一、我国含铅涂料的现状及问题
一个多世纪以来,铅被添加入诸多大众消费品中,其中之一便是“含铅涂料”。长久以来,涂料生产企业会在生产涂料时加入含铅颜料,以提高涂料的耐用性、配置增强涂料的色彩、加速涂料的干燥过程、增强涂料的防腐性能、改善涂料与底材的粘附性等等。含铅涂料的危害早已为人所知,早在上世纪初便有澳大利亚和美国的学者发表了首批关于铅涂料造成儿童铅中毒的报告。目前,已经有大量的研究报告证明使用含铅涂料会对健康造成不利影响,并带来相关的社会经济损失。
对于涂料行业来说,涂料产品中铅的来源可被分为“有意识添加含铅原料”和“无意识使用含杂质铅的原料”。
1)有意识的添加含铅原料
含铅颜料:用于涂料着色、提高涂料的覆盖性而使其不透明、保护涂层和覆盖物因阳光照射而降解、抑制金属表面腐蚀和生锈等等。常被用于涂料颜料的铅化合物有铬酸铅(铬黄)、氧化铅、四氧化三铅(红丹)、碳酸铅(铅白)、钼酸铅和硫酸铅等等。
含铅催干剂:铅化合物可能会被添加至醇酸涂料中作为催干剂,用于促进涂层固化并缩短干燥时间,使涂料不仅干得更快且更均匀。含铅催干剂是涂料中的铅来源之一,最常用的含铅干燥剂有辛酸铅、环烷酸铅、异辛酸铅、乙酸铅等等。
含铅催化剂:铅化合物可作为醇解催化剂被用于合成树脂的生产过程中,其可加速醇解过程并使合成树脂清澈透明。最常被使用的含铅催化剂是一氧化铅(黄丹),其曾经被广泛用于醇酸树脂的生产过程中。
2)无意识的使用含杂质铅的原料
原料被污染:虽然有时涂料制造企业在生产涂料时并未有意添加铅化合物,但是由于涂料中所使用的无机颜料、填料和其他的配料(如锌粉、云母氧化铁、天然硫酸钡、重质碳酸钙、硅微粉等)一般是源于自然、以土地为基础的天然材料,可能会受到铅污染,不同程度地存在杂质铅。当生产过程中无意间使用了被铅污染的原料时,涂料也可能会含铅。
生产设备被污染:若生产设备原来有生产含铅涂料,在没有清洗干净的情况下,继续进行生产,有可能会引入铅杂质。另外,有些钢质生产设备或研磨珠中含有微量的铅,若这些设备或研磨珠受到磨损,则可能导致涂料在生产过程中受到铅污染。
由于检测设备的限制(精密度等)以及涂料中的某些成分会或多或少地受到铅污染,因此使涂料中的铅含量完全为“零”是几乎不可能的。如果在生产过程中并未故意添加含铅化合物,那么涂料中的铅含量一般非常低,总铅含量一般会低于90ppm。若生产企业在生产过程中特意避免使用受到严重铅污染的原料,那么涂料中的总铅含量可低至甚至低于10ppm。本报告中的“含铅涂料”指的是在生产过程中被有意添加铅化合物、且总铅含量高于90ppm的涂料或类似的涂层材料。
二、涂料含铅情况调查分析
2.1 调查对象及方法
为了解目前国内现有涂料的含铅量情况,中国涂料工业协会合作方形成项目小组,于2022年9月16-30日对多种涂料应用场景的含铅情况进行了调查。调查对象共计85个不同颜色的涂料样本,应用场景主要涉及以下几大类:
1)建筑物及构筑物(如地坪,门墙,电梯标识、墙面管道等部件,道路护栏/围栏,大桥桥梁、栏杆等),共计36个样本。
2)休闲娱乐场所及其设施(如儿童乐园设施,体育健身设施等),共计13个样本。
3)车辆及船舶(如共享单车/电单车,叉车,客车,载货车,挖掘机、救援车、收割机等专项作业车,三轮车,船甲板等),共计21个样本。
4)道路标线,共计7个样本。
5)其他场景(如彩钢瓦,金属材质保温杯,建筑塔吊/塔机,货架,车位挡车器,集装箱等),共计8个样本。
采样通过使用XRF仪器对各个样本面漆中的总铅含量进行检测(过程中用视频进行记录)。
2.2 结果分析
结果显示,85个样本中有31个未检测出铅成分(以ND表示),约占总样本的36%,其余样本的总铅含量均高于90ppm。如图1所示,仅6个样本低于1000ppm(我国目前工业涂料标准中所规定的常用铅限量值),其中总铅含量最低的是103ppm。有16个样本的总铅含量在1000ppm至10000ppm之内(约占总样本的19%),7个样本的总铅含量在10000ppm至10万ppm之内(约占总样本的8%),而多达25个样本的总铅含量高于10万ppm(约占总样本的29%),其中总铅含量最高的是作为某儿童游乐设施,其值高达643900ppm。
图1 不同总铅含量区间值内的样本数量
场景1: 建筑物及构筑物
在36个建筑物及构筑物的样本中,有8个样本未检测出重金属铅(约占该场景样本总数的22%),2个样本的总铅含量在90 ppm~1000ppm(约占5.6%),12个样本的总铅含量在1000ppm~1万ppm(约占33%),6个样本的总铅含量在1万ppm~10万ppm(约占17%),8个样本的总铅含量超过10万ppm(约占22%)。在高于10万ppm的样本中,有4个是地下停车场和室外廊道地坪,3个为大桥栏杆与桥梁,1个为建筑物外墙管道。
地下车库、廊道及篮球场地坪的含铅量普遍较高,如下图所示,在所有15个地下停车库及室外地坪样本中,有12个总铅含量超过1000ppm(约占该场景样本总数的80%),其中7个超过1万ppm(约占47%)。
图2 地下车库、篮球场及廊道地坪样本在各总铅含量区间值内的数量分布
另外,所有4个大桥栏杆及桥梁样本的总铅含量均超过1000ppm,其中3个超过10万ppm。在所有3个墙面样本中,有1个总铅含量超过了《GB 18582-2020 建筑用墙面涂料中有害物质限量》中90ppm的限量值,高达1091ppm。
场景2: 休闲娱乐场所及其设施
如下图所示,在13个休闲娱乐场所类场景样本中,9个是儿童游乐场设施,1个室外篮球架,3个社区健身器材。其中有4个样本未检测出重金属铅(约占该场景样本总数的31%),7个样本的总铅含量高于1000ppm(约占54%),4个高于10万ppm(约占31%)。值得注意的是,儿童游乐场设施样本中有6个总铅含量超过90ppm ,其中3个超过10万ppm,分别占儿童娱乐设施样本总数的67%与33%。其中一个儿童娱乐设施的面漆总铅含量甚至远超所有其他场景的样本,可严重危害到儿童的身体健康。
图3 儿童乐园及休闲娱乐设施样本在各总铅含量区间值内的数量分布
场景3: 车辆及船舶
我国规定车辆及船舶色漆的总铅含量要低于1000 ppm,如下图所示,在此次调查的车辆及船舶类的21个样本中,有15个样本低于该限定值(约占该场景样本总数的71%),其中有15个样本未检测出重金属铅,然而有5个样本的总铅含量高于10万ppm。高于10万ppm 的样本分别为大型清洗吸污车、挖掘机、车辆事故救援车、叉车及船甲板。
图4 车辆与船舶样本在各总铅含量区间值内的数量分布
场景4: 道路标线
在7个路面标线样本中,仅有1个白色斑马线样本未被检测出重金属铅,其余6个标线涂料(均为黄色)的总铅含量都超过了10万 ppm,远高于我国路面标线的行业标准(JT/T 1326-2020 路面标线材料有害物质限量)。
场景5: 其他场景
在剩下的8个场景样本中,保温杯、消防栓等3个样本均未检测出重金属铅,1个蓝色集装箱样本的总铅含量超过2万ppm,吊塔与彩钢瓦等两个样本的总铅含量超过10万ppm。
面漆颜色与含铅量
本次调查中的面漆样本中有70个属于黄色系(19个)、橙色系(7个)、红色系(13个)、绿色和青色系(16个)以及蓝色系(15个)涂料。本次调查中,检测出添加有铅化合物的涂料样本总量的89%分布于这五个色系中,其中总铅含量超过10万ppm的25个样本均分布于这黄、橙、红、绿色和青色这四个色系中。如图7所示,黄、橙和红色系的涂料总铅含量超标最为严重。19个黄色系样本中有16个的总铅含量超过1000ppm(占84%),12个超过10万ppm(占63%)。7个橙色系样本中有6个总铅含量超过1000ppm(占86%),其中5个超过10万ppm(占71%)。13个红色系样本中有8个总铅量超过1000ppm(占62%),其中5个超过10万ppm(占38%)。
图5 不同色系涂料样本在各总铅含量区间值内的数量分布
2.3 结果讨论
本次调查中发现儿童游乐设施存在着含铅总量严重超标的现象,然而儿童对重金属铅更易感且更容易受到不可逆伤害。当儿童在游玩时很可能接触到这些游乐设施上脱落的面漆,并通过手口行为将面漆中的铅成分摄入体内。
约1/4的车辆与船舶样本的总铅含量超过10万ppm,远超国家标准的限定值。另外,道路标线、大桥栏杆和桥梁等室外场景的样本含铅总量几乎都高于10万ppm,这些面漆老化脱落后会进入自然环境中,可影响陆地、海洋以及水生生态系统,亦可通过粉尘的形式被人体吸入或摄入。
此次检测样本中,铅含量超标最严重的是黄、橙和红色面漆,这主要是由于铅铬颜料的色谱范围集中于黄、橙、红色。该检测结果意味着目前国内正在使用中的黄、橙、红色系面漆仍部分使用铅铬颜料,然而由于该类颜料具有一定危害性,其早已被欧盟列为高度关注物质(SVHC),且自2015年5月21日之后未经欧盟委员会的授权不得使用,在我国的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中也将“含红丹等有害物质的涂料”列为淘汰类的落后产品。
本次调查的场景主要为人们可能会直接接触到的住宅、公共建筑物/构筑物以及公共设施的面漆。本次检测结果中,大部分样本含铅总量高于90ppm,甚至远超于1000ppm,情况不容乐观。中国涂料工业协会配合国家生态环境部共同参与了联合国含铅涂料替代项目,涉及铅含量限值的涂料产品有害物质限量国家标准也已经修订并发布实施。本次调研中大部分样品均涂装于以上新标准实施之前,属历史遗留问题,故抽检结果仅为警示全行业含铅涂料替代工作虽取得阶段性成果,但仍需继续坚持,特别是在进行工业重涂过程中,应当注意相关收集防护工作。