关注孩子们身边的隐形污染源
检测方法介绍
调查方法

2011年11月,绿色和平工作人员在北京、上海、广州、武汉和香港随机购买了500件儿童产品,产品类型涉及儿童玩具(包括塑料玩具、木质玩具、毛绒/布质类玩具、纸板类玩具、电动玩具、益智玩具等),少儿文具(包括书包、铅笔盒/袋、油画棒、橡皮泥等)和其它儿童用品(包括雨衣、地板、饰品等)。购买地点既包括大型百货商场和超市,也有儿童用品批发市场等。之后,绿色和平与“国际消除持久性有机污染物网络”(IPEN)使用手持X射线荧光分析仪 ,对产品中的重金属含量做了快速检测。本次调查分别检测了产品中6种有害重金属的总含量,包括铅(Pb)、锑(Sb)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)和汞(Hg)。

手持X射线荧光分析仪已经被美国环保署、美国消费品安全委员会等监管机构广泛使用,用于检测消费品和其它产品中的金属含量。

手持X射线荧光分析仪简介

手持X射线荧光分析仪(简称XRF分析仪)是一种可以快速检测消费品、涂层、土壤、金属和其它物质中的化学元素的仪器。这种手持设备约为电吹风机大小,通过分析发射的X射线荧光光谱,该设备可以同时检测出30多种化学元素的浓度含量,包括锑、砷、镉、氯、铬、铜、铁、铅、锰、汞、镍、银和锌;以及非金属元素氯、溴和磷。检测在30秒即可完成1。针对不同金属,XRF分析仪的灵敏度不同,该仪器可以检测到最低为2个PPM(百万分之一)的砷、铅、汞。2

XRF分析仪凭借其结果精准度接近实验室、检测快、成本低的特点,为欧美国家的政府检测机构广泛使用。在欧洲,《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS)的实施对快速检测产品中的有害物质提出了需求,XRF分析仪由此被广泛使用3。在美国,消费品安全委员会(CPSC)评价:“XRF分析仪能有效并精确地检测塑料制品中铅含量4”。美国环保署(EPA)制定了一个审查制度,通过使用XRF分析仪来检测土壤和沉积物中25种以上的元素。美国食品和药品管理局(FDA)使用此分析仪检测包括面粉和烘焙食品中的有毒元素,5并提出手持XRF分析仪具有 “样品准备时间少,检测耗时少,可检测多种元素,适用于实地检测”的优点6。”

XRF分析仪被大量用于检测消费品中的重金属含量,包括首饰中的镉7,儿童体育设备8和女士手提袋中的铅含量9。此外,此分析仪还可以通过检测家居用品和婴儿产品中的溴含量来考察产品中是否含有溴化阻燃剂1011。美国一家非营利性组织曾利用此设备检测了上千个玩具、服装、儿童产品、宠物产品、汽车、配饰和家装产品等,并建立专门网站公布全部检测结果,供公众查询12。菲律宾在今年的一项研究中使用XRF 分析仪对400多件儿童产品进行了检测,结果发现大约29%的产品含有有毒金属,并有15%产品的含铅量达到或超过美国监管限值。13

在中国,XRF分析仪被广泛用于土壤中的金属污染检测和文物研究。中国科学院(中科院)地理所、中科院南京土壤所、中科院沈阳应用生态所、中科院生态环境中心等机构都在利用手持式XRF对土壤金属污染进行现场分析。北京农产品质量检测与农田环境监测技术研究中心曾用XRF分析仪检测北京、黑龙江、江苏、云南和新疆的农田土壤中的金属,包括铜、铬、锌、铅、砷14;该项目研究者在研究结果中提到:“便携式X射线荧光光谱检测土壤中重金属元素有着较好的准确度和精密度,适用于土壤中重金属的快速检测”。此外,中国教育部与华南理工大学曾经联合调研,通过检测废弃塑料中的重金属来证实XRF分析仪的实用性15。该研究提到,“和传统检测方法相比,XRF分析仪有效、灵敏、可靠、准确,适用范围广泛。”中国科学院上海分院也曾使用XRF分析仪检测在广西,江苏和新疆出土的古代玻璃器皿中的金属元素含量。16

参考文献


1 http://www.olympus-ims.com/en/.downloads/download/?file=285213158&fl=en_US

2 http://www.olympus-ims.com/en/.downloads/download/?file=285213158&fl=en_US

3 http://www.rohsguide.com/rohs-testing.htm

4 US Consumer Product Safety Commission (2009) Study on the effectiveness, precision, and reliability of X-ray fluorescence spectrometry and other alternative methods for measuring lead in paint

5 Palmer PT (2009) Determination of bromine in regulated foods with a field-portable X-ray fluorescence analyzer, J AOAC 92:502:510

6 Palmer PT, Jacobs R, Baker PE, Ferguson K, Webber S (2009) Use of field-portable XRF analyzers for rapid screening of toxic elements in FDA-regulated products, J Agric Food Chem 57:2605 - 2613

7 Weidenhamer JD, Miller J, Guinn D, Pearson J (2011) Bioavailability of cadmium in inexpensive jewelry, Environ Health Perspect 119:1029 - 1033

8 Mathee A, Singh E, Mogotsi M, Timothy G, Maduka B, Olivier J, Ing D (2009) Lead-based paint on playground equipment in public children’s parks in Johannesburg, Tshwane, and Ekurhuleni,  S Afr Med J 99:819-821

9 http://www.ceh.org/index.php?option=com_content&task=view&id=443&Itemid=241

10 Imm P, Knobeloch L, Buelow C, Anderson HA (2009) Household exposure to polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in a Wisconsin cohort, Environ Health Perspect 117:1890 - 1895

11 Stapleton HM, Klosterhaus S, Keller A, Ferguson PL, van Bergen S, Cooper E, Webster TF, Blum A (2011) Identification of flame retardants in polyurethane foam collected from baby products Environ Sci Technol 15:5323 – 5331

12 http://www.healthystuff.org/

13 DiGangi J, Aban A, Calonzo M, Dizon T, Lucero A, Jasmin L, Estenzo-Ramos G (2011) Toxic metals in children’s products in the Philippines, IPEN http://ipen.org/toxicproducts/  

14 Lu AX, Wang JH, Pan LG, Han P, Han y (2010) Determination of Cr, Cu, Zn, Pb and As in soil by field portable X-ray fluorescence spectrometry, Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi

15 Song YP, Wang X, Huang YM (2008) Detection of hazardous heavy metals in abandoned plastics by XRF, Guangzhou Chemical Industry Journal DOI CNKI:SUN:GZHA.0.2008-05-036 http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-GZHA200805036.htm

16 Lui S, Li QH, Gan FX (2011) Influence of ancient glass samples surface conditions on chemical composition analysis using portable XRF, Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi 31:1954 - 1959