和分光光度法。化学滴定法常用的试剂包括亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫化铵、碘等，分光光度常用的试剂为乙酰丙酮、酚酞、亚硫酸品红等。李玉武等人研究了乙酰丙酮分光光度激法檢测涂料中甲醛含量检测结果的不确定因素。张鑫塘等人研究了国标GB/T 18582-2008中关于水性涂料甲醛含量检测实验中存在的误差因素，发现蒸馏处理涂料时夹带处的乳液会导致甲醛含量检测结果偏低。王昌泽等人使用四氢呋喃溶剂对油性涂料进行预处理，使用2，4-二硝基苯肼作为柱前衍生化试剂对涂料进行衍生转化，在高效液相色谱检测仪器实现了油性涂料中痕量甲醛的精准检测。类似的，魏晶晶使用相同的柱前衍生试剂和方法对水性涂料进行衍生转化，使用甲醇作为预处理溶剂，在高效液相色谱中对水性涂料中的痕量甲醛进行精准检测。

（二）重金属

涂料中添加的催干剂、消光剂、演练等都会含有各种各样的重金属化合物，铜、锡、铅、汞、钴、锌等元素。根据金属形态不同，涂料中的金属元素可以分为可溶性金属和总金属。分光光度法、电化学法、原子吸收光谱法和化学滴定法等都是非常典型的检测涂料中金属含量的方法。其中分光光度法和原子吸收光谱可以检测痕量重金属，而电化学法和化学滴定法则是用于金属浓度相对高的涂料。

分光光度法的使用原理是基于不同的金属元素在显色剂的作用下，会在紫外光或者可见光波长区域内出现特定波段的吸收峰，而对应吸收峰峰面积与待测样品中金属元素的浓度呈正比关系。因此，利用内标法或者外标法，可以实现样品中重金属元素的检测。原子吸收光谱法测量重金属元素的原理是基于基态原子吸收特定波长辐射线的能量后，外层电子从基态跃迁到激发态的过程，该分析方法适用于含有痕量或者微量的重金属元素样品的检测，具有分析速度快、仪器噪音小、信号值稳定、仪器操作简单等特点。根据原子化方式的不同可以分为火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法。

（三）挥发性有机物

大部分挥发性有机物都可以通过气相色谱或者高效液相色谱实现定量检测，但是为了排除其他非挥发性有机物的干扰，通常会使用顶空进样设备或者吸附解析进样方法。

Jutta Begroew等人使用FID作为检测，顶空设备作为进样器，在气相色谱仪器中检测油性涂料中挥发性有机溶剂的含量，并考察了不同顶空设备进样条件下检测结果的差异。张英梅等人使用吹脱-捕集气相色谱法对室内装修涂料中的挥发性有机溶剂进行定性定量检测，发现挥发性有机溶剂中包括了10种氯代烷烃、5种溴代烷烃、6种单环芳烃化合物和5中氯代苯。

（四）苯系物

苯系物时典型的化工原料和中间产物，涂料生产加工也不可避免的使用到各类苯系物。苯系物的检测通常使用气相色谱仪器和气质联用仪器，涂料中苯系物检测前需要使用溶剂对涂料进行萃取分离。

嘉金平等使用直接进样、二硫化碳溶剂萃取、活性炭纤维极性分离三种预处理方法对油性涂料进行预处理，使用气质联用色谱仪对萃取富集样品进行检测，并对比检查结果的差异性。结果表明，三种预处理方法中活性炭纤维极性分离与处理方法对应的检测结果重现性和灵敏度都优于其他两种预处理方法。张轩等人在气相色谱仪器中分别搭载毛细管色谱柱和填充色谱柱两种色谱柱，对比两种色谱对苯系物的定性分离合定量检测结果的差异性。结果表明，毛细管色谱柱的分离效果、检测结果灵敏度、结果准确度都优于填充色谱柱。

四、结语

无论是从涂料生产还是质量监督管理，国家都要强化涂料有毒有害物质含量的监管。国际和我国都相继出台了各种法律法规对涂料中的有毒有害物质种类和含量进行限制，并颁布了一系列检测标准指导厂家、检测结构和相关部门检测涂料中各类有毒有害物质的含量。

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作者简介：

郭爽（1984-）;性别：女，民族：汉  籍贯：辽宁，学历：本科，毕业于渤海大学;现有职称：初级工程师;研究方向：化学化工。