汽车禁用物质检测

随着中国汽车工业的迅猛发展，汽车产量和保有量年年上升。根据国家相关法律法规规定，为了保障人民的财产安全，汽车到了一定的使用年限必须报废，我国2016年汽车产量为2000多万辆，由此可见报废汽车对带来的环境与资源压力日益严重。为了减少报废汽车对生态环境的破坏，保护人体健康安全，提高整个汽车产业链的资源利用率，已成为世界各国将要面临解决的问题。其中，报废汽车中的铅、汞、镉、六价铬四种重金属和溴系阻燃剂对环境的污染首当其冲，限制或代替其在汽车上的使用已成为必然趋势。

汽车禁用物质包括铅及其化合物、汞及其化合物、镉及其化合物、六价铬及阻燃剂多溴联苯和多溴二苯醚等六类物质。铅、汞、镉、六价铬等四种重金属，有关研究表明对土壤环境等生态资源的危害*大；溴系阻燃剂在基材燃烧过程中产生烟雾及有毒气体，影响人体健康。如何恰当、合理、简单、正确地检测出汽车零部件中的所含有的禁限用物质，是控制整车禁限用物质的基础，也是使整车满足国家汽车禁限用物质相关法律法规要求的一个重要前提条件。本文对车产品禁限用物质检测方法进行介绍与比较，以帮助企业的实验室的技术人员面对复杂多样的汽车零部件时，正确去选择禁用物质检测方法，从而得出正确的结果。
 

1、汽车产品禁限用物质检测方法的介绍
 

目前汽车产品有害物质的检测主要有参考电子电气产品材料中有害物质的检测标准，即国际电工委员会的IEC62321：2012及中国的检测方法标准，该检测方法标准共包含《汽车材料中铅镉含量的检测方法》、《汽车材料中六价铬的检测方法》、《汽车材料中汞的检测方法》和《汽车材料中多溴联苯、多溴二苯醚的检测方法》四项内容。该系列标准是专门的汽车材料中有害物质检测的方法标准。IEC62321：2008《电子电气产品六种限用物质（铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联二苯醚）的测定》是国际电工委员会（IEC）制定的关于电子电气产品中禁限用物质（铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚）浓度的测定程序。该标准专门针对电子电气产品中六种有害物质进行检测，其借签了美国环保局EPA的相关标准。因为汽车材料的多样性，电子电气的相关检测方法应用在汽车材料上也有一定的局限性。
 

禁限用物质检测方法有X射线荧光光谱法（XRF）、原子吸收光谱法（AAS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、气相色谱-质谱法（GCMS）、紫外可见分光光度法（UV-Vis）五种方法。下面就每种检测方法的特点和优势、劣势进行分析和介绍。
 

1.1X射线荧光光谱法（XRF）

X射线荧光光谱法是利用样品对X射线的吸收来定性或定量测定样品中成份的一种方法。它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线简单，光谱干扰少，试样形态多样性及测定时的非破坏性等特点。

尽管X射线荧光光谱仪是一种快速无损便宜的分析仪器，由于该方法存在一定的局限性，使用时应充分考虑该仪器的限制条件及结果的适用性。需要特别注意的是X射线荧光光谱仪测试的是铬元素和溴元素的总含量，对于六价铬和溴系阻燃剂的检测，结果若是含有铬元素或溴元素，并不能证明样品中含有有害物质六价铬和多溴联苯多溴二苯醚。

为了节约检测成本及提高检测效率，**对汽车零部件材料样品进行XRF定性分析。在检测出有害物质后，再进行定量分析。
 

1.2原子吸收光谱法（AAS）

该方法检出限很低、灵敏度很高，其干扰少，谱线简单，该方法标准曲线线性范围宽可达3~5个数量级。如果用XRF方法检测出汽车零部件材料样品中有镉、铅、汞元素，下一步就用原子吸收光谱法对汽车零部件材料中的镉、汞、铅等元素进行定量分析。
 

1.3电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）

ICP-OES方法是一种发射光谱分析法，可以多位元素同时分析，采用先进的进样技术可以对固、液、气态样品直接进行分析，具有溶液进样分析方法的稳定性和测量精度，它的校正曲线的线性范围可达5~6个数量级，有的甚至可达7~8个数量级。
 

该方法具有较高的蒸发、原子发和激发能力且无电*放电。在国外，ICP-OES法已迅速发展为一种*为普遍、适用范围广的常规分析方法，并已大量应用于各行业，进行多种样品、70多种元素的测定，目前也已在我国高端分析测试领域大量应用。
 

如果用XRF定性检测出汽车零部件样品中含有多种禁用物质时，采用此方法进行禁用物质的定量分析，同时检测出多位有害物质。这样可以大大提高检测效率，节约成本。
 

1.4气相色谱—质谱法（GC-MS）

气相色谱—质谱法原理是利用不同离子在电场或者磁场中的运动轨迹不同，把离子按质荷比（M/Z）分开，通过质谱和相关信息，对样品中的物质做定性及定量分析，同时利用高辉度离子源，选用低噪声的电子检测单元，提高了S/N比（S/N，其中S是Singal信号，N是Noise噪声），利用双涡轮分子泵真空排气系统，实现了超高灵敏度。气相色谱—质谱法（GCMS）属于破坏性检测方式，需要对汽车零部件样品进行破坏制样。GC-MS仪器可以对汽车材料中的PE、ABS、HIPS、LDPE、聚酯、印刷电路板等材料进行有效的检测。

当用XRF扫描出含有溴元元素时，此方法可以对汽车零部件材料中的多溴联苯、多溴二苯醚进行定量分析。
 

1.5紫外可见分光光度法（UV-Vis）

紫外可见分光光度法（UV-Vis）的检测原理是：根据不同化合物对不同波长得吸收度不同，进行对比分析，然后鉴定出该样品是何种物质。再根据朗伯比尔定律吸光度原理进行定量分析。所以此方法不但可以用于样品物质的定量，还可以用于样品的纯度分析、样品的定性鉴定。

此方法主要用来测试有机物，它的优点是适用性强、操作相对简单、准确性好、灵敏度高；缺点是远没有红外光谱好，很多化合物在紫外没有吸收或者吸收很弱，所以，此方法作为其它检测方法的补充。
 

2、有害物质含量检测方法应用

汽车零部件材料有害物质检测方法多种多样，针对不同的汽车零部件中的有害物质需要采取与之适应的检测方法，不同的检测方法对样品有着不一样的要求，下面就如何应用相关的检测方法进行说明。
 

2.1测试方法对样品的要求

无论是何种汽车零部件，**需要把相关汽车零部件分解成均质材料（由一种或多种物质组成的各部分均匀一致的材料），每个均质材料为一个测试点，以**测时相互干扰，图1为均质材料示意图。所以检测时有以下要求：（１）应拆分成均质材料；（2）镀层和基材需要分开。送样量需要：对非金属，每个测试点需送20g样品；对金属样品，每个测试点需200cm2表面积样品。