摘要
《中国皮革》
归纳了皮革加工过程和贮存环境中产生Cr(Ⅵ)的影响因素,如加脂剂、pH、检测方法、贮存环境中温度、相对湿度和光照等,并详细阐述了各影响因素如何影响皮革工业中Cr(Ⅵ)的含量,概括了防治或减少皮革中Cr(Ⅵ)含量的主要措施。提出皮革中Cr(Ⅵ)超标是由多种因素造成的,在制革过程中除了要注意控制好工艺参数外,还应具体分析产生Cr(Ⅵ)的主要原因并利用联合防治的方法确保皮革中Cr(Ⅵ)达标,以期为制革企业治理皮革中Cr(Ⅵ)提供参考方法,加快推动皮革企业的清洁生产,使我国的制革行业在国际市场上更具竞争力。
关键词:Cr(Ⅵ);成因;检测;复鞣剂;防治
DOI:10./j.cnki.issn-.--
研究背景
皮革中铬(Cr)主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在。Cr(Ⅲ)是人体不可缺少的微量元素,与脂类代谢密切相关,而Cr(Ⅵ)是致癌和致突变的诱发因子,有较强的*性,能产生强烈的过敏反应。如果皮革制品中残留的Cr(Ⅵ)进入人体,有可能造成接触性皮炎甚至致癌。欧盟REACH法规定与人体接触的皮革中Cr(Ⅵ)含量不得超过3mg/kg。近些年,我国出口制革产品因Cr(Ⅵ)超标而被召回的情况逐年增加,皮革中Cr(Ⅵ)含量超过标准限值的问题不容小视。
1铬对人体健康的危害
Cr(Ⅲ)是人体健康生长不可或缺的微量元素之一,成人每天需~μgCr(Ⅲ),但成人在一天的饮食中仅能获取50~μgCr(Ⅲ)。长期缺乏Cr(Ⅲ)时,人体容易患糖尿病、冠状动脉粥样硬化病,影响到体内脂肪代谢,但过多的摄入Cr(Ⅲ)也可能对人体造成伤害。Cr(Ⅵ)对人体的皮肤及粘膜有刺激和灼烧作用,会导致接触性皮炎。皮肤在有外伤时接触Cr(Ⅵ)化合物,可引起“铬疮”,极难愈合。Cr(Ⅵ)化合物以吸入的方式进入人体,可能引起胃肠疾病、白血球降低及类似哮喘的肺部疾病。铬污染水域的植物和鱼类骨骼中积累的铬通过食物链进入人体内,也会影响人体健康。有研究学者认为,铬一旦进入人体后,主要沉积在肝、肾、肺部,会出现肝炎和肾炎病理。
2皮革中Cr(Ⅵ)产生的原因和影响因素
(1)皮革中Cr(Ⅵ)产生的主要途径
(2)直接影响因素
皮革制造中使用的含有Cr(Ⅵ)的化料,如铬粉、含铬鞣剂、含铬染料等,是造成皮革中Cr(Ⅵ)含量超标的最直接的因素。
制革工艺中的含铬化料
(3)间接影响因素
加脂剂中虽然不含铬元素,但却对皮革中Cr(Ⅵ)的形成有着较为复杂的影响。溶液的pH值不仅对制革工艺起着至关重要的作用,也对Cr(Ⅵ)的含量有一定的影响。根据热力学原理,Cr(Ⅵ)的氧化性会随着介质pH值的升高而下降,碱性环境有利于Cr(Ⅲ)向Cr(Ⅵ)转化,在制革的中和、复鞣等工序中,若pH值大于5就有可能产生Cr(Ⅵ)。高温与紫外光照射均能使皮革中Cr(Ⅵ)含量增加,其原理是在光照和加热的条件下,加脂剂、合成鞣剂等物质中的不饱和键会发生断裂,产生活泼自由基,这些自由基会与氧反应,生成具有强氧化性的过氧化物和超氧化物自由基,使皮革中Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)。
磨革可能导致皮革中Cr(Ⅵ)含量增加,有研究表明磨革前不含有Cr(Ⅵ)的皮革,磨革后也未检测出Cr(Ⅵ),但磨革前含有Cr(Ⅵ)的皮革,磨革后Cr(Ⅵ)含量有所增加,这主要与磨革中施加的能量大小(旋转速度)有关。如正绒面革的磨革过程会产生表面热效应,导致Cr(Ⅵ)的含量增加。空气相对湿度与皮革中Cr(Ⅵ)的含量有很大的关系,空气相对湿度越高,皮革中Cr(Ⅵ)含量越低,反之则越高,这主要是由于氧化还原反应易在溶液中进行,皮革储存于环境湿度较高的情况下,环境相当于微溶液,即使有Cr(Ⅵ)的生成,也容易被还原。
(4)检测方法对Cr(Ⅵ)产生的影响
水溶液中Cr(Ⅵ)的检测方法主要有以下几种:分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、催化荧光法、气相色谱法、化学发光法、共振光散射法等。样品在检测前的准备阶段,会受到空气相对湿度、高温、磨革等因素的影响,不同程度上也会导致检测出Cr(Ⅵ)的含量偏高。
铬测定方法优缺点的对比
3皮革中Cr(Ⅵ)的防治措施
制革工艺的复杂性导致了皮革中Cr(Ⅵ)产生的原因较多,单一的防治方法并不能有效阻止皮革中Cr(Ⅵ)的产生。通过对皮革中Cr(Ⅵ)的成因分析,目前大多数的防治措施主要集中于3个方面:复鞣剂的预防作用,抗氧化剂和还原剂的使用以及其他预防措施。
4结论
皮革中Cr(Ⅵ)含量超标的问题是皮革行业可持续发展面临的首要问题之一,综合上述研究可知,在皮革中Cr(Ⅵ)含量超标形成的原因较多,在实际生产中需要根据实际情况加以区分,采取不同的防治措施,同时注意控制好制革过程中的工艺参数,利用联合防治的方法确保皮革中Cr(Ⅵ)含量达标。
虽然国内外已经针对皮革中Cr(Ⅵ)超标问题做了许多研究,也提出了一些预防措施,但由于制革行业对Cr(Ⅵ)的含量限值越来越严格,这些研究还无法完全满足制革厂的实际生产需求。要想真正解决皮革中Cr(Ⅵ)问题,在理论方面还需要更进一步研究皮革中Cr(Ⅵ)的形成原理及如何提高皮革中Cr(Ⅲ)的稳定性,开发更多能抑制皮革中Cr(Ⅵ)的助剂。此外,检测方法也对皮革中Cr(Ⅵ)含量有着不可忽视的影响。如何排除其他干扰,准确、简便地将皮革中的Cr(Ⅵ)萃取出来仍是今后研究的重点。
作者简介
宋丽洁,郭珊珊,杨金燕
(四川大学建筑与环境学院)
基金项目:国家重点研发计划“制革类、铬化工类和电镀类场地污染土壤风险管控与修复技术”(YFC-02-1)
第一作者简介:宋丽洁(-),女,硕士研究生,
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