隨著中國(guó)汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車產(chǎn)量和保有量年年上升。根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定，為了保障人民的財(cái)產(chǎn)安全，汽車到了一定的使用年限必須報(bào)廢，我國(guó)2016年汽車產(chǎn)量為2000多萬輛，由此可見報(bào)廢汽車對(duì)帶來的環(huán)境與資源壓力日益嚴(yán)重。為了減少報(bào)廢汽車對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，保護(hù)人體健康安全，提整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的資源利用率，已成為世界各國(guó)將要面臨解決的問題。其中，報(bào)廢汽車中的鉛、、鎘、六價(jià)鉻四種重金屬和溴系阻燃劑對(duì)環(huán)境的污染*，限制或代替其在汽車上的使用已成為必然趨勢(shì)。

汽車禁用物質(zhì)包括鉛及其化合物、及其化合物、鎘及其化合物、六價(jià)鉻及阻燃劑多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚等六類物質(zhì)。鉛、、鎘、六價(jià)鉻等四種重金屬，有關(guān)研究表明對(duì)土壤環(huán)境等生態(tài)資源的危害；溴系阻燃劑在基材燃燒過程中產(chǎn)生煙霧及有毒氣體，影響人體健康。如何恰當(dāng)、合理、簡(jiǎn)單、正確地檢測(cè)出汽車零部件中的所含有的禁限用物質(zhì)，是控制整車禁限用物質(zhì)的基礎(chǔ)，也是使整車滿足汽車禁限用物質(zhì)相關(guān)法律法規(guī)要求的一個(gè)重要前提條件。本文對(duì)車產(chǎn)品禁限用物質(zhì)檢測(cè)方法進(jìn)行介紹與比較，以幫助企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員面對(duì)復(fù)雜多樣的汽車零部件時(shí)，正確去選擇禁用物質(zhì)檢測(cè)方法，從而得出正確的結(jié)果。

1、汽車產(chǎn)品禁限用物質(zhì)檢測(cè)方法的介紹

目前汽車產(chǎn)品有害物質(zhì)的檢測(cè)主要有參考電子電氣產(chǎn)品材料中有害物質(zhì)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，即電工委員會(huì)的IEC62321：2012及中國(guó)的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)，該檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)共包含《汽車材料中鉛鎘含量的檢測(cè)方法》、《汽車材料中六價(jià)鉻的檢測(cè)方法》、《汽車材料中的檢測(cè)方法》和《汽車材料中多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚的檢測(cè)方法》四項(xiàng)內(nèi)容。該系列標(biāo)準(zhǔn)是專門的汽車材料中有害物質(zhì)檢測(cè)的方法標(biāo)準(zhǔn)。IEC62321：2008《電子電氣產(chǎn)品六種限用物質(zhì)（鉛、、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)二苯醚）的測(cè)定》是電工委員會(huì)（IEC）制定的關(guān)于電子電氣產(chǎn)品中禁限用物質(zhì)（鉛、鎘、、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚）濃度的測(cè)定程序。該標(biāo)準(zhǔn)專門針對(duì)電子電氣產(chǎn)品中六種有害物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，其借簽了美國(guó)環(huán)保局EPA的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)槠嚥牧系亩鄻有?，電子電氣的相關(guān)檢測(cè)方法應(yīng)用在汽車材料上也有一定的局限性。

禁限用物質(zhì)檢測(cè)方法有X射線熒光光譜法（XRF）、原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）、氣相色譜-質(zhì)譜法（GCMS）、紫外可見分光光度法（UV-Vis）五種方法。下面就每種檢測(cè)方法的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)進(jìn)行分析和介紹。

1.1X射線熒光光譜法（XRF）

X射線熒光光譜法是利用樣品對(duì)X射線的吸收來定性或定量測(cè)定樣品中成份的一種方法。它具有分析迅速、樣品前處理簡(jiǎn)單、可分析元素范圍廣、譜線簡(jiǎn)單，光譜干擾少，試樣形態(tài)多樣性及測(cè)定時(shí)的非破壞性等特點(diǎn)。

盡管X射線熒光光譜儀是一種快速無損便宜的分析儀器，由于該方法存在一定的局限性，使用時(shí)應(yīng)充分考慮該儀器的限制條件及結(jié)果的適用性。需要特別注意的是X射線熒光光譜儀測(cè)試的是鉻元素和溴元素的總含量，對(duì)于六價(jià)鉻和溴系阻燃劑的檢測(cè)，結(jié)果若是含有鉻元素或溴元素，并不能證明樣品中含有有害物質(zhì)六價(jià)鉻和多溴聯(lián)苯多溴二苯醚。

為了節(jié)約檢測(cè)成本及提檢測(cè)效率，首先對(duì)汽車零部件材料樣品進(jìn)行XRF定性分析。在檢測(cè)出有害物質(zhì)后，再進(jìn)行定量分析。

1.2原子吸收光譜法（AAS）

該方法檢出限很低、靈敏度很，其干擾少，譜線簡(jiǎn)單，該方法標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍寬可達(dá)3~5個(gè)數(shù)量級(jí)。如果用XRF方法檢測(cè)出汽車零部件材料樣品中有鎘、鉛、元素，下一步就用原子吸收光譜法對(duì)汽車零部件材料中的鎘、、鉛等元素進(jìn)行定量分析。

1.3電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）

ICP-OES方法是一種發(fā)射光譜分析法，可以多位元素同時(shí)分析，采用的進(jìn)樣技術(shù)可以對(duì)固、液、氣態(tài)樣品直接進(jìn)行分析，具有溶液進(jìn)樣分析方法的穩(wěn)定性和測(cè)量精度，它的校正曲線的線性范圍可達(dá)5~6個(gè)數(shù)量級(jí)，有的甚至可達(dá)7~8個(gè)數(shù)量級(jí)。

該方法具有較的蒸發(fā)、原子發(fā)和激發(fā)能力且無電極放電。在國(guó)外，ICP-OES法已迅速發(fā)展為一種極為普遍、適用范圍廣的常規(guī)分析方法，并已大量應(yīng)用于各行業(yè)，進(jìn)行多種樣品、70多種元素的測(cè)定，目前也已在我國(guó)分析測(cè)試領(lǐng)域大量應(yīng)用。

如果用XRF定性檢測(cè)出汽車零部件樣品中含有多種禁用物質(zhì)時(shí)，采用此方法進(jìn)行禁用物質(zhì)的定量分析，同時(shí)檢測(cè)出多位有害物質(zhì)。這樣可以大大提檢測(cè)效率，節(jié)約成本。

1.4氣相色譜—質(zhì)譜法（GC-MS）

氣相色譜—質(zhì)譜法原理是利用不同離子在電場(chǎng)或者磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不同，把離子按質(zhì)荷比（M/Z）分開，通過質(zhì)譜和相關(guān)信息，對(duì)樣品中的物質(zhì)做定性及定量分析，同時(shí)利用輝度離子源，選用低噪聲的電子檢測(cè)單元，提了S/N比（S/N，其中S是Singal信號(hào)，N是Noise噪聲），利用雙渦輪分子泵真空排氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了超靈敏度。氣相色譜—質(zhì)譜法（GCMS）屬于破壞性檢測(cè)方式，需要對(duì)汽車零部件樣品進(jìn)行破壞制樣。GC-MS儀器可以對(duì)汽車材料中的PE、ABS、HIPS、LDPE、聚酯、印刷電路板等材料進(jìn)行有效的檢測(cè)。

當(dāng)用XRF掃描出含有溴元元素時(shí)，此方法可以對(duì)汽車零部件材料中的多溴聯(lián)苯、多溴二苯醚進(jìn)行定量分析。

1.5紫外可見分光光度法（UV-Vis）

紫外可見分光光度法（UV-Vis）的檢測(cè)原理是：根據(jù)不同化合物對(duì)不同波長(zhǎng)得吸收度不同，進(jìn)行對(duì)比分析，然后鑒定出該樣品是何種物質(zhì)。再根據(jù)朗伯比爾定律吸光度原理進(jìn)行定量分析。所以此方法不但可以用于樣品物質(zhì)的定量，還可以用于樣品的純度分析、樣品的定性鑒定。

此方法主要用來測(cè)試有機(jī)物，它的優(yōu)點(diǎn)是適用性強(qiáng)、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性好、靈敏度；缺點(diǎn)是遠(yuǎn)沒有紅外光譜好，很多化合物在紫外沒有吸收或者吸收很弱，所以，此方法作為其它檢測(cè)方法的補(bǔ)充。

2、有害物質(zhì)含量檢測(cè)方法應(yīng)用

汽車零部件材料有害物質(zhì)檢測(cè)方法多種多樣，針對(duì)不同的汽車零部件中的有害物質(zhì)需要采取與之適應(yīng)的檢測(cè)方法，不同的檢測(cè)方法對(duì)樣品有著不一樣的要求，下面就如何應(yīng)用相關(guān)的檢測(cè)方法進(jìn)行說明。

2.1測(cè)試方法對(duì)樣品的要求

無論是何種汽車零部件，首先需要把相關(guān)汽車零部件分解成均質(zhì)材料（由一種或多種物質(zhì)組成的各部分均勻一致的材料），每個(gè)均質(zhì)材料為一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，以免檢測(cè)時(shí)相互干擾，圖1為均質(zhì)材料示意圖。所以檢測(cè)時(shí)有以下要求：（１）應(yīng)拆分成均質(zhì)材料；（2）鍍層和基材需要分開。送樣量需要：對(duì)非金屬，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)需送20g樣品；對(duì)金屬樣品，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)需200cm2表面積樣品。 

2.2汽車材料有害物質(zhì)檢測(cè)簡(jiǎn)要流程應(yīng)用說明

汽車材料有害物質(zhì)檢測(cè)需先用XRF（X Ray Fluorescence）進(jìn)行初步篩選，此方法成本低廉，操作簡(jiǎn)單。所以各檢測(cè)機(jī)構(gòu)都把此方法放在檢測(cè)樣品的步，后視情況進(jìn)行定量分析。所有檢測(cè)方法的簡(jiǎn)要流程為：將樣品拆分成均質(zhì)材料—用XRF進(jìn)行掃描分析—若需進(jìn)一步測(cè)定，將樣品剪碎—稱取一定質(zhì)量—根據(jù)不同材料選用合適的試劑進(jìn)行消解或萃取—定容至容量瓶—儀器分析（ICP-OES/AAS/GC-MS/UV-Vis或其他合適的儀器）。 

2.3每種汽車有害物質(zhì)定量檢測(cè)方法流程應(yīng)用說明

（1）汽車材料中鉛、鎘含量的檢測(cè)方法

1）首先用X射線熒光光譜法，定性檢測(cè)汽車零部件材料中鉛鎘的含量。

2）光電直讀發(fā)射光譜法，該方法用于檢測(cè)塊狀和棒狀金屬汽車零部件材料中鉛鎘元素的含量。此方法檢測(cè)合金材料中的鉛、鎘。其優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確性好、精密度、操作簡(jiǎn)單、可多元素同時(shí)分析、檢測(cè)的曲線線性范圍寬、分析速度快。

3）原子吸收法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該方法用于檢測(cè)所有汽車零部件材料中鉛鎘的含量。

此方法的優(yōu)點(diǎn)在于：1）適用范圍廣，可以用來檢測(cè)所有汽車零部件材料中的鉛、鎘含量；2）檢出限很低；3）分析速度快。因?yàn)榇朔椒梢酝瑫r(shí)進(jìn)行多元素同時(shí)掃描測(cè)定，這樣既省時(shí)又省力，可以取得比較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）汽車材料中含量的檢測(cè)方法

1）X射線熒光光譜法，該方法用于定性測(cè)定汽車零部件材料中的含量。

2）冷原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法，該方法用于定量測(cè)定所有汽車零部件材料中的含量。

汽車材料分為金屬材料和非金屬材料，金屬材料中鉛、、鎘定量檢測(cè)流程。  

（3）汽車材料中六價(jià)鉻含量的檢測(cè)方法汽車零部件材料中六價(jià)鉻的檢測(cè)方法共有五種。

1）X射線熒光光譜法，該方法用于測(cè)定汽車零部件材料中總鉻的含量。

2）比色法，該方法用于無附加覆蓋層（如：油膜、水基或溶劑型聚合物膜或蠟?zāi)ぃ┑腻儗印?/span>

3）點(diǎn)滴試驗(yàn)法和沸水萃取法，該方法用于檢測(cè)汽車零部件的防腐鍍層中是否存在六價(jià)鉻。

4）磷酸鹽液萃取、比色法，該方法用于檢測(cè)汽車零部件材料中的皮革材料和皮革制品。

5）堿液萃取、比色法，該方法用于檢測(cè)汽車零部件中的聚合物材料和汽車電子材料。通過實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，金屬鍍層六價(jià)鉻超標(biāo)很多，所以對(duì)六價(jià)鉻的檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)分析。金屬鍍層中六價(jià)鉻檢測(cè)流程見圖5.

通過對(duì)整車零部件禁限用物質(zhì)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，所有禁限用物質(zhì)超標(biāo)的零部件中，85%的零部件是六價(jià)鉻超標(biāo)，而且通過實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析后發(fā)現(xiàn)不同的樣品處理方法、不同檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和不同的定量方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果是有影響的。

主要有如下四個(gè)影響因素：

（１）實(shí)驗(yàn)樣品制作和處理的要求。實(shí)驗(yàn)樣品表面富集的六價(jià)鉻與浸取液接觸需要*充分，從而使六價(jià)鉻提取十分充分；

（２）檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)樣品處理時(shí)需要注意保持樣品中原有六價(jià)鉻的價(jià)態(tài)不變；

（３）涂鍍層溶解剝離和定量方法。以重量百分比含量（mg/kg或ppm）為單位測(cè)定樣品涂鍍層中六價(jià)鉻的含量，要求必須準(zhǔn)確地測(cè)定樣品中涂鍍層的重量；對(duì)鍍鋅板鍍層重量，需用六次甲基四胺作為緩蝕劑，在鹽酸介質(zhì)中溶解鍍鋅層來測(cè)定；對(duì)鍍錫板鍍層重量，需用電解剝離法或鹽酸-三氯化銻溶解和測(cè)定錫層的重量法，如以μg/cm2為單位測(cè)定鋼板涂鍍層中六價(jià)鉻的含量，則只要定量樣板的表面積，不需要定量其涂鍍層的重量；

（４）不同測(cè)量單位。六價(jià)鉻的檢測(cè)結(jié)果有兩種不同的表示方式：以毫克/平方厘米（mg/cm2），及以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）或毫克/千克（mg/kg）。如果以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示，必須先測(cè)量出涂鍍層的質(zhì)量，而根據(jù)GB/T1839計(jì)算出鍍層質(zhì)量是存在一定誤差的，所以為了保證結(jié)果盡量準(zhǔn)確，建議優(yōu)先采用以毫克/平方厘米（mg/cm2）的表示方式。

（4）多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚的檢測(cè)方法

 多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)二苯醚的檢測(cè)方法包括兩種：

1）用X射線熒光光譜法。該方法只能測(cè)總溴的含量。

2）用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)定汽車零部件材料中的多溴聯(lián)苯和多溴二苯醚。

3、結(jié)束語

汽車零部件材料檢測(cè)工作具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性等特點(diǎn)。針對(duì)具體檢測(cè)問題，必需仔細(xì)具體材料的特點(diǎn)，依靠豐富的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合對(duì)汽車零部件材料及其組成條件的充分了解，靈活運(yùn)用各種檢測(cè)技術(shù)方法和手段進(jìn)行系統(tǒng)分析，保證以準(zhǔn)確，經(jīng)濟(jì)的方法完成檢測(cè)工作。

作者：唐海勇，韋波 

（上汽通用五菱汽車股份有限公司）