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我国消费品相关领域多环芳烃限制要求及检测标准进展

2021-03-17

轻工标准与质量 2021年1期
关键词:芳烃消费品管控

(通标标准技术服务(天津)有限公司,天津 300457)

多环芳烃是由二个或多个苯环相互键结而形成的芳烃类碳氢化合物,简称PAHs。多环芳烃主要有两种结构形式,一种是非稠环型,包括联苯及联多苯和多苯代脂肪烃;另一种是稠环型,即两个碳原子为两个苯环所共有。由于两种多环芳烃毒性差异,标准及法规所禁止的均为稠环芳烃。

多环芳烃来源分为天然源和人工源两种。对人类影响最大的多环芳烃污染主要是人类生产生活过程中产生的,标准及法规也主要是从多环芳烃的人工来源角度进行管控。人工原因造成的多环芳烃污染源很多[1],按照对人类的危害途径可分为空气污染导致的吸入危害,水体和食物污染导致的食入危害和含有多环芳烃的制品的接触危害。消费品产品配方中的某些材料中含有多环芳烃,或加工过程中生成的多环芳烃副产物最终导致消费品中含有多环芳烃,在这些消费品的使用、储存过程中,既可以造成多环芳烃的吸入危害,也可以造成接触危害。含多环芳烃的高风险产品领域主要有:橡胶、塑料、涂料、含高沸点石油产品、沥青、煤焦油及炭黑[2,3]等的制品。

国外如世界卫生组织、欧盟、美国等长期以来都在重点研究和管控多环芳烃的危害,我国也在各领域对多环芳烃进行管控,在消费品及相关领域,我国有众多的管控标准及测试标准。

1 我国消费品相关领域多环芳烃限制标准概览

1.1 我国消费品相关领域多环芳烃的限制标准统计

我国消费品相关领域对多环芳烃的限制标准及其对应的检测标准见表1。其中限制标准类型主要是国家强制标准和国家推荐标准,还有少量的行业标准、团体标准与地方标准。

1.2 我国消费相关品领域多环芳烃测试标准概览

除表1 的多环芳烃限制标准所涉及的测试标准外,表2 还罗列了国内消费品相关领域多环芳烃的其它测试标准。

2 对我国多环芳烃标准现状及问题的讨论

2.1 我国多环芳烃的管控标准现状及问题

(1)我国管控的多环芳烃物质种类及限值,不同领域差异比较大。与食物相关的领域以管控苯并(a)芘为主,在除涂料以外的消费品领域管控多环芳烃。而在涂料领域却只管控了萘和蒽两种组份,其限值也很高,与其它领域不匹配,综合国内外管控标准及法规,萘和蒽两种组份并不是多环芳烃类的有效代表。

在管控16 种或18 种多环芳烃的领域,大多是参考美国或德国,美国EPA 监控的16 种多环芳烃多年来没有变化,而德国从2005 年至今多环芳烃的管控数量及限制已经变化了多次,德国所管控的18 种,来源于ZEK 01.4-08[4]及AfPS GS 2014:01 PAK[5]时期的管控,从2019 年开始德国AfPS GS 2019:01 PAK[6]将多环芳烃管控数量变更为15 种,并于2020年生效。因此我国相关领域制定管控多环芳烃种类时还要考虑参考标的的稳定性,同时建议加强有害物质的风险评估等理论研究。

表1 我国消费相关品领域对多环芳烃的限制/检测标准

表2 表1 未涵盖的国内多环芳烃测试标准

(2)各领域所使用的标准类型并不一致,很多领域使用强制性标准进行强制管控,但是有些领域只使用了推荐性标准,实际管控力度要打折扣。另外管控领域覆盖不全面,无法覆盖人们日常接触的所有消费品种类。例如GB 28481 只管控塑料家具,而其它家居用品、生活电器等则无法对应管控标准。

再者产品标准与有害物质控制标准交叉使用,有时会出现重复规定,或出现管控漏洞,标准之间的协同关联度不够。例如塑料、橡胶等材料中多环芳烃的重要污染源之一的炭黑,在其产品标准GB 3778-2011、GB/T 7044-2013 中,均没有列出多环芳烃的限制指标。在需要重点管控多环芳烃的合成橡胶领域[7],在2014 年之前也看不到多环芳烃的限制指标。仅在自2014 年开始全国陆续发生毒跑道事件之后的几年时间里,在运动场用材料领域,一些团体、地方、甚至国家标准才开始陆续出台,很明显是由于事件影响而采取的纠错,管控办法依然不够系统。我们可以借鉴欧盟的经验,出台消费品有害物质普适性管控标准。例如欧盟REACH 法规(欧盟关于化学品注册、评估、许可和限制的法规)对多环芳烃管控的部分产品范围为“消费品能与皮肤接触的塑料或橡胶部件”、“玩具和儿童保育用品能与皮肤接触的的塑料或橡胶部件”。

2020 年11 月19 日,人们期待多年的所谓“中国版REACH 限制物质”标准GB/T 39498-2020“消费品中重点化学物质使用控制指南”终于发布,众多管控缺失的领域终于有可依据的标准了,但上述主要问题依然存在。此外还存在如下问题:首先是对多环芳烃的限制,这部标准采纳了欧盟REACH 管控的8 种多环芳烃,然而在其“检测方法标准”列表中并没有列明多环芳烃的测试标准,在应用时会发生歧义甚至争议;其次这部标准是推荐性标准,而且指明为“控制建议”,今后执行力度有待验证;再者是这部标准与我国现有标准的协同问题,怎样梳理现存标准之间的关系,或是取缔一些重复或矛盾的标准使得标准体系简洁化,是今后需要解决的问题。

2.2 我国多环芳烃的测试标准现状及问题

(1)我国各领域多环芳烃测试标准众多,本文统计了50余个测试标准,见表1 及表2。这些标准按不同领域、不同基质的样品以及选用不同仪器的测试方法,其前处理方式各不相同,归纳为溶剂萃取法、液液萃取法、固相萃取(SPE)吸附富集法、静态顶空法。其中液体样品使用液液萃取或SPE 富集法以得到比较低的检测限,固态样品几乎都选用溶剂萃取法,只有1 个标准采用静态顶空法。多环芳烃的沸点都比较高,使用顶空法是否合理,下文会讨论。按照萃取设备不同,溶剂萃取法分为超声萃取、索氏萃取、微波萃取、加压流体萃取(或称快速溶剂萃取)及其它提取器提取。超声萃取由于简单、方便、效率高而成为最多采用的萃取方法。相比超声、索氏等提取方式,加压流体萃取效率更高,但是由于设备更昂贵、工作效率更低,因此测试成本更高一些。我国绝大部分领域都没有考虑加压流体萃取方法,只有土壤领域及涂料领域个别方法将加压流体萃取作为可选萃取方式之一,按理说土壤样品比较疏松,相比塑料、橡胶等类的样品更容易提取。

在测试仪器的选择方面,绝大多数标准选择了气相色谱-质谱法或高效液相色谱法;个别标准由于只测试苯并(a)芘,选用了分光光度法;只有橡胶、柴油材料分别使用了核磁共振法和超临界流体色谱法,其中核磁共振法具有特异选择性,测试非线性多环芳烃,所得结果与其它仪器测试结果不同;而超临界流体色谱法只测试多环芳烃总量,无法测试单一含量。

(2)这些测试标准涵盖我国众多部门,行政划分过细,而且很多测试标准缺乏管控标准支持,其利用率有限,表2 所涉及测试标准均难以匹配管控标准。在没有管控标准的领域,仅仅有测试标准不足以有效管控多环芳烃污染的风险。例如电子电器产品的4 个测试标准GB/T 29784.1~4、炭黑测试标准GB/T 3780.28、热塑性弹性体测试标准GB/T 29616 等,这些领域均没有对应的管控标准。

(3)很多测试标准内容雷同,这些雷同的标准主要是标准所隶属的行业或机构或起草方的不同造成的。例如食品领域SN/T 4000 与GB 5009.265、纺织品领域SN/T 3338 与GB/T 28189、鞋类领域SN/T 2926 与GB/T 33391 及GB/T 33427等存在标准重复现象。另外服饰、鞋类、家具、电子电器、玩具及儿童用品、体育场馆塑胶等产品领域,所需要测试的材料均可以归类为织物、皮革、聚合物(塑料及橡胶)等,这些材料只要在测试时分开归类,是可以使用一套测试方法实现的,例如鞋类标准GB/T 33391 的测试范围就是织物、皮革、聚合物三类材料,而表1 及表2 在这些领域却有近20 个测试内容相似的标准。在我国统一的大市场条件下,雷同的标准是社会资源的浪费。相比德国及欧盟仅使用了少数测试标准就能基本涵盖除食品及水质之外的大部分消费品领域。

(4)少数测试标准直接明确对标国际标准,如鞋类、橡胶类。有些标准则需要完善提高,如防水涂料限制和测试标准使用的是建材行业标准JC 1066-2008,其对有害物质管控的第4 章为强制性的。其附录B 是针对第4 章所管控的C6~C8 芳烃及萘和蒽等限制指标配套的测试方法,选择90℃静态顶空及气相色谱法进行测试。在实际工作中发现,此测试条件相比溶剂提取类测试方法(如涂料中多环芳烃测试方法GB/T 36488-2018),萘、蒽的结果要低数倍之多。多环芳烃沸点都比较高,顶空方法测试数据无法表征样品中的实际含量。很多类型的防水涂料添加高沸点溶剂或改性剂,即使是单组份聚氨酯涂料也是如此,高沸点芳烃是优良的溶剂及改性剂并被广泛使用。高沸点芳烃溶剂中会夹杂大量多环芳烃,其因欧盟限制轮胎填充油中的多环芳烃而被大家熟知[3]。与轮胎使用填充油类似,这些溶剂添加到防水涂料中会带来多环芳烃的污染,仅通过监测萘和蒽2 个组份来表征多环芳烃的含有情况,此表征方式并不全面。同时国家强制性标准GB 50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》要求室内材料禁止使用“重质苯”,以及某些材料禁止使用“煤焦油”、“沥青”材料,而多环芳烃是“重质苯”、“煤焦油”、“沥青”材料中的伴生产物。另外,防水涂料领域如JGJ 298、JC 1066 等标准对萘、蒽等多环芳烃标记物限值过于宽泛。因此JGJ 298、JC 1066 与JC 1066附录B 这套限制+测试组合是否能够与GB 50325 协同并达到限制目的,值得重新论证。

3 结束语

我国的消费品有害物质管控方面还有很多漏洞,还有很多工作急需弥补。同时由于国内消费升级造成国内生产、消费领域面临新局面,需要有适合于我们国民健康发展的标准法规体系来进行相应的管控,使我国从生产、消费等各个领域均达到比较高的水准。因此,急需推进、深化标准体系改革,以适应我国不断增强的国力,在国际上提升我国的产品地位、标准地位,为我国进一步的开放及发展铺平道路。

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