【摘 要】 本文以電子產(chǎn)品有害物質的范圍確定和分析入手，從應對RoHS指令的檢測流程、篩選原理和步驟等方面闡述了電子產(chǎn)品有害物質初步篩選方案制定，并重點分析了電子產(chǎn)品有害物質的檢測和分析流程，最后結合具體實例論述了電子產(chǎn)品引發(fā)的環(huán)境污染，并提出了電子產(chǎn)品有害物質處理方案：電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中要遵循有害物質的控制標準、電子產(chǎn)品在報廢后的有效處理、從科技水平出發(fā)，逐漸提高電子產(chǎn)品的有害物質使用標準等，以供廣大讀者參考。

【關鍵詞】 電子產(chǎn)品 ?有害物質 ?檢測

電子產(chǎn)品在當今社會有著廣泛應用，其在為人們生活提供便利的同時也造成了很大的環(huán)境污染，通過調查顯示，我國有很多地方的土壤、水質、空氣等都受到電子產(chǎn)品中重金屬、合成材料的污染，這對人們健康有著非常大的危害，所以有必要從電子產(chǎn)品有害物質的檢測方面進行控制，從而為人們健康提供保證。

1 電子產(chǎn)品有害物質的范圍確定和分析

電子產(chǎn)品是由多種零部件組合而成，各零部件也是由塑料、陶瓷、玻璃等物質構成的，而電子產(chǎn)品處理器則是由重金屬、電解質等物質構成，所以對電子產(chǎn)品有害物質的檢測就是對這些材料的檢測，其有害物質的取值范圍要在國家標準范圍內量化，然后再對這些有害物質進行分析。

1.1 電子產(chǎn)品有害物質的范圍確定

樣品采集是確定有害物質范圍的重要環(huán)節(jié)，主要是因為電子產(chǎn)品的種類和使用材料都過多，差異性也很大。本文主要利用RoHS指令對電子產(chǎn)品進行檢測，鉛、苯、鉻等元素化學物是電子產(chǎn)品中使用最多的幾項，所以主要對這些有害物質進行限量。

RoHS指令是2003年歐盟官方發(fā)布的，在確定電子產(chǎn)品有害物質范圍方面有很大的權威性。RoHS在SN標準方面的最新進展主要是2011年發(fā)布了新的檢測標準體系，為電子電氣產(chǎn)品中的6種有害物質的檢測提供了系統(tǒng)的技術支撐，同時在其他有害物質堅持方法標準上也有相關規(guī)定，這為我國電子產(chǎn)品打破國外技術性貿易壁壘有著非常大的標準基礎作用。RoHS在SJ標準方面的最新進展主要是2006年我國正式頒布的三個配套標準，這些標準對電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質的限制和禁止采用了目錄管理的方式，打印機、移動電話和固定電話成為管理目錄中的新產(chǎn)品。RoHS在GB標準方面的最新進展是我國標準委在2007年成立的電子產(chǎn)品與系統(tǒng)的環(huán)境標準化技術委員會，并且為了配合國家認監(jiān)委而發(fā)布了相應的實施意見，在2011年又開始考慮建立有害物質檢測標準體系，關于鄰苯二甲酸酯的方法已經(jīng)制定完成并批準。

如表1所示，關于鉛、錫、汞、六價鉻、多溴聯(lián)苯、多溴二苯等六種有害物質的限量標準分別為1000、100、1000、1000、1000、1000，RoHS對這些有害物質的限量標準都是衡量電子產(chǎn)品能否安全達標的具體參數(shù)。

1.2 電子產(chǎn)品有害物質的分析

目前國際上對電子產(chǎn)品有害物質的檢測都是參照一些發(fā)達國家的標準分析方法，歐盟的標準是其中比較有權威性的，也是應用比較廣泛的一種，本文根據(jù)國際知名企業(yè)標準收集整理的數(shù)據(jù)來分析，并參照RoHS指令對電子產(chǎn)品六種有害物質的測試方法規(guī)定。類似鉛及其化合物、鉻及其化合物、及其化合物這些的有害物質，其材質主要包括塑料、橡膠、油漆、墨水等有機類同質材料及金屬材料，樣品處理方法采用EPA METHOD3050 13、EYA METHOD3052、EN 1122-2001;分析方法采用ISO11885，分析設備有ICY-MS、ICY-AES、AAS等。類似六價鉻這樣的有害物質，其材質主要包括金屬材料、表面處理材料等，樣品處理方法是UEYA METHOD 3060A，分析方法為EYA METHOD 7196A。類似多嗅二苯醚塑半（Y13DE）和多休聯(lián)苯（PBB）這樣的有害物質，其材質主要是塑造，測試方法采用EYA METHOD 1614，而分析設備利用HRGC/MS高分辨氣相色譜質譜。

2 電子產(chǎn)品有害物質初步篩選方案制定

由于電子產(chǎn)品中化學物質過多，濃度分布范圍很大，如果采用精密的儀器來分析測試的有害物質，就需要很多化學溶液，這樣就會產(chǎn)生很大的成本，所以在使用RoHS指令符合性測試時，可以采用EDXRF方法來進行初步掃描測試，這樣就可以達到快速篩選的目的。

2.1 應對RoHS指令的檢測流程

RoHS在這一檢測流程中對有害物質的含量要求為：如果物質屬于均勻狀態(tài)，那么Pb、PBB和PBDE的濃度應該控制在0.1wt%以內，Cd的濃度應該控制在0.01wt%以內。初步篩選時對安全判據(jù)也有一定要求，并且根據(jù)不同的樣品類別進行劃分，對于金屬材料樣品來說，其安全極限值應該控制在30%以內;對于電子產(chǎn)品類別來說，這一范圍可以擴大到50%以內。如果測試結果沒有在上述兩種值域內，那么就說明與RoHS指令是否符合還處于未定狀態(tài)。

另外一方面，Br是用來表征PBDE和PBB是否存在的可能性，但是EDXRF結果并不是分子結構，而是以元素來呈現(xiàn)的，所以如果Br含量過高，那么就不能說明樣品中PBB和PBDE的含量是否存在，因為Br是否已其他形式存在并不能得到排除。

對于那些還沒有確定的情況就可以選擇比較復雜的精密儀器來確證，首先要做的步驟就是對樣品進行溶解，比如可以采用微波輔助萃取的辦法來制作樣品，然后對樣品進行測試，主要是利用各種光譜測試方法在溶液中進行測試。比如在對一個手機充電器的六種RoHS指令限制物質進行測試時，我們可以發(fā)現(xiàn)，這一產(chǎn)品的結構比較復雜，其中包含了70種以上的零部件，經(jīng)過EDXRF進行初步篩選后，可以確定有很多零部件內都沒有包括上文提到的六種有害物質，這樣就可以省去很大的人力物力，對降低成本有很大作用，然后在對那些沒有定論的樣品進行儀器分析測試。

2.2 篩選原理和步驟

EDXRF檢測的篩選原理主要是：利用高能X射線來撞擊樣品，受到撞擊的樣品原子內層軌道的電子會選擇逃逸，然后就留下了空位。另外一方面，外層軌道的電子能量較高，能夠迅速上升到內層軌道留下的空位，在這一遷躍過程中會輻射出具有能量的X射線熒光光子。比如電子從一層遷躍到另一層后，會釋放熒光，當X光子射到探測器后就可以形成空穴，而電子和空穴的對時就可以形成電脈沖，而其幅度與X光子的能量之間呈現(xiàn)正比例關系。熒光X射線在發(fā)射后可以在半導體探測器檢測中呈現(xiàn)依次排列，然后得到一系列與光子能量呈現(xiàn)正比例的脈沖，這樣就可以按照脈沖幅度的大小來統(tǒng)計脈沖數(shù)量。

另外一方面，X射線熒光頻率的平方根和原子序數(shù)之間也呈現(xiàn)正比關系，所以可以根據(jù)其強度得到定量和定性的結果，數(shù)據(jù)顯示在操作屏幕上，而檢測后的結果就可以存儲在檢測儀器中，以供日后下載使用。對樣品設備來說并沒有什么特別大的要求，程序也比較簡單，但是為了確保測試準確性高，樣品必須具備一定的厚度，同時還要保持均勻和清潔。如果樣品比較薄后者呈現(xiàn)顆粒狀結構，那么就需要堆積后放置到測試儀的樣品杯中，厚度在5mm以上。RoHS指令對濃度的要求是均勻物質，所以不能采用進一步拆分的物質，本文認為應該由一種或者多種物質組成一致的材料。在實際運行中經(jīng)常會出現(xiàn)均與物質和普通物質的不易區(qū)分，所以就不能認為那些無法進一步拆分的部件為均勻材質，而是要對樣品進行簡單拆分和處理后才能使用。比如在對四周扁平封裝器件進行分析時，其主要包括塑封、基板、芯片體和引腳四個結構，而內部導線、金絲等部件的含量都比較少，并且都符合RdHS的指令要求，這樣就可以只對上述四種進行測試。EDXRF是一種非毀壞性的測試，但是由于操作方法和所用設備的不同，在具體操作時需要根據(jù)技術手冊來執(zhí)行，并且要嚴格采用其推薦的參數(shù)，這樣才可以提高測試的準確有效性。

3 電子產(chǎn)品有害物質的檢測和分析流程

我國在電子產(chǎn)品有害物質檢測方面有著比較規(guī)范的操作流程，只有按照這一流程操作才能真正將有害物質區(qū)分出來，并得到有效處理，通過上文分析的初步篩選方案制定后就可以進行有害物質的檢測，其流程主要包括取樣、樣品處理和儀器分析三個步驟，詳細來說主要是：

3.1 電子產(chǎn)品有害物質的取樣

根據(jù)上文分析的電子產(chǎn)品具有很大的復雜性，所以就不能對所有部件進行檢測，并且摘取那些比較有代表性的樣品進行檢測。取樣是電子產(chǎn)品有害物質檢測分析的基礎環(huán)節(jié)，也是最為核心的環(huán)節(jié)，如果沒有做到科學合理的取樣就不能做出科學的判斷，那么電子產(chǎn)品有害物質的處理就沒有任何意義，也不能得出電子產(chǎn)品有害物質的各種參數(shù)，說明整個檢測過程是失敗的。電子產(chǎn)品的取樣方案要根據(jù)具體電子產(chǎn)品才能確定，如果電子產(chǎn)品屬于同樣材質的，那么取樣就比較簡單，只需要對那些不同點進行判定了就可以;如果電子產(chǎn)品是不同材質的，并且內部結構比較復雜，那么對有害物質進行檢測時就要對各種銅線、外皮等進行取樣分析。

3.2 樣品分析前處理

樣品分析前處理是對樣品進行物理或者無機元素的處理，前者主要是對樣品的大小或者形狀等方面進行處理，主要是為了儀器處理和儀器分析時比較方便，而后者主要是利用萃取原理對電子產(chǎn)品的樣品進行分離，然后選取那些將要檢測的元素，但是在進行無機元素處理時不能讓元素發(fā)生化學反應，主要是因為化學反應會導致很多元素的化學性質發(fā)生變化，這樣對整個電子產(chǎn)品有害物質的檢測和分析都會產(chǎn)生不利影響。

3.3 有機化合物的樣品處理和儀器分析

如果電子產(chǎn)品中含有塑料，那么檢測難度就會加大，主要是因為塑料是一種聚合物，在檢測樣品過程中需要將主要化合物萃取處理，然后再進行凈化和過濾成具體化合物后才能進行檢測和分析。有機化合物色譜的檢測時對有機化合物檢測的首要環(huán)節(jié)，可以分離出有害的有機化合物;然后就可以對樣品中的有機化合物進行處理，并通過不同的分析儀器得出電子產(chǎn)品中有害物質的含量和合格程度。

4 結合實例論述電子產(chǎn)品引發(fā)的環(huán)境污染

我國是一個電子產(chǎn)品生產(chǎn)大國，很多發(fā)達國家都把自己品牌的生產(chǎn)地選在中國，在為我國國內生產(chǎn)總值做出貢獻的同時，也給我買國家的環(huán)境污染和人類健康造成了很大危害，這很大一部分原因都是由于電子產(chǎn)品中包含的有害物質產(chǎn)生的，所以有必要分析這些電子產(chǎn)品有害物質造成的環(huán)境污染，并提出相應的解決措施。

4.1 土壤重金屬污染狀況

重金屬是電子產(chǎn)品中重要的有害物質，對土壤會產(chǎn)生很大的污染，其中Cu、Zn、Pb、Cd是最主要的污染源，如果在對土壤樣本分析中發(fā)現(xiàn)偏度系數(shù)在-1～1之間，那么就可以確定樣本呈現(xiàn)正太分布。在對土壤重金屬污染情況進行分析時要借助于統(tǒng)計學的相關知識，根據(jù)有關部門對我國2013年土壤受污染情況的分析可以發(fā)現(xiàn)，在土壤樣品中重金屬的平均含量依次為，Cu：118mg/kg、Zn：169mg/kg、Pb：47.9mg/kg、Cd：1.21mg/kg，這些數(shù)值都在當?shù)乇尘爸抵?，這就說明土壤重金屬含量過大，并且這種受污染程度在逐年增大，據(jù)不完全統(tǒng)計顯示，Cu、Pb、Zn、Cd超過自然值的概率分別為92.9%、85.8%、90.4%和61.4%，

這些都是土壤環(huán)境污染三級標準，急需解決方案。

4.2 電子產(chǎn)品材料的選用污染

根據(jù)上文分析我們知道，電子產(chǎn)品在取材方面比較廣泛，涉及到金屬、塑料、木材等各個方面，并且由于自身固有的因素，這些材料在使用時必然含有特定的有害有毒物質，鉛、鉻、汞等都是其中最為嚴重的代表，多嗅聯(lián)苯和多嗅二苯等有機物對環(huán)境的破壞力度更大，并且會產(chǎn)生持久性的污染物。具體來說，電子產(chǎn)品材料的選用污染主要包括兩個方面：第一就是在選用和制造具體材料過程中，如果操作人員在對材料進行操作時沒有按照正確的方法，那么就會因為過度接觸有害物而造成自身健康受到危害;另外一方面表現(xiàn)在電子產(chǎn)品中還有的有害物對自然環(huán)境也有產(chǎn)生很大的危害，再加上目前我國對現(xiàn)代垃圾處理模式不是太健全，很多垃圾都采用不合理的焚燒方式，這樣對土壤、水質、空氣都會造成很大的破壞。

5 電子產(chǎn)品有害物質處理方案

我國提出可持續(xù)發(fā)展的目標已經(jīng)有了很長時間，這一發(fā)展戰(zhàn)略要求我國對電子產(chǎn)品有害物質處理時要按照低碳環(huán)保的理念，并且要堅持以人為本的原則，在環(huán)境保護機構和電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)雙方面努力下對電子產(chǎn)品有害物質進行處理，具體來說在處理過程中要遵循的原則包括：

5.1 電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中要遵循有害物質的控制標準

控制有害物質的生產(chǎn)是從最根本上對電子產(chǎn)品有害物質處理的方案，生產(chǎn)是第一環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)生有害物質的源頭，所以為了提高電子產(chǎn)品的科技含量和減少有害物質的含量，就需要對產(chǎn)品部件的生產(chǎn)技術進行革新，保證部件產(chǎn)品在使用過程中不會對人體健康造成大的危害，從而落實可持續(xù)發(fā)展中以人為本的核心。

5.2 電子產(chǎn)品在報廢后的有效處理

電子產(chǎn)品都有一定的使用周期，這也是新陳代謝的必然結果，所以在對報廢的電子產(chǎn)品處理過程中需要采用比較專業(yè)的處理辦法， 主要措施包括：首先不能僅僅遵循常規(guī)的處理方式，因為只使用常規(guī)的處理方案必然會造成更為嚴重的環(huán)境污染，所以需要采用更為科學合理的辦法，比如經(jīng)過回收后再利用則是目前比較流行的一種處理方式，這樣也有利于循環(huán)經(jīng)濟的整體發(fā)展，對維持環(huán)境也有很強的保障。

5.3 從科技水平出發(fā)，逐漸提高電子產(chǎn)品的有害物質使用標準

提高電子產(chǎn)品的科技含量也是一種比較有效的處理方式，目前我國很多科學家都在開展電子產(chǎn)品材料的更新，讓污染更為微小的材料運用到電子產(chǎn)品中，從而達到提高科技水平、減少有害物質含量的目的。規(guī)定使用標準就可以從制度上對電子產(chǎn)品中有害物質含量進行限制，這樣有利于我國有害物質處理正規(guī)化、系統(tǒng)化。

6 結語

通過以上分析可以看出，電子產(chǎn)品在信息化發(fā)展的當今社會，雖然帶來了很大的便利，但是也產(chǎn)生了嚴重的環(huán)境問題，重金屬和各種合成次啊了的使用是電子產(chǎn)品造成危害的重要原因，所以需要進行一定的分類管理，從而避免電子產(chǎn)品有害物質的危害。通過對有害物質的具體檢測表明，要首先針對現(xiàn)在的材料進行具體檢測，然后再對有害物質進行量化處理，最后對有害物質分析和判定，并采取合理科學的措施來解決。

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作者簡介：陳奮忠（1963—），男，福建福州人，高級工程師。