内墙涂料中可溶金属含量水平分析
李磊, 李海畅, 周贻兵, 林野, 刘利亚     
贵州省疾病预防控制中心卫生监测所理化室
摘要: 目的 考察市售不同品牌内墙涂料中可溶性重金属的含量水平, 分析可能存在的风险因素。方法 将不同品牌涂料按价格和质量因素分为低、中、高品质组, 按照《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008) 方法进行样品前处理, 将涂料涂布并干燥后, 可溶性重金属在0.07 mol/L盐酸条件下提取, ICP-MS测定。结果 高品质组中可溶性铅为(11.53±1.87) mg/kg, 镉(9.82±6.20) mg/kg、铬(5.68±3.85) mg/kg、汞(1.66±1.53) mg/kg, 涂料中铅、镉、铬和汞均未超标; 中等品质组中可溶性铅为(30.16±23.04) mg/kg; 镉(28.36±25.73) mg/kg, 铬(29.86±21.00) mg/kg, 汞(19.02±22.36) mg/kg, 涂料中镉、铬和汞超标率分别为8.3%, 16.7%, 16.7%;低品质组中可溶性铅(85.67±11.02) mg/kg, 镉(50.42±23.58) mg/kg, 铬(49.78±23.34) mg/kg, 汞(42.22±25.17) mg/kg, 涂料中铅、镉、铬和汞超标率分别为33.3%, 16.6%, 33.3%, 25.0%, 各个品质组中4种可溶性重金属间含量经t检验均具有统计学意义(P < 0.05), 样品的加标回收率为86.2%~96.2%, RSD%为1.95%~3.55%。结论 市售中、低品质内墙涂料中可溶性金属存在超标现象, 消费者购买内墙涂料时应控制内墙涂料质量, 避免室内重金属污染, 同时提示生产部门应加强生产过程中的质量管理和控制。
关键词: 内墙涂料     可溶性金属     含量分析    
Content of Soluble Metals in Commercial Interior Wall Paints
LI Lei, LI Haichang, ZHOU Yibing, LIN Ye, LIU Liya     
Abstract: Objective To investigate the content of soluble metals in commercial interior wall paints with different quality, and to analyze the possible risk factors. Methods The quality of commercial interior wall paints was classified into low level group, middle level group and high level group according to the price, brand and qualify factors. Samples were pre-treated by the method in GB 18582-2008. After the coated paints were dried, soluble metals were extracted by 0.07 mol/L HCl and detected by ICP-MS. Results The content of soluble metals in the high level group was Pb (11.53±1.87) mg/kg, Cd(9.82±6.20) mg/kg, Cr(5.68±3.85) mg/kg and Hg(1.66±1.53) mg/kg, which were not exceeding the standard limits. The content of soluble metals in the middle level group was Pb (30.16±23.04) mg/kg, Cd(28.36±25.73) mg/kg, Cr(29.86±21.00) mg/kg and Hg(19.02±22.36) mg/kg, the unqualified rate of Cd, Cr and Hg was 8.3%, 16.7% and 16.7%, respectively. The content of soluble metal in the low level group was Pb (85.67±11.02) mg/kg, Cd(50.42±23.58) mg/kg, Cr(49.78±23.34) mg/kg and Hg(42.22±25.17) mg/kg, the unqualified rate of Pb, Cd, Cr and Hg was 33.3%, 16.6%, 33.3% and 25.0% respectively. The content of soluble metals in interior wall paints with different quality was different statistically (P < 0.05). The average recoveries and RSD were in the range of 86.2%~96.2% and 1.95%~3.55%, respectively. Conclusions Transnormal soluble metals was widespread in commercially available interior wall paints with low and middle level quality, which suggested that the quality management and control in the production of interior wall paints should be strengthened by relevant production departments.
Key words: interior wall paint     soluble metal     analysis    

内墙涂料作为一种功能性材料,已经广泛的应用于居室装修,但其含有的重金属元素铅、镉、铬、汞会对人体健康产生危害[1]。我国《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008)[2]中规定了各项重金属指标的限值。可溶性金属的危害比颗粒金属毒性更大,人体皮肤长期接触铬化合物可引起接触性皮炎或湿疹,过量的铅、镉、汞对人体神经、内脏系统造成危害,特别是对儿童生长发育和智力发育影响较大[3]。在内墙涂料的各项重金属指标中,汞因具有挥发性而更易通过呼吸道进入人体,危害人体健康,所以对目前市售的内墙涂料中可溶性金属展开分析调查,具有十分重要的意义。

1 材料与方法 1.1 主要仪器与试剂

XSeries电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司);盐酸(优级纯, 国药集团化学试剂有限公司);铅标准溶液(GSB 04-1742-2004,1 000 μg/mL);镉标准溶液(GSB 04-1721-2004,1 000 μg/mL);铬标准溶液(GSB 04-1723-2004,1 000 μg/mL);汞标准溶液(GSB 04-1729-2004,1 000 μg/mL);金标准溶液(GSB 04-1715-2004,1 000 μg/mL),以上标准均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.2 监测对象及分类

选取2013—2014年贵阳市各大装饰材料市场内个体经销商及专卖店所销售的不同品牌的内墙涂料。以贵阳市城区主要涂料销售市场做为抽样来源,将内墙涂料样品以品牌价格及消费者认可认知程度进行品质分类,抽取不同品牌样本并采集平行样。按价格和质量分为3个品质,有经国家认监委认定和认可的检测机构出具检定证书的、并被评为中国十大品牌的为高品质涂料,价格区间400~700元(5 L装);价格适中市场占有率较大,经行业标准认证合格的,其中部分为十大品牌联营的产品为中品质涂料,价格区间200~400元(5 L装);价格低廉市场占有率较大的非品牌为低品质涂料,价格区间40~200元(5 L装)。共检测样品36份,每个品质12份。

1.3 监测方法及评价依据

样品前处理方法依据《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008)[2]要求进行处理,使用电感耦合等离子体质谱仪进行测定[4],为克服汞元素在测定过程中的记忆效应,在标准工作曲线配置及样品配置过程中加入10 μg/mL金溶液来消除体系记忆效应[4]。测定结果依据《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》(GB 18582-2008)[2]中重金属限量进行评价分析。对金属元素铅、镉、铬测定线性范围选择为0~200 ng/mL时有较为理想测定结果,对汞测定线性范围选择为0~50 ng/mL时有较为理想测定结果,并且能较好的避免记忆效应的产生。在实际样品测定过程中如果样品金属含量较高可稀释后测定,并在结果计算时引入稀释因子进行计算。

1.4 样品分析及质控分析

对内墙涂料样品6 d内进行6个批次的平行样品测定及加标样品测定,用相对标准差评估测定的精密度,以加标回收率评估样品测定准确度。

1.5 样品加标回收测定方法

选取检测内墙涂料样品中本底含量较低的样品0.5 kg,分别加入1.0 mg/mL的铅、镉、铬标准溶液3.0,6.0,10.0 mL,1.0 mg/mL的汞标准溶液1.0,2.0,3.0 mL,依照《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》 (GB 18582-2008)[2]中可溶性铅、镉、铬、汞元素含量测定方法进行混合,取混合均匀后涂布并充分干燥的样品0.5 g,加入0.07 mol/L盐酸25 mL,调节pH至1.0~1.5搅拌1 h,放置1 h后用微孔滤膜过滤[2],将过滤后的溶液用1.0 mol/L盐酸定容至100 mL后,在5 h内完成测定,平行测定6批计算各组分的准确度及精密度,如样本含量超出测定线性范围,可稀释后测定,计算结果时引入稀释因子进行计算。

1.6 统计分析

应用SPSS 11.5统计学软件进行数据的整理和分析,对4种可溶性金属在不同品质内墙涂料之间的含量结果采用t检验进行比较。

2 结果 2.1 标准曲线、精密度及准确度测定结果

以4种元素质量浓度作为横坐标,仪器的响应值(cps)作为纵坐标绘制标准曲线(表 1)。

表 1 回归方程及相关系数
分析元素 回归方程 相关系数
y=32 491.50x+22 669.90 0.9994
y=3 457.32x+72.50 0.9999
y=6 219.95x+4 247.94 0.9997
y=1 687.97x+298.89 0.9992

测定结果铅回收率范围为79.1%~84.8%,相对标准差RSD为5.19%~8.02%;镉回收率范围为81.3%~82.5%,RSD为4.88%~10.64%;铬回收率范围为83.1%~89.1%,RSD为5.56%~10.12%;汞回收率范围为81.3%~101.8%,RSD为6.11%~11.88%(表 2)。

表 2 精密度和准确度测定结果(n=6)
mg/kg
项目 含量/(mg/kg) 加标量/(mg/kg) x±s/(mg/kg) RSD/% 回收率/%
9.86 6.0 13.45±0.85 6.30 84.8
12.0 17.48±0.91 5.19 80.0
20.0 23.63±1.90 8.02 79.1
6.94 6.0 10.52±0.75 7.18 81.3
12.0 15.55±0.76 4.88 82.1
20.0 22.23±2.37 10.64 82.5
7.04 6.0 10.83±0.84 7.72 83.1
12.0 16.97±0.94 5.56 89.1
20.0 23.10±2.34 10.12 85.4
1.21 2.0 3.27±0.39 11.88 101.8
4.0 4.23±0.37 8.67 81.3
6.0 6.30±0.38 6.11 87.4

2.2 高品质组内墙涂料重金属测定结果

高品质组内墙涂料4种重金属含量检测结果全部符合国家限量标准。铅测定结果(11.53±1.87) mg/kg,与中品质组比较具有统计学差异(P=0.02,P<0.05);镉测定结果(9.82±6.20) mg/kg与中品质组比较具有统计学差异(P=0.03,P<0.05);铬测定结果(5.68±3.85) mg/kg,与中品质组比较具有显著统计学差异(P=0.002,P<0.01);汞测定结果(1.66±1.53) mg/kg,与中品质组比较具有统计学差异(P=0.02,P<0.05,表 3)。

表 3 不同品质内墙涂料中重金属浓度测定结果(n=12)
重金属种类 内墙涂料类别 样本数/份 结果范围/(mg/kg) x±s/(mg/kg) 超标数/份 超标率/%
高品质组 12 8.77~14.60 11.53±1.87 0 0
中品质组 12.78~86.81 30.16±23.04 0 0
低品质组 74.63~110.62 85.67±11.02 4 33.3
高品质组 12 1.76~21.74 9.82±6.20 0 0
中品质组 3.96~86.37 28.36±25.73 1 8.33
低品质组 22.70~94.68 50.42±23.58 2 16.6
高品质组 12 0.94~12.28 5.68±3.85 0 0
中品质组 7.78~69.32 29.86±21.00 2 16.7
低品质组 20.84~98.44 49.78±23.34 4 33.3
高品质组 12 0.88~6.35 1.66±1.53 0 0
中品质组 1.22~67.50 19.02±22.36 2 16.7
低品质组 6.42~91.82 42.22±25.17 3 25.0

2.3 中品质组内墙涂料重金属测定结果

中品质组铅测定结果(30.16±23.04) mg/kg全部符合国家限量标准,与低品质组比较具有显著统计学差异(P=0.001,P<0.01);镉测定结果(28.36±25.73) mg/kg,有1份样品含量超出国家限量标准,样品超标值为86.32 mg/kg,与低品质组比较具有统计学差异(P=0.04,P<0.05);铬测定结果(29.86±21.00) mg/kg,有2份样品超出国家限量标准,样品超标值为69.36和62.33 mg/kg,与低品质组比较具有统计学差异(P=0.04,P<0.05);汞测定结果(19.02±22.36) mg/kg,有2份样本超出国家限量标准,样品超标值为67.50和63.28 mg/kg,与低品质组比较具有统计学差异(P=0.03,P<0.05)。

2.4 低品质组内墙涂料重金属测定结果

低品质组铅测定结果(85.67±11.02) mg/kg,其中4份样本超出国家限量标准,超标值分别为110.61、100.41、92.86和90.64 mg/kg;镉测定结果(50.42±23.58) mg/kg,其中有2份样品含量超出国家限量标准,超标值分别为94.78和84.52 mg/kg;铬测定结果(49.78±23.34) mg/kg,其中4份样品超出国家限量标准,超标值分别为98.45、77.75、63.67和68.42 mg/kg;汞测定结果(42.22±25.17) mg/kg,其中3份样品超出国家限量标准,超标值分别为91.81、70.28和68.43 mg/kg。

3 讨论

内墙涂料中的汞主要来源于使用了高含量汞的染料。汞具有较强的着色力而被应用于水性涂料的生产和颜色的调配,同时起增白作用。重金属铅、铬和镉主要存在于助剂中,特别是铅在涂料助剂中是主要组分,添加的主要目的是增加与墙面的附着力,同时也增加涂料成膜后的硬度和耐久性。

检测结果显示不同品质内墙涂料中4种重金属含量差异具有统计学意义(P<0.05)。高品质组涂料重金属含量明显低于中品质组。经过国家质量认证机构认证认可品牌涂料4种重金属含量均在国家标准限值以下,其原因可能是国家认定的品牌均为大型企业,对配方和原料使用均经过严格的审查和质量控制。中品质组和低品质组的涂料重金属超标的原因是使用的原材料纯度不够,即粗原料,含有大量的重金属,同时这些企业大部分是小型作仿,缺乏专业技术人员或专业知识,同时没有相关的检测设备和相应的检测人员对原料进行质量控制,为降低成本使用粗原料直接添加制成产品。

消费者购买涂料时由于经济条件的限制而选择价格低廉的内墙涂料产品,导致内墙涂料重金属含量升高而使室内发生重金属污染。另外,即使消费者具有购买环保内墙涂料的意识,也容易受到不法厂商在内墙涂料包装上印刷的“绿色”标识误导,选择没有通过正规检测的产品而导致室内发生重金属污染。消费者购买内墙涂料时要认真查看产品的质量合格检测报告,是否符合各项检测标准,而不应盲目的相信厂家的绿色标识,以有效减少和降低室内重金属污染的来源。

参考文献
[1] 鲁丹, 阮毅. 电感耦合等离子体院子发射光谱法测定进口水溶性涂料中可溶性铅、汞、镉和铬[J]. 理化检验-化学分册, 2009, 9(45): 1130–1131.
[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. GB 18582-2008室内涂料中有害物质限量[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008.
[3] 张啸东, 季军宏. 涂料中重金属测定的前处理方法概述[J]. 上海涂料, 2006, 44(3): 32–36.
[4] 邱静, 韩方, 郑平, 等. ICP-MS法同时测定金属包装材料中8种可溶性有害元素[J]. 包装技术与工程, 2011, 32(13): 1–4.
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.04.016
中国疾病预防控制中心主办。
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李磊, 李海畅, 周贻兵, 林野, 刘利亚
LI Lei, LI Haichang, ZHOU Yibing, LIN Ye, LIU Liya
内墙涂料中可溶金属含量水平分析
Content of Soluble Metals in Commercial Interior Wall Paints
环境卫生学杂志, 2015, 5(4): 373-376
Journal of Environmental Hygiene, 2015, 5(4): 373-376
DOI: 10.13421/j.cnki.hjwsxzz.2015.04.016

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