铁路车辆车内装饰材料禁用限用物质分析

陈 梦

（中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所，北京 100081）

0 引言

随着公众环保意识和自我保护意识的不断提高，各国对进入本国的产品、化学品、材料等实施了多项法律法规来对有害物质进行控制。铁路行业很早就提出对材料有害物质的要求，由欧洲铁路行业协会(UNIFE)发布的铁路行业限制物质清单(RISL)[1]主要针对铁路行业材料中的有害性进行管控，其参考了欧盟、美国及加拿大等环保法规，截至目前限制了约380种物质。在UNIFE限制物质清单中，将物质分为严格禁用P (AR)、申报评估D (FA)及申报参考D(FI) 3个等级，由供应商自行申报。

近年来，我国铁路行业的环保要求也随着列车的出口而更为重视。2014年原中国铁路总公司发布《时速350公里中国标准动车组暂行技术条件》(TJ/CL 342—2014)[2]，明确了时速350 km中国标准动车组使用材料需限制的禁用、限用物质种类，包括禁用物质21种、限用物质40种。自该文发布以来，各相关铁路单位一直采取供货商填写承诺书申报的方式来控制铁路禁用、限用物质，这一方式是效仿欧盟国家有害物质申报的方法，但并不完全适应我国铁路行业情况。

在《时速350公里中国标准动车组暂行技术条件》(TJ/CL 342—2014)中，仅对产品中禁用物质、限用物质的种类进行了约束，而物质限用含量、试验方法等对产品是否符合要求影响较大的因素并未明确。目前在对车辆材料禁用、限用物质的检测中，各检测机构一般使用自拟的经验性并经过认证确认的试验方法，试验方法的差异也为禁用、限用物质的控制带来了不确定因素。因此，通过不同检测机构对目前铁路车辆材料进行禁用、限用物质的测试，分析相关结果的同时，对比不同检测方法造成的结果差异。

1 检测材料及方法

1.1 材料的选择

分析目标是对旅客健康及乘坐舒适度影响较大的铁路车辆车内装饰材料，从车辆车内装饰材料应用量较多的产品中，按照材料种类选取了如表1所示的9种产品。这9种产品基本涵盖了我国铁路车辆内装非金属材料的所有材料种类，具有很强的典型性。

表1 铁路车辆内装饰材料典型样品

1.2 检测方法

通过3种不同的试验方法对相同样品进行检测。为保证样品的均匀性，固体样品先用粉碎机粉碎为可通过1 mm筛网的颗粒，纺织品样品剪至5 mm×5 mm大小后，均匀分为3份，通过3种试验方法获得试验结果。3种试验方法分别为：检测机构A使用的试验方法；检测机构B的试验方法；使用如表2所示的国标标准试验方法。

表2 部分禁用、限用物质的国标标准检测方法

2 检测结果及分析

2.1 检测结果

各种材料在检测中呈阳性的结果如表3所示，样品中未检出的物质未列示。

2.2 检测结果分析

（1）由于目前国内缺乏车辆车内装饰材料禁用、限用物质的国标检测方法，出于研究目的，探讨了几种方法的检测结果，虽然在数值上有一定差异，但样品检出有害物质的种类及含量趋于一致，基本集中在以下几种：卤素、铅和多环芳烃(PAHs)。

（2）受试材料中，PC板和玻璃棉隔热2种材料所有有害物质均未检出，其他材料有害物质检出量各有不同，其中卤素检出率最高，但含量范围在0.1%以内。对禁用、限用物质卤素的要求主要是为了控制含卤阻燃剂的添加导致燃烧时生烟量大的情况。但是，目前检测方法检出的均为卤素元素的含量，并非有机含卤阻燃剂的含量，一些无机含卤物质可能以杂质的形式混入产品，如无机阻燃剂MgOH在制作过程中可能残余部分副产物MgCl，导致卤素检出。而大部分无机含卤物质并不是对人体和环境产生危害的物质，目前国际法律法规对卤素有要求限制的仅有IEC 61249-2-21[21]，其要求在印制板和其他互联结构用材料中的树脂和基材中氯元素含量不得超过900 ppm、溴元素含量不得超过900 ppm、氯和溴元素总含量不得超过1500 ppm。虽然检测的产品均不属于IEC 61249-2-21所要求的材料，但参考该指标可以看出，3种检测结果中只有检测机构B在聚氨酯胶中检出的氯元素超过900 ppm的要求。

表3 检测结果 mg/kg

（3）铅元素在橡胶地板革、座椅蒙面布和车辆用环氧漆中有检出，但座椅蒙面布和车辆用环氧漆中含量均在15 mg/kg以下，接近方法检出限，可以忽略不计；在橡胶地板布中含量约500 mg/kg。橡胶中的重金属铅检出较为常见，因包括生胶、填料(如白炭黑)等橡胶原材料都含有少量的重金属铅，若橡胶使用的是再生胶料，重金属铅的含量会大大增加。在国际法律法规中对铅元素的要求主要是ROHS[22]指令中对电子电器产品铅含量0.1%的要求，REACH[23]法规中多种含铅的化合物作为高关注物质，含量超过0.1%须申报。对比上述指标，橡胶地板布中的铅含量远低于0.1%的要求。

（4）多环芳烃在玻璃钢、座椅发泡芯材、车辆用环氧漆及聚氨酯胶中有一定程度的检出。多环芳烃在材料中主要来源于炭黑和填充油类，在国际法律法规中涉及多环芳烃的主要有欧盟REACH法规和德国GS认证的要求。由于多环芳烃的可迁移特性，对人体可长期接触和不易接触的产品有着不同的要求，在REACH法规中，对能直接长期或短期重复接触皮肤或口腔的橡胶或塑料部件，8种PAHs的含量不得超过1 mg/kg；在德国GS认证[24]中，长期高频接触的产品、18种PAHs总量不得超过10 mg/kg，非长期高频接触的产品、18种PAHs总量不得超过200 mg/kg。车辆产品均不属于长期接触产品，本次产品检测中检出的多环芳烃萘和菲均不包括在REACH法规的8种多环芳烃中，并且含量能够满足德国GS认证中较为严格的长期高频接触材料的要求。

（5）有2种物质仅在1种产品中有检出。座椅蒙面布中检出的三氧化二锑和聚氨酯胶中检出的壬基酚，分别在全球汽车申报物质清单(GADSL)[25]和REACH法规附件17中被要求限制，含量要求均为不超过0.1%，此处检出结果远低于含量要求。

（6）3种检测方法在检测数值上存在一定差异，有的物质还存在检出和未检出的差别，可能与试验方法的不统一及不同方法的方法检出限不同有关，由于目前很多禁用、限用物质在国际上并没有标准的检测方法，通常检测机构会根据自拟、并经过认证确认的方法进行检测，不统一的前处理方式和设备分析程序导致样品结果的差异和不确定性。

3 结束语

根据此次测试，9种用量较大的铁路车辆内装非金属材料中，部分禁用、限用物质有检出，检出物质集中在卤素、铅和多环芳烃，但所有检出物质含量都可以满足国际法规的要求，满足欧洲铁路行业协会对铁路禁用限用物质的管控，达到出口标准。同时应该看到，自2014年我国铁路引入禁用、限用物质的概念以来，物质限量基本参考国际法律法规指标，但各国各行业限值存在差异，检验方法一般由检测机构自行制定，虽然经相关实验室认证，但检测结果仍然存在差异和不确定性，亟待出台标准对铁路车辆禁限用物质的限量指标及检测方法进行规范。