星空體育官網(wǎng)近日出臺的《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地》(征求意見稿)明確規(guī)定了合成材料面層中有害物質(zhì)的限量要求,以規(guī)范合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地建設(shè)行業(yè)的發(fā)展秩序,促進(jìn)行業(yè)健康有序發(fā)展,為我國廣大中小學(xué)生提供一個(gè)安全可靠的運(yùn)動(dòng)環(huán)境。
那么,都包括哪些有害物質(zhì)?它們的危害是什么?有害物質(zhì)的限量又是如何確定的?請接著往下看。
由于室外運(yùn)動(dòng)場地受陽光照射、氣流的影響,合成材料面層材料有可能形成可吸入顆粒物,因此除通過皮膚接觸暴露外,還有可能通過呼吸道危害中小學(xué)生健康。因此,有必要規(guī)定可溶性重金屬的含量限值。
鉛可作為聚氨酯材料的催化劑或者塑膠跑道面層的顏料存在于合成材料面層中。生物體不需要鉛,鉛暴露對絕大多數(shù)的生物都有毒。兒童是鉛中毒的易感人群,鉛暴露嚴(yán)重?fù)p害兒童健康,包括大腦和神經(jīng)系統(tǒng)損傷、生長發(fā)育緩慢、學(xué)習(xí)和行為問題、聽力和語言障礙,導(dǎo)致兒童智商降低、注意力不集中、在校表現(xiàn)不佳。因此,要積極預(yù)防兒童鉛中毒。鉛的毒性作用沒有閾值,即鉛進(jìn)入體內(nèi)就有毒,因此,“零血鉛”已成為臨床控制兒童鉛中毒的目標(biāo)。
鎘是一種生物蓄積性強(qiáng)、毒性持久、具有“三致”作用的重金屬,攝入過量的鎘對生物體的危害極其嚴(yán)重,導(dǎo)致腎臟、肝臟、肺部、骨骼、生殖器官的損傷,對免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等具有毒性效應(yīng),進(jìn)而引發(fā)多種疾病。因此,各個(gè)國家和國際組織在各種消費(fèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中均制訂了鎘元素的含量或濃度限值。
環(huán)境中的鉻主要以Cr3+和Cr6+兩種價(jià)態(tài)存在。鉻暴露可能來自天然源和工業(yè)源。鉻的天然來源主要是巖石風(fēng)化產(chǎn)生的Cr3+,它是人體必需的微量元素。金屬鉻和Cr3+的毒性很小,對呼吸道有刺激作用。自然環(huán)境中Cr3+可以氧化為Cr6+。Cr6+為強(qiáng)氧化劑,對皮膚、黏膜有刺激和腐蝕作用,已確認(rèn)為致癌物,其毒性是Cr3+的100倍。人體可以將一定量的Cr6+解毒轉(zhuǎn)化為Cr3+。對于急性(短期)和慢性(長期)吸入暴露,Cr6+毒性作用的主要靶器官為呼吸道。急性暴露于Cr6+的情況下,出現(xiàn)呼吸短促、咳嗽和氣喘;慢性暴露出現(xiàn)隔膜穿孔和潰瘍、支氣管炎、肺功能降低、肺炎等其它呼吸道效應(yīng)。人類研究明確表明,Cr6+是一種人類致癌物,導(dǎo)致肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加。
汞在自然界分布廣泛,但是濃度不高,主要以元素汞、一價(jià)和二價(jià)無機(jī)鹽和有機(jī)化合物的形式存在。元素汞在室溫下是液態(tài)的,其毒性比無機(jī)或有機(jī)汞的毒性小。汞蒸汽壓高,如果加熱,汞蒸氣劇毒。汞的無機(jī)離子在水中溶解度不同。一般來說,二價(jià)汞鹽可溶于水。汞離子可以解構(gòu)酶從而產(chǎn)生高毒性。有機(jī)汞對人體健康危害最大。汞具有神經(jīng)、腎臟和免疫毒性。對子宮內(nèi)胎兒和子代早期的發(fā)育期特別危險(xiǎn)。發(fā)育期內(nèi)的任何急性或慢性汞暴露都可能產(chǎn)生不良健康影響。汞是一種全球性的污染物,主要通過水生食物鏈進(jìn)行生物累積,對兒童造成嚴(yán)重的健康危害。理想情況下,兒童和成年人身體中都不應(yīng)該存在汞,因?yàn)樗谏砩蠜]有益處。預(yù)防是減少汞中毒的關(guān)鍵。因此,各個(gè)國家政府或國際組織均在消費(fèi)產(chǎn)品和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中限制汞的含量。
鄰苯二甲酸酯在人體和動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮著類似雌性激素的作用,可干擾內(nèi)分泌系統(tǒng),可能使男子量和數(shù)量減少,運(yùn)動(dòng)能力低下,形態(tài)異常,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致睪丸癌,尤其對正在處于生長發(fā)育期的兒童,此類物質(zhì)的危害更大,因此各國都出臺了相應(yīng)的法規(guī)對這類物質(zhì)進(jìn)行限定。
多環(huán)芳烴對人體的主要危害部位是呼吸道和皮膚,常見癥狀有日光性皮炎、痤瘡型皮炎、毛囊炎及疣狀物等。長期處于多環(huán)芳烴污染的環(huán)境中,可引起急性或慢性傷害。已證明作業(yè)場所內(nèi)高水平的多環(huán)芳烴吸入暴露會(huì)導(dǎo)致呼吸道影響和人體免疫系統(tǒng)抑制。有些多環(huán)芳烴影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腎臟和肝臟功能發(fā)育。多環(huán)芳烴的健康影響與暴露頻率、持續(xù)時(shí)間、多環(huán)芳烴的含量和暴露途徑(吸入、經(jīng)口攝入、皮膚接觸)相關(guān),一些國家和國際組織規(guī)定了消費(fèi)產(chǎn)品、食品和環(huán)境介質(zhì)的多環(huán)芳烴限值。
根據(jù)歐盟化學(xué)物質(zhì)信息系統(tǒng)(ESIS),短鏈氯化石蠟屬于可能致癌的物質(zhì),長期接觸可能引起皮膚干裂,可增加鼠類肝、甲狀腺、腎的腺瘤和癌的發(fā)病率,并對水生生物有劇毒,可能對水生環(huán)境造成長期有害影響,是具有持久性、生物積累性、有毒物質(zhì)的一類化合物。
MOCA主要用作現(xiàn)澆型聚氨酯材料的擴(kuò)鏈劑,被列入我國《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015版)》。哺乳動(dòng)物試驗(yàn)表明MOCA能增加大鼠肺腺癌、肝腺瘤和肝癌、乳腺癌和乳腺纖維腫瘤等癌癥效應(yīng)水平,在我國致癌性分類中為1A類(歐盟為1B類)。
由于室外運(yùn)動(dòng)場地受陽光照射、氣流的影響,合成材料面層材料有可能形成可吸入顆粒物,因此除通過皮膚接觸暴露外,還有可能通過呼吸道危害中小學(xué)生健康。因此,有必要規(guī)定可溶性重金屬的含量限值。
鉛可作為聚氨酯材料的催化劑或者塑膠跑道面層的顏料存在于合成材料面層中。生物體不需要鉛,鉛暴露對絕大多數(shù)的生物都有毒。兒童是鉛中毒的易感人群,鉛暴露嚴(yán)重?fù)p害兒童健康,包括大腦和神經(jīng)系統(tǒng)損傷、生長發(fā)育緩慢、學(xué)習(xí)和行為問題、聽力和語言障礙,導(dǎo)致兒童智商降低、注意力不集中、在校表現(xiàn)不佳。因此,要積極預(yù)防兒童鉛中毒。鉛的毒性作用沒有閾值,即鉛進(jìn)入體內(nèi)就有毒,因此,“零血鉛”已成為臨床控制兒童鉛中毒的目標(biāo)。
美國消費(fèi)品安全委員會(huì)(CPCS)消費(fèi)者產(chǎn)品安全條例CFR 1303要求:兒童產(chǎn)品、玩具類、兒童護(hù)理品油漆和表面涂層中鉛含量限值為90 mg/kg。歐盟玩具安全指令Directive 2009/48/EC規(guī)定玩具油漆和表面涂層的限值,干燥、易碎、粉狀或彎曲的玩具材料中,不超過13.5 mg/kg;其他玩具中不超過90 mg/kg。
隨著技術(shù)進(jìn)步,已經(jīng)出現(xiàn)鉛催化劑替代產(chǎn)品,運(yùn)動(dòng)場地表面顆粒顏料也有低鉛和無鉛產(chǎn)品。起草組通過調(diào)研比較國內(nèi)外合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(見表10),同時(shí)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性,將固體原料和成品中可溶性鉛含量限值設(shè)定為50 mg/kg。
鎘是一種生物蓄積性強(qiáng)、毒性持久、具有“三致”作用的重金屬,攝入過量的鎘對生物體的危害極其嚴(yán)重,導(dǎo)致腎臟、肝臟、肺部、骨骼、生殖器官的損傷,對免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等具有毒性效應(yīng),進(jìn)而引發(fā)多種疾病。因此,各個(gè)國家和國際組織在各種消費(fèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中均制訂了鎘元素的含量或濃度限值。
起草組通過調(diào)研比較國內(nèi)外合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地和兒童玩具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(見表11),并從中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地的使用特性上,秉持安全和科學(xué)的原則,采納GB/T 22517.6-2011中鎘元素的限值10 mg/kg。
環(huán)境中的鉻主要以Cr3+和Cr6+兩種價(jià)態(tài)存在。鉻暴露可能來自天然源和工業(yè)源。鉻的天然來源主要是巖石風(fēng)化產(chǎn)生的Cr3+,它是人體必需的微量元素。金屬鉻和Cr3+的毒性很小,對呼吸道有刺激作用。自然環(huán)境中Cr3+可以氧化為Cr6+星空體育。Cr6+為強(qiáng)氧化劑,對皮膚、黏膜有刺激和腐蝕作用,已確認(rèn)為致癌物,其毒性是Cr3+的100倍。人體可以將一定量的Cr6+解毒轉(zhuǎn)化為Cr3+。對于急性(短期)和慢性(長期)吸入暴露,Cr6+毒性作用的主要靶器官為呼吸道星空體育。急性暴露于Cr6+的情況下,出現(xiàn)呼吸短促、咳嗽和氣喘;慢性暴露出現(xiàn)隔膜穿孔和潰瘍、支氣管炎、肺功能降低、肺炎等其它呼吸道效應(yīng)。人類研究明確表明,Cr6+是一種人類致癌物,導(dǎo)致肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增加。動(dòng)物研究已經(jīng)表明Cr6+通過吸入暴露引起肺部腫瘤。因此,各個(gè)國家政府或國際組織均在消費(fèi)產(chǎn)品和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中限制鉻或Cr6+的含量。
起草組通過調(diào)研比較國內(nèi)外合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地和兒童玩具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(見表12),并從中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地的使用特性上,秉持安全和科學(xué)的原則,采納GB/T 22517.6-2011中鉻元素的限值10 mg/kg。
汞在自然界分布廣泛,但是濃度不高,主要以元素汞、一價(jià)和二價(jià)無機(jī)鹽和有機(jī)化合物的形式存在。元素汞在室溫下是液態(tài)的,其毒性比無機(jī)或有機(jī)汞的毒性小。汞蒸汽壓高,如果加熱,汞蒸氣劇毒。汞的無機(jī)離子在水中溶解度不同。一般來說,二價(jià)汞鹽可溶于水。汞離子可以解構(gòu)酶從而產(chǎn)生高毒性。有機(jī)汞對人體健康危害最大。汞具有神經(jīng)、腎臟和免疫毒性。對子宮內(nèi)胎兒和子代早期的發(fā)育期特別危險(xiǎn)。發(fā)育期內(nèi)的任何急性或慢性汞暴露都可能產(chǎn)生不良健康影響。汞是一種全球性的污染物,主要通過水生食物鏈進(jìn)行生物累積,對兒童造成嚴(yán)重的健康危害。理想情況下,兒童和成年人身體中都不應(yīng)該存在汞,因?yàn)樗谏砩蠜]有益處。預(yù)防是減少汞中毒的關(guān)鍵。因此,各個(gè)國家政府或國際組織均在消費(fèi)產(chǎn)品和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中限制汞的含量。
起草組通過調(diào)研比較國內(nèi)外合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地和兒童玩具相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(見表13),并從中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地的使用特性上,秉持安全和科學(xué)的原則,采納GB/T 22517.6-2011中汞元素的限值2mg/kg。
鄰苯二甲酸酯在人體和動(dòng)物體內(nèi)發(fā)揮著類似雌性激素的作用,可干擾內(nèi)分泌系統(tǒng),可能使男子量和數(shù)量減少,運(yùn)動(dòng)能力低下,形態(tài)異常,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致睪丸癌,尤其對正在處于生長發(fā)育期的兒童,此類物質(zhì)的危害更大,因此各國都出臺了相應(yīng)的法規(guī)對這類物質(zhì)進(jìn)行限定(見表14)。
合成材料面層中有可能加入該類物質(zhì)作為增塑劑,應(yīng)控制其含量。本標(biāo)準(zhǔn)參考GB 22753《玩具表面涂層技術(shù)條件》的限值并從嚴(yán)限制,對6種鄰苯二甲酸酯類增塑劑進(jìn)行限定,其中DBP+BBP+DEHP總和≤1 g/kg,DNOP+DINP+DIDP的總和≤1 g/kg。
3.2.1.2.2.1 方法編制參照資料 附錄E中鄰苯二甲酸酯類化合物的測試(氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)法)制訂過程中主要參考了以下標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料:
?、?GB/T 22048-2015《玩具及兒童用品中特定鄰苯二甲酸酯增塑劑的測定》
?、?GB/T 30646-2014 《涂料中鄰苯二甲酸酯含量的測定氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法》
?、?GB/T 29786-2013 《電子電氣產(chǎn)品中鄰苯二甲酸酯的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》
?、?GB/T 28599-2012 《化妝品中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的測定》
依據(jù)3.2.1.2.2.1中的標(biāo)準(zhǔn),目前用于鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)含量測定的方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜法、氣相色譜法、高效液相色譜法、高效液相色譜-質(zhì)譜法等。
雖然氣相色譜法及高效液相色譜法均能對鄰苯二甲酸酯進(jìn)行檢測,但是檢測靈敏度較低,檢出限較高,無法對痕量鄰苯二甲酸酯類化合物進(jìn)行檢測。氣相色譜-質(zhì)譜法是目前測試實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)儀器,由于使用質(zhì)譜進(jìn)行定性定量分析,其靈敏度高,方法檢出限低,能通過選擇掃描離子的方式對背景干擾進(jìn)行排除。因此本標(biāo)準(zhǔn)選用氣相色譜-質(zhì)譜法。
對于樣品前處理,目前主流方法有兩種——有機(jī)溶劑超聲萃取法和索氏提取法。索氏提取法存在提取時(shí)間長、操作復(fù)雜、易摻入雜質(zhì)等缺點(diǎn),不易對批量樣品進(jìn)行處理,本標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T 29786-2013《電子電氣產(chǎn)品中鄰苯二甲酸酯的測定氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》中用乙酸乙酯或其他合適溶劑超聲的方法進(jìn)行,為達(dá)到更好的萃取效果,選擇在60 ℃水溫下超聲萃取60 min。
配制包括空白溶液在內(nèi)的6個(gè)不同濃度的鄰苯二甲酸酯類標(biāo)準(zhǔn)溶液(DBP、BBP、DEHP、DNOP:0.1 mg/L~20 mg/L,DINP、DIDP:1 mg/L~50 mg/L)每個(gè)進(jìn)樣三次,用三次測量的平均峰面積與相應(yīng)的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。各鄰苯二甲酸酯化合物對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線)檢出限
多環(huán)芳烴是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的碳?xì)浠衔铮ㄝ?、蒽、菲、芘?150余種化合物,有些多環(huán)芳烴還含有氮星空體育、硫和環(huán)戊烷。大量的多環(huán)芳烴歸類為致癌、誘變或生殖毒性物質(zhì)。常見的具有致癌作用的多環(huán)芳烴多為四到六環(huán)的稠環(huán)化合物。國際癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94種對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物致癌的化合物,其中15種屬于多環(huán)芳烴。由于苯并[a]芘是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)環(huán)境化學(xué)致癌物,且致癌性很強(qiáng),故常以苯并[a]芘作為多環(huán)芳烴的代表,它占全部致癌性多環(huán)芳烴1%-20%。其他多環(huán)芳烴的毒性以苯并[a]芘的毒性當(dāng)量表示。美國環(huán)保署對16種多環(huán)芳烴、歐盟REACH法規(guī)對橡膠制品中8種多環(huán)芳烴、歐盟對玩具橡膠中18種多環(huán)芳烴采取規(guī)制措施。
多環(huán)芳烴的人為來源包括各種礦物燃料、木材、紙以及其他含碳?xì)浠衔锏牟煌耆紵蛟谶€原狀態(tài)下熱解而形成的有毒污染物。多環(huán)芳烴常存在于原油、木餾油、焦油、染料、塑料、橡膠、潤滑油、防銹油、脫膜劑、汽油阻凝劑、電容電解液、礦物油、柏油等石化產(chǎn)品中。
多環(huán)芳烴對人體的主要危害部位是呼吸道和皮膚,常見癥狀有日光性皮炎、痤瘡型皮炎、毛囊炎及疣狀物等。長期處于多環(huán)芳烴污染的環(huán)境中,可引起急性或慢性傷害。已證明作業(yè)場所內(nèi)高水平的多環(huán)芳烴吸入暴露會(huì)導(dǎo)致呼吸道影響和人體免疫系統(tǒng)抑制。有些多環(huán)芳烴影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腎臟和肝臟功能發(fā)育。多環(huán)芳烴的健康影響與暴露頻率、持續(xù)時(shí)間、多環(huán)芳烴的含量和暴露途徑(吸入、經(jīng)口攝入、皮膚接觸)相關(guān),一些國家和國際組織規(guī)定了消費(fèi)產(chǎn)品、食品和環(huán)境介質(zhì)的多環(huán)芳烴限值。歐洲土壤多環(huán)芳烴污染程度分為4級,見表19。我國土壤污染狀況調(diào)查評價(jià)中,多環(huán)芳烴類的評價(jià)參考值是100μg/kg。
橡膠或彈性體的生產(chǎn)過程中添加增塑劑油(填充油)或炭黑,使材料具有不同的力學(xué)和工藝性能,多環(huán)芳烴是填充油和炭黑的固有成分。消費(fèi)者直接接觸的橡膠或彈性橡膠物品(包括兒童玩具)中可以檢出100多種多環(huán)芳烴。鑒于兒童比成人對有毒有害化學(xué)物質(zhì)更加敏感,必須做出更加嚴(yán)格的安全要求。德國兒童癌癥登記處的數(shù)據(jù)表明,從1980年初到2006年德國15歲以下的兒童癌癥發(fā)病率增加約17%。惡性腫瘤是兒童死亡的最主要原因之一。為了保護(hù)兒童身體健康,迫切需要采取措施為兒童降低所有來源的致癌、致畸、生殖毒性物質(zhì)暴露。玩具是兒童多環(huán)芳烴暴露的重要途徑之一,皮膚接觸暴露量和吸入暴露量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)口攝入量。因此,德國一直在推進(jìn)歐盟REACH法規(guī)制定,更加嚴(yán)格規(guī)定兒童玩具中多環(huán)芳烴的限值。
GB 19272-2011《室外健身器材的安全 通用要求》中5.2.6指出,表面易接觸材料中16種多環(huán)芳烴總量應(yīng)小于10 mg/kg。2013年歐盟REACH法規(guī)附錄17第50條修正案考慮到兒童的易感性特別規(guī)定,8種多環(huán)芳烴在玩具中任何一種的含量均不得超過0.5 mg/kg。歐盟指令2009/48/EC和德國GS認(rèn)證針對玩具中18種多環(huán)芳烴規(guī)定了更加嚴(yán)格的限值(詳見表20)。韓國標(biāo)準(zhǔn)KS F 3888 - 2:2016《室外體育設(shè)施-彈性填充材料》規(guī)定,彈性表面運(yùn)動(dòng)場地上層18種多環(huán)芳烴和下層的8種多環(huán)芳烴總量分別不得超過10mg/kg。上層材料和下層材料中的苯并[a]芘含量均不得超過1mg/kg。
經(jīng)起草組多次研討,對于合成材料面層成品,建議采用歐盟指令2009/48/EC中對類別3中其他產(chǎn)品的PAH限值,規(guī)定苯并[a]芘限值為≤1 mg/kg, 18種PAH總和≤50 mg/kg??紤]到合成材料面層的表面層、人造草面層的填充顆粒更易與人體接觸,因此進(jìn)一步規(guī)定合成材料面層表面5mm內(nèi)以及人造草面層的填充顆粒中18種PAH總和≤20 mg/kg。
a)GB/T 29614-2013以乙酸乙酯作為萃取溶劑,在60℃水溫下超聲提取60 min星空體育,然后進(jìn)行檢測;
從表21結(jié)果可見,GB/T 29784.2-2013的處理方法,所得測試結(jié)果大部分偏低,這與其前處理步驟較多,每一步驟均產(chǎn)生損失有一定關(guān)系。且該方法需使用甲苯進(jìn)行萃取,對操作人員及環(huán)境也會(huì)造成污染;而GB/T 29614-2013的前處理較簡單,由于步驟較少所得測試結(jié)果普遍高于另一方法,能滿足檢測需要。
?。?)標(biāo)準(zhǔn)曲線 mg/L的18種多環(huán)芳烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(均加入內(nèi)標(biāo)混合液)。以待測物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、待測物和對應(yīng)內(nèi)標(biāo)物峰面積比值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。各多環(huán)芳烴對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及相關(guān)系數(shù)如下表。
選取最低濃度點(diǎn)溶液,按本方法進(jìn)行10次各PAHs含量的測試,結(jié)果如表23所示,并以稱樣量為0.5g,萃取液為10mL計(jì)算,根據(jù)下述計(jì)算公式得到各多環(huán)芳烴含量的測試方法檢出限,結(jié)果如表23所示。
由表可見,多環(huán)芳烴化合物檢出限范圍在0.05 mg/kg~0.10 mg/kg,考慮到不同實(shí)驗(yàn)室之間評價(jià)結(jié)果的差異性,以及本標(biāo)準(zhǔn)確定的苯并[a]芘限量值(1.0 mg/kg)的檢測需要,本方法確定各化合物檢出限為0.1 mg/kg。
選取陽性樣品三份(其中合成材料運(yùn)動(dòng)場地面層成品1份、原料顆粒2份),分別進(jìn)行6次平行測定,計(jì)算測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,結(jié)果如表24所示。
可見,對陽性樣品,無論成品還是原料顆粒,其對PAHs及苯并[a]芘重復(fù)測試結(jié)果RSD在3.0%~9.8%之間。
選取陰性原料顆粒樣品,加入不同含量的多環(huán)芳烴標(biāo)準(zhǔn)溶液,制成不同多環(huán)芳烴含量的加標(biāo)樣品。測定樣品中的多環(huán)芳烴含量,以下實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)際樣品測試一致,測定結(jié)果如表25所示。由表可見,不同濃度下,方法回收率在85.0%~107.5%之間。
氯化石蠟是石蠟烴的氯化衍生物,是通用分子式為CnH2n+2-zClz的氯化烷烴化合物的統(tǒng)稱,具有低揮發(fā)性、阻燃、電絕緣性良好、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn),可用作阻燃劑和聚氯乙烯輔助增塑劑。廣泛用于生產(chǎn)電纜料、地板料、軟管、人造革、橡膠等制品并可作為涂料、塑膠跑道、潤滑油等的添加劑。聚氨酯類合成材料面層(除人造草坪)中的增塑劑和阻燃劑,通常來說添加的是中長鏈氯化石蠟,沒有毒性,但其中可能含有少量有毒性的短鏈氯化石蠟(Short Chain Chlorinated Paraffins,SCCPs, C10-C13的氯代烷烴)或者被人為摻入價(jià)格較低的短鏈氯化石蠟。
根據(jù)歐盟化學(xué)物質(zhì)信息系統(tǒng)(ESIS),短鏈氯化石蠟屬于可能致癌的物質(zhì),長期接觸可能引起皮膚干裂,可增加鼠類肝、甲狀腺、腎的腺瘤和癌的發(fā)病率,并對水生生物有劇毒,可能對水生環(huán)境造成長期有害影響,是具有持久性、生物積累性、有毒物質(zhì)的一類化合物。德國從1995年就開始停止生產(chǎn)SCCPs。2007年,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署將SCCPs歸類為持久性有機(jī)污染物,并將其列入斯德哥爾摩公約的候選物質(zhì)清單。日本、加拿大等均將SCCPs列入優(yōu)先控制化學(xué)品名單。歐盟頒布法案EU 2015/2030,對法規(guī)(EC) No 850/2004附件1中有關(guān)持久性有機(jī)污染物的相關(guān)條例進(jìn)行了修訂,針對短鏈氯化石蠟在消費(fèi)產(chǎn)品中的限制使用進(jìn)行了更新:繼續(xù)允許生產(chǎn)、投放市場和使用含有短鏈氯化石蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于1%的物質(zhì)或制劑。此外,修正案還引入了一個(gè)針對消費(fèi)產(chǎn)品的新要求,即產(chǎn)品含有的短鏈氯化石蠟含量等于或者大于0.15%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),會(huì)被禁止。自2003年以來,我國氯化石蠟生產(chǎn)企業(yè)在平衡國內(nèi)供需上起著舉足輕重的作用,其生產(chǎn)和使用影響著我國整個(gè)石油化工行業(yè)。但是,由于原料、工藝等方面的原因,國內(nèi)氯化石蠟產(chǎn)品是含有不同長度碳鏈氯化石蠟的混合物,不同程度的都含有短鏈氯化石蠟成分。目前,我國環(huán)境質(zhì)量和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中還沒有短鏈氯化石蠟的標(biāo)準(zhǔn)限值,但短鏈氯化石蠟被列入我國《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015版)》,并且我國自2001年簽署《斯德哥爾摩公約》以來,一直致力于推進(jìn)持久性有機(jī)污染物履約工作的開展,對公約受控清單中物質(zhì)的生產(chǎn)、使用進(jìn)行嚴(yán)格限制。因此,本標(biāo)準(zhǔn)參照歐盟法案規(guī)定(產(chǎn)品含有的短鏈氯化石蠟含量等于或者大于0.15 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),會(huì)被禁止),設(shè)定短鏈氯化石蠟的限值為1.5 g/kg。
?、贕B/T 33345-2016 電子電氣產(chǎn)品中短鏈氯化石蠟的測定氣相色譜-質(zhì)譜法;③SN/T 2570-2010 皮革中短鏈氯化石蠟殘留量檢測方法氣相色譜法;
?、茉?,短鏈氯化石蠟分析方法及環(huán)境化學(xué)行為研究,中國科學(xué)院研究生院,博士學(xué)位論文,2012年;
依據(jù)3.2.1.4.2.1中的標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料,目前用于短鏈氯化石蠟含量測定的方法主要有氣相色譜法、氣相色譜-電子轟擊質(zhì)譜法和氣相色譜-電子捕獲負(fù)化學(xué)離子源質(zhì)譜法。在驗(yàn)證試驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn):a) 采用氣相色譜法(GC-FID)在氫氣氣氛下通過氯化鈀將短鏈氯化石蠟催化為直鏈烷烴,從而根據(jù)直鏈烷烴的含量和催化效率計(jì)算出塑膠跑道產(chǎn)品萃取溶液中短鏈氯化石蠟的含量。該方法實(shí)際執(zhí)行過程中無法去除萃取液中直鏈烷烴的干擾,且對不同氯化度的短鏈氯化石蠟催化效率不同;
b) 采用氣相色譜法(GC-ECD)測試塑膠跑道產(chǎn)品萃取溶液中短鏈氯化石蠟的含量,用譜圖中的三角形面積近似代表短鏈氯化石蠟的駝峰面積,由于無法解決干擾問題,使用時(shí)受到限制;c) 用氣相色譜-電子轟擊質(zhì)譜法(GC-EI-MS)測試過程中由于EI轟擊能量過高,短鏈氯化石蠟在電離過程中發(fā)生多種碎裂反應(yīng),產(chǎn)生大量離子碎片,缺乏特征性難以分辨;
d) 用氣相色譜-電子捕獲負(fù)化學(xué)離子源質(zhì)譜法(GC-ECNI-MS)測試過程中可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品嚴(yán)格控制保留時(shí)間和峰型的方式以減少和避免不同短鏈氯化石蠟單體之間造成的相互重疊和干擾,但是由于離子源的電離原理所限,該方法對氯原子數(shù)小于5的低氯代短鏈氯化石蠟單體沒有響應(yīng)。由于實(shí)際產(chǎn)品中六氯和七氯是最主要的氯原子取代形式,因此該方法對測試結(jié)果影響不大。
綜上所述,本標(biāo)準(zhǔn)選用氣相色譜-電子捕獲負(fù)化學(xué)離子源質(zhì)譜法(GC-ECNI-MS),且規(guī)定了該方法適用于合成材料運(yùn)動(dòng)場地面層成品及其原料中氯原子數(shù)大于等于5的短鏈氯化石蠟測定。
由于樣品萃取過程中可能會(huì)有其他物質(zhì)與短鏈氯化石蠟一起共萃取出來,可能會(huì)干擾后續(xù)的定量分析,因此需要通過凈化處理進(jìn)行干擾物的分離或消除?,F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)報(bào)道中對樣品萃取液的凈化方式主要有濃硫酸凈化法和SPE柱凈化法。為比較兩種凈化方式的凈化效果,選取五組平行樣的未凈化萃取液、濃硫酸凈化后萃取液和SPE柱凈化后萃取液分別進(jìn)行短鏈氯化石蠟的含量分析,其結(jié)果如下表所示。
由上表可以看到相比于SPE柱凈化法,濃硫酸凈化法目標(biāo)物損失較少。由于濃硫酸法操作簡便,且萃取過程中采用的溶劑是正己烷,萃取液經(jīng)濃硫酸處理后為中性,不會(huì)對測試設(shè)備帶來影響。因此,本方法中規(guī)定了濃硫酸法凈化方式。
選取最低濃度點(diǎn)溶液,按本方法進(jìn)行10次短鏈氯化石蠟含量的測試。以稱樣量為0.5g,萃取液體積為10mL,根據(jù)下述計(jì)算公式得到短鏈氯化石蠟含量的測試方法檢出限,結(jié)果如表28所示。
考慮到不同實(shí)驗(yàn)室之間評價(jià)結(jié)果的差異性,以及本標(biāo)準(zhǔn)確定的限量值(1.5 g/kg)的檢測需要,本方法確定的參考檢出限為0.1 g/kg。
選取三個(gè)不同短鏈氯化石蠟含量的樣品,分別進(jìn)行6次平行測定,按本方法測定其中短鏈氯化石蠟的含量,計(jì)算測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差如表29所示。
可見,本方法測試合成材料面層中短鏈氯化石蠟含量的重復(fù)測試結(jié)果RSD在2%~5%之間。
選取三個(gè)不同含量樣品分別加入不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以下實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)際樣品測試一致,測定結(jié)果如表30所示。
可見,不同樣品濃度、不同標(biāo)液添加量下,本方法的回收率在95%~109%之間。
MOCA主要用作現(xiàn)澆型聚氨酯材料的擴(kuò)鏈劑,被列入我國《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015版)》。哺乳動(dòng)物試驗(yàn)表明MOCA能增加大鼠肺腺癌、肝腺瘤和肝癌、乳腺癌和乳腺纖維腫瘤等癌癥效應(yīng)水平,在我國致癌性分類中為1A類(歐盟為1B類)。
美國毒物和疾病登記署(US ATSDR)把MOCA列入其2015危險(xiǎn)物質(zhì)優(yōu)先名單,并給出MOCA的最小風(fēng)險(xiǎn)限值為3 μg/kg/d。美國環(huán)保署(US EPA)給出MOCA對人體健康的慢性毒性RfD為0.7 μg/kg/d。職業(yè)暴露方面,美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家會(huì)議(ACGIH)提出8小時(shí)/天(40小時(shí)/周)的工作場所的MOCA的最大水平為0.11 mg/m3;美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究院(NIOSH)提出10小時(shí)/天MOCA的暴露限值為3 μg/m3。而我國環(huán)境質(zhì)量和相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沒有MOCA的標(biāo)準(zhǔn)限值。
聚氨酯產(chǎn)品中會(huì)殘留未參與反應(yīng)的MOCA。聚氨酯運(yùn)動(dòng)場地成品中未參與反應(yīng)的MOCA殘留量在0~4%之間,具體含量主要取決于聚合反應(yīng)的過程。有研究表明,MOCA殘留單體濃度大約在100 ppm~4%。歐盟《化學(xué)品注冊、評估、許可和限制》法規(guī)(REACH)將MOCA列入高度關(guān)注物質(zhì)清單(SVHC),要求MOCA的含量值大于1.0g/kg時(shí),企業(yè)必須進(jìn)行通報(bào)和信息傳遞。
考慮到中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場地的使用者是中小學(xué)生,本標(biāo)準(zhǔn)參照歐盟REACH SVHC清單中含量要求,設(shè)定成品中MOCA限量≤1.0g/kg。
本標(biāo)準(zhǔn)附錄H中4,4\-二氨基-3,3\-二氯二苯甲烷(MOCA)含量的測試方法制訂過程中主要參考了以下標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料:
依據(jù)3.2.1.5.2.1中的標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)資料,目前用于MOCA含量測定的方法主要有氣相色譜法、氣相色譜質(zhì)譜法和高效液相色譜法。在驗(yàn)證試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):采用氣相色譜法(GC-ECD)測試MOCA含量過程中,標(biāo)準(zhǔn)溶液直接進(jìn)樣不出峰,需要用衍生化試劑N-甲基雙三氟乙酰胺( MBTFA)衍生后進(jìn)行定量分析。但是甲醇、丙酮、甲苯等不同溶劑體系下的衍生效果比較顯示,不同溶劑體系衍生效果差異很大,甲苯體系效果最理想,但是甲苯毒性較大,且MBTFA試劑價(jià)格昂貴。相比較而言,氣相色譜質(zhì)譜法和高效液相色譜法對MOCA均具有較高的選擇性。因此,本標(biāo)準(zhǔn)選用氣相色譜質(zhì)譜法和高效液相色譜法對合成材料運(yùn)動(dòng)場地面層中的MOCA含量進(jìn)行測試。
為研究樣品前處理過程中不同超聲萃取時(shí)間對MOCA含量測試結(jié)果的影響,選取不同MOCA含量的兩個(gè)樣品,各自分別超聲萃取10 min、30 min、60 min、120 min,采用附錄H中方法二——高效液相色譜法對其MOCA含量進(jìn)行分析。結(jié)果如圖1所示。
由圖1可見,不同超聲萃取時(shí)間對塑膠跑道樣品中MOCA含量的測試結(jié)果幾乎無影響星空體育,說明采用本標(biāo)準(zhǔn)附錄I中所述的萃取方式在10 min左右對樣品中MOCA成分的萃取相對比較完全,因此將萃取時(shí)間確定為10 min。
?。?)標(biāo)準(zhǔn)曲線 mg/L的4,4\-二氨基-3,3\-二氯二苯甲烷(MOCA)標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入100μL內(nèi)標(biāo)(50mg/L的蒽-d10溶液),以濃度為橫坐標(biāo),目標(biāo)物與內(nèi)標(biāo)峰面積比值的平均值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線),其線)檢出限
選取最低濃度點(diǎn)溶液,按本方法進(jìn)行6次測試。以3倍信噪比為檢出限(LOD)。然后按照測試方法要求的稱樣量m和定容體積v計(jì)算出氣相色譜質(zhì)譜法檢測MOCA含量的方法檢出限。
考慮到不同實(shí)驗(yàn)室之間評價(jià)結(jié)果的差異性,以及本標(biāo)準(zhǔn)確定的MOCA限量值(1.0 g/kg)的檢測需要,本方法確定的參考檢出限為0.01 g/kg。
選取三個(gè)不同MOCA含量的樣品,分別進(jìn)行6次平行測定,按本方法測定其中MOCA的含量,計(jì)算測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差如表33所示。
可見,本方法測試合成材料面層中MOCA含量的重復(fù)測試結(jié)果RSD在1%~5%之間。
選取三個(gè)不同含量樣品分別加入不同含量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,以下實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)際樣品測試一致,測定結(jié)果如表34所示。
可見,不同樣品含量、不同標(biāo)液添加量下,本方法的回收率在95%~104%之間。
(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線 mg/L、50 mg/L的4,4\-二氨基-3,3\-二氯二苯甲烷(MOCA)標(biāo)準(zhǔn)溶液,以濃度為橫坐標(biāo)峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線),其線)檢出限
可見,不同樣品濃度、不同標(biāo)液添加量下,本方法的回收率在91%~105%之間。
甲苯二異氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)是常用的兩種芳香族異氰酸酯化合物,以其為原料制備的聚氨酯材料力學(xué)性能良好;六亞甲基二異氰酸酯(HDI)反應(yīng)活性較低,以其為原料制備的聚氨酯材料力學(xué)性能劣于芳香族異氰酸酯類聚氨酯,但耐黃變性能優(yōu)良,因此在聚氨酯跑道中一般用于面層材料的罩光涂層,因價(jià)格昂貴,使用量較小。MDI、TDI和HDI都被列入《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015版)》,屬于1類皮膚和呼吸道致敏物。游離異氰酸酯類化合物的主要危害一是揮發(fā)在空氣中的蒸氣對人體呼吸道的刺激危害,二是異氰酸酯液體接觸到身體皮膚和黏膜所產(chǎn)生的刺激損害。TDI的飽和蒸氣壓為2.8Pa(20℃)和3.3Pa(25℃),HDI的飽和蒸氣壓為1.5Pa(20℃),這兩種異氰酸酯化合物常溫下飽和蒸氣壓較大。二苯基甲烷二異氰酸酯的兩種異構(gòu)體4,4’-MDI和2,4-MDI 25℃時(shí)的飽和蒸氣壓均約為0.001 Pa。目前,合成材料運(yùn)動(dòng)場地面層使用的MDI為4,4’-MDI,或4,4’-MDI與2,4-MDI的混合物(混合質(zhì)量比大約為50:50)。因此,當(dāng)產(chǎn)品中殘存二異氰酸酯類物質(zhì)時(shí),存在污染空氣和吸入危害的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
增加了對游離MDI的限量要求。歐盟(EC)No1907/2006法案REACH Annex XVII 《生產(chǎn)、銷售和使用某些危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)、配制品和物品的限制》(更新于2017.2.10)中第56條:當(dāng)面向公眾銷售的產(chǎn)品中游離MDI含量≥1g/kg時(shí),產(chǎn)品包裝中必須包含符合委員會(huì)指令要求的防護(hù)手套(熱熔膠除外),并清晰告知風(fēng)險(xiǎn):1)已對MDI 過敏的人使用該產(chǎn)品時(shí)可能加劇過敏反應(yīng)。2)患有哮喘,濕疹,或有皮膚問題的人應(yīng)避免接觸該產(chǎn)品。3)該產(chǎn)品在空氣流通差的條件下使用,應(yīng)有適當(dāng)氣體過濾器。本標(biāo)準(zhǔn)參照此要求并從嚴(yán),限定合成材料運(yùn)動(dòng)場地面層中游離MDI含量≤1.0 g/kg。
鋪裝前應(yīng)提供所需使用的原料清單及依照GB/T 16483編寫的安全技術(shù)說明書,應(yīng)確保所使用的原料以及鋪裝后的合成材料運(yùn)動(dòng)場地在正常及預(yù)期使用條件下不會(huì)對人體健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。