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PVC毒性与环保
  发布日期:2013-07-30    浏览次数:134次     字体大小:【大】【中】【小】

自20世纪70年代早期开始,PVC就已成为环境保护论者、安全倡导者和调解者关注和攻击的目标,主要内容有:


(1) 氯乙烯可疑的致癌性;


(2) PVC燃烧或废弃的灰烬中可能形成二噁英;


(3) 一些PVC添加剂的潜在毒性;


(4) 与安全和环境风险有关的各种其他指责。


尽管存在这旷日持久的争论,世界范围PVC需求仍在不断增长。工业上则通过在单体加工厂、聚合厂、树脂生产厂和一般环境中大幅度地降低氯乙烯的扩散来应对这些主张。此外,如果不能淘汰,也必须通过改变配方来降低对那些有潜在危害的添加剂的依赖,如某些重金属热稳定剂。更进一步地,启动了废物管理计划以应对一些由PVC行动主义分子以危害环境名义提出的清除PVC的主张。


然而,很明显全球PVC销量已受到安全问题和顾虑的不利影响。这一问题在欧洲最为明显,那里的反PVC运动成功推动了一些抑制性立法。对于因此而导致的全球PVC在传统应用中损失的任何估计都是很不确定的。


受冲击最大的特殊市场包括:


(1) 医疗器械;


(2) 玩具和青少年保健产品;


(3) 包装产品;


(4) 汽车内饰件。


PVC在管材和其他长生命周期建筑产品中的应用受这种顾虑的影响很小。


2001年A.Tukker经过长期而全面的调查研究,采用各种“从摇篮到坟墓”的LCA(生命周期评估)方法对瑞典的PVC生命链进行评估,断定:PVC生命链对瑞典的臭氧层消失、环境酸化和富营养化作用是仅有些作用,而对于地球变暖、烟雾化和土埋体积的影响的份额仅为0.15%,所以,PVC生命链对环境的影响只是一般性的。PVC生命链对环境的影响主要是二氯乙烯/氯乙烯的生产(放出二氯乙烷、氯乙烯单体、挥发性有机物和二氧化碳)和土埋(土埋量)。


当PVC生命链执行了改进计划以后,则生产氯(汞)、二氯乙烷(二噁英),制造PVC制品,以及在使用和废物焚烧时产生的毒物(铅、汞和二噁英)大幅度减少,在瑞典总的排放量中占有量仅等于或小于0.15%。因为PVC几乎不放出大量其他毒物,肯定有利于改善对瑞典总体上的毒性和环保问题。


布鲁塞尔的塑料废品管理研究所已经从事一项独立的开发模型和规范的欧洲数据库,完成了对包装和窗框的生态平衡的研究,断定聚氯乙烯对环境保护是有利的。采取可能的替代品来取代PVC在生态平衡上没有什么优点。


目前,纯PVC现已被公认为无毒材料,即使被人体摄入,也并不被消化。PVC毒性主要来自其残存的氯乙烯单体和所添加的有毒助剂成分。


在1979年欧洲经济共同体规定用于食品包装的PVC残存氯乙烯单体含量上限为1.0×10-6,而与制品相接触的食物中氯乙烯含量的上限为1.0×10-9。从所监视的1974到1985年间PVC制品所包装食物中氯乙烯含量表明:由于PVC技术的改进,连续气提技术的广泛使用,欧洲的PVC制造商和加工商已经没有困难达到这一规定。但是并不知道上限1.0×10-9对于消费者究竟会产生什么影响。


美国,1958年以前已经广泛采用PVC作为食品包装材料,所以FDA承认它是GRAS(普遍认为是安全的)级材料。20世纪60年代到70年代,由于发现氯乙烯单体造成从业者特定人群出现AOL(肢端骨质溶解,accoosteolysis)和ASL(angiosarcoma,肝癌一种)病变,而引起人们的关注及深入研究。由于担心致癌物——残留氯乙烯会进入到包装的食品中,BATF(酒、烟和轻武器管理局)禁止使用硬质PVC瓶子装酒。因此,1975年FDA提出建议(40FR40259)撤销硬质PVC的GRAS材料地位,禁止它用于食品包装,但并不禁止软质PVC包装材料接触食品。PVC树脂制造技术和塑料工业迅速反应,在很短时间内把PVC中残存氯乙烯浓度降到很低,消除了消费者的顾虑,但是FDA一直到1986年才撤销了1975年建议,又重新肯定了PVC食品包装的安全性,只是要符合FDA对残余氯乙烯限度的要求(51FR4173)。按照对Delancy条例的解释,FDA并不认为在硬PVC包装中极端少量的残存氯乙烯单体会对人类和环境产生影响。


绝大多数接触食品的PVC包装材料都是软质的,多为薄膜,也有PVC涂层。这类包装的安全性不再被FDA认为有问题。但必须保证所采用的增塑剂是安全的。


按照Ficken理论,小分子从塑料基体或通过塑料基体的扩散作用是按局部溶胀聚合物的松弛步骤进行,在管材和食品包装材料器壁上建立浓度梯度,为溶质运动提供了动力。平衡时迁移速率是时间的平方、温度和残存浓度的函数,主要的限制因素是原始浓度。从理论和实际考虑设置了浓度的低限,低于此,没有明显的迁移作用,试验已经肯定理论的预测。即当在硬质PVC中氯乙烯浓度低于1.0×10-6或更小时,在水中浓度将低于实际测试限度1或2×10-9;在非水模拟食品溶剂中低于可测定限度约1.0×10-9。只有在存储时的夸大情况下,才可能看到小于1.0×10-6的迁移作用。


将所生产的PVC树脂放在密闭容器内长期储存后,在自由空间中的氯乙烯浓度会超出OSHA所提出的指标,即0.5×10-6。如果工人进入用于储存或运输的料仓和槽车,应当予以通风或者带上呼吸面罩。而袋装产品的仓库或运输车辆稍好些,通常有足够自然通风就可以防止超标准暴露。但是,存在大量袋装材料的密闭场所也有超标可能。


在配混过程中,尤其是在加热和塑化阶段会释放某些氯乙烯,通过这一步骤将失去1/3~2/3残存的氯乙烯。如果存在增塑剂或者在配混时多次在高温下操作,会失去更多氯乙烯;如果只是一部操作,就生成硬粒,失去的氯乙烯就少了。


在饮用水管件中,生产工厂自行提出制品标准,其中氯乙烯含量不大于10×10-6。实际上,通常树脂就低于10×10-6,所以在配混以后并不需要再进行测试是否超标。而管材用和通用树脂在交货时常远低于5×10-6,仅存的少量残存氯乙烯在配混过程中释放出去。需要足够的通风用以控制粉尘和加热所释放的增塑剂和稳定剂气味。当采用一台挤出机以1t/h速率加工含有2.0×10-6氯乙烯的树脂时,释放的氯乙烯大约1g/h,通风速率约6m3/h就足够了。


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