电子产品中有害物质的测试与环境性能评估研究

论文摘要

论文首先提出了应对欧盟《限制有害物质在电子电气设备产品中的使用》指令（Restriction of Hazardous Substance in Electronic and Electrical Equipments,RoHS）的检测方案;接着对一些典型的电子产品样品做了4种仪器分析方法的测试应用,最后对两款手机中金属的环境性能采用潜在毒性因子（Toxicity PotentialIndicator,TPI）指标进行了评估。应对RoHS指令的检测方案定为;将安全极限值放宽30—50%,采用能谱X射线荧光谱方法对样品进行初步扫描筛选;如果筛选结果落入无定论值域,则在微波消解辅助制样后进行精密仪器分析。对于Cd、Pb和Hg的测试,用混合强酸溶解和耦合感应等离子体光发射谱分析;对于Cr6+的测试,用混合碱液溶解和双光束分光光度计分析;对于多溴联苯（PBB）和多溴二苯醚（PBDE）的测试,用有机溶剂溶解和气相色谱—质谱联用分析。测试应用发现;Cd、Pb、Hg和Cr6+的重复性小于5%,PBB和PBDE的重复性小于1%,表明结果稳定、测试精密度高。Cd、Pb、Hg、Cr6+和单溴联苯（Mono-BB）至十溴联苯（Deca-BB）共14种物质的回收率在90—110%之间,表明制样污染和损失小,测试准确度高;它们的检测限和定量限处于ng/g和μg/g级别,表明结果可靠,测试灵敏度高。对于Cr6+的光度计分析,优化的实验参数为;萃取时间为60 min、pH值为2.0,以及采用1 mL 0.5 M K2HPO4和0.5 M KH2PO4的混合缓冲液。环境性能评估发现;手机中共含20多种金属元素,占总比重的35—40wt%。有12种对环境的潜在毒性较大（＞TPI/12 mg）,其中Pb的为20.8 TPI/mg。两款手机中金属的总体TPI显示,在最坏的情况下,它们对环境的潜在危害分别等同于无控制地向环境中释放6.14 g和12.28 g的Pb所导致的危害。两款手机的平均毒性为4.1TPI/mg和4.5TPI/mg。单位重量的手机物质对环境的潜在毒性大小类似,对环境总体影响的差异则主要因重量的不同,而非所用有害物质种类的减少。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电子垃圾与危害
• 1.3 绿色电子与立法
• 1.4 选题依据与意义
• 1.5 课题研究现状
• 第2章 实验设备和试剂
• 2.1 有害物质初步筛选的设备和试剂
• 2.2 有害物质仪器分析的设备和试剂
• 2.3 电子产品环境性能评估的设备和试剂
• 第3章 电子产品中有害物质初步筛选方案的制定
• 3.1 引言
• 3.2 应对RoHS指令的检测流程
• 3.3 筛选原理和步骤
• 3.4 筛选应用与讨论
• 3.5 小结
• 第4章 电子产品中有害物质仪器分析的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 总体测试方案的确定
• 4.3 实验
• 4.4 结果与讨论
• 4.5 小结
• 第5章 电子产品中金属的潜在毒性评估
• 5.1 引言
• 5.2 潜在毒性因子理论
• 5.3 实验
• 5.4 结果与讨论
• 5.5 小结
• 第6章 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录I: 一种充电器中6种物质的检测结果
• 附录II: 硕士研究生期间发表的论文及参研项目