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环保不合格的50种书刊案例分析
2019-05-08 08:23:46  来源: 科印网

  在人们日益重视环境保护、珍视健康的今天,如何保证人们尤其是孩子们手中的书刊真正绿色环保,成为当今社会十分关注的问题。笔者长期从事书刊检测及印刷技术工作,在此将通过近5年的数据积累,分析与探讨书刊存在的环保质量问题以及控制措施。

  书刊中可能存在的有害物质及潜在风险

  分析案例样本

  根据新闻出版、教育和环境保护部门的相关文件要求,义务教育阶段使用的中小学教科书自2014年秋季学期起,已逐步强制实行绿色印刷全覆盖,因此教科书不环保的风险已经很小,但教辅材料、儿童图书以及其他书刊仍存在少数产品环保指标超标的现象。

  本文所分析的环保指标超标的50种书刊,主要来自笔者单位近5年所承担的儿童图书环保质量风险监测、(企业存疑的)委托送检、教科书绿色全覆盖抽查、书展抽查等工作中。案例样本包括儿童图书、教科书、教辅材料和少量一般图书及期刊,其中儿童精装图书占比最大。样本渠道来源为实体书店、电商平台、新华书店仓库、书展及企业送样;印制企业涉及全国多个省市,多为大中型印刷企业。

  书刊中环保指标超标的有害物质及其占比分布

  目前对书刊环保质量的检测是依据2011年原环境保护部发布的HJ 2503-2011《环境标志产品技术要求 印刷 第一部分:平版印刷》和2015年3月原国家新闻出版广电总局发布的CY/T 132.1-2015《绿色印刷 产品合格判定准则 第1部分:阅读类印刷品》,检测16项挥发性有机化合物(即有毒有害气体VOCs)、8项可迁移元素(即砷、铅、铬等重金属)、游离甲醛、邻苯二甲酸酯类和可迁移性荧光增白剂。其中,游离甲醛、邻苯二甲酸酯类物质基本未检出。需要提及的是,2017年7月江苏泰州发生的“甲醛书事件”是一次错误报道,其中关键错误在于取样环节,误把包括家庭装饰和书橱等家具的环境空气作为图书环保质量检测的样本。

  在笔者单位近5年的大量书刊产品检测中,有50种书刊VOCs指标超标,其中超标的项目有甲苯(27种)、乙苯(5种)、二甲苯(9种)、异丙醇(1种)、正丁醇(2种)、丙酮(11种)和环己酮(2种),各超标项目的分布如图1所示;8项可迁移元素(即重金属)都未超标,但均有检出,其中铬、钡、铅的含量虽远低于指标限量值,但超过食品的相应限量值。在两次环保质量风险监测的112种书刊产品(包括教科书、教辅、儿童图书)中,可迁移性荧光增白剂超标现象较多,超标率达43.75%,各类产品超标分布见图2所示。

  图1 VOCs超标项目占比分布

  图2 可迁移荧光增白剂超标分布

  书刊中可能存在的残留有害物一般较少,对人体危害没有这么严重。但相对于成人,幼儿个体小、接触书刊时间长,甚至习惯不良或未懂事的幼儿会啃咬吞噬书本,对其健康的伤害程度就较大。

  书刊中有害物质的来源及控制

  书刊中超标有害物质的分布位置及来源分析

  1甲苯超标现象最多

  分布如图3所示,主要集中在书背和封面部位。根据样本数据分析和实验结果,书刊中检测到的超标甲苯主要来源于为增加耐磨性和光泽度而进行的上光工艺、装订工艺和彩色印刷过程,所使用的油性光油、EVA热熔胶和普通溶剂油墨中未挥发尽的芳香烃溶剂甲苯的残留,其中以精装圆背部分的残留为最,严重的超过标准限量值42倍或150倍。

  图3 甲苯超标分布

  2丙酮超标现象次之

  分布如图4所示,在封面、书背、内页3处检测部位均有超标现象。丙酮也是一种良好溶剂,用作稀释剂或清洗剂,在换活儿印刷时,通常用于擦洗机台或橡皮布。俗称的洗车水常含有大量丙酮,故不论封面还是内页均会有丙酮物质的残留。近年来,丙酮超标现象有明显下降趋势。

  图4 丙酮超标分布

  3二甲苯相对超标比较多

  分布如图5所示,主要集中在书背和封面部位。根据样本数据分析,书刊中检测到的超标甲苯主要来源于印刷和装订工艺过程,是普通溶剂油墨和EVA热熔胶中的二甲苯残留。

  图5 二甲苯超标分布

  4乙苯在少数产品中超标

  分布如图6所示,主要分布在封面部位,个别产品分布在书背部位。根据样本数据分析,封面部位乙苯超标主要来源于彩色印刷油墨中起稀释剂作用的乙苯残留;个别产品中乙苯与甲苯、二甲苯同时超标于书背部位,但封面部位3种对应物质均未超标,说明书背部分的乙苯主要来源于严重不环保的EVA热熔胶中的乙苯残留。

  图6 乙苯超标分布

  5环己酮、正丁醇和异丙醇偶有超标

  近年这3种物质已很少发生超标现象。环已酮主要来源于油墨中的溶剂和稀释剂,油墨中添加环已酮可以增强油墨的快干性或着墨牢固度;正丁醇和异丙醇基本与丙酮同时超标于书刊的内页和封面部位,和丙酮一样,主要来源于擦洗机台或橡皮布的洗车水或清洗剂。

  6可迁移性荧光增白剂超标现象较多

  分布如图7和图8所示,在两次环保质量风险监测中,教科书荧光增白剂超标率57.1%,教辅荧光增白剂超标率73.9%,儿童图书荧光增白剂超标率22.2%。综合起来,封面荧光增白剂超标率31.3%,内页荧光增白剂超标率25.9%。

  图7 可迁移荧光增白剂超标分布(按类别分)

  图8 可迁移荧光增白剂超标分布(按位置分)

  书刊中超标有害物质的控制

  1苯系物的控制

  书刊中的超标苯系物主要为甲苯、二甲苯和乙苯。从上述来源分析可知,应采取以下措施。

  油墨生产企业应严格控制油墨中的芳香烃溶剂含量或尽量使用非芳香烃溶剂生产油墨,印刷企业应选择采购有绿色认证的油墨产品,甚至水性油墨。

  尽量选择水性光油进行上光涂布。油性光油含有芳香烃溶剂,会引入甲苯、二甲苯等有害物质。即使某一批次产品达到绿色环保指标要求,当其质量不稳定时,也有可能上光加工出甲苯超标的书刊封面。仍然应用油性上光生产线的印刷企业,当发现上光加工出来的书刊封面有异味时,应及时送检确认环保质量,若确有甲苯超标现象,应立即更换绿色环保光油,或彻底更换成水性上光生产线。

  加强对EVA热熔胶环保质量的控制。EVA热熔胶由不同树脂、增粘剂、乙烯和醋酸乙烯在高温高压下共聚而成,若其本身是不合格产品或含有大量的挥发性有机化合物成分,在印装工序中经高温加工,会水解产生甲苯和酮类物质。如果生产过程中使用了环保质量不达标的EVA热熔胶,那么书刊环保质量的检测结果很可能是书刊封面部位合格,书背部位苯系物超标。

  由于精装图书通常采用动物胶(骨胶)将封面与纸板粘合制成书壳,因此当所用动物胶不达环保标准时,精装封面和书背部位苯系物含量会同时超标。究其原因,很可能是为了降低成本或提高黏性,在动物骨胶中添加了含有苯系物的增粘剂。精装书背部位不仅有自身携带含苯系物的胶,书芯背部定型所用乳胶、粘贴纱布和书背纸(牛皮纸)所用的动物骨胶都可能引入苯系物。所以精装工艺中书背部位用胶量大,书背部位苯系物超标情况也最突出。

  一般情况下,如果存在苯系物超标,则精装书册越厚,苯系物超标程度越大;相同厚度的精装书册,由于圆背着胶面积更大,圆背精装图书比方背精装图书书背苯系物超标程度更大。因此,要从根本改善精装图书环保质量,关键是采用均绿色环保的动物胶和水性白乳胶进行装订工艺加工,从而真正达到精装图书高品质的定位。

  2丙酮、正丁醇和异丙醇的控制

  书刊中这3种物质的超标,主要是由于在印刷过程中,清洗剂和洗车水中的残留通过印张传递吸收而带入书刊,因此选用乙醇类清洗剂或洗车水取代,可有效控制这3种有害物质在书刊中残留超标。

  3环己酮的控制

  由于环已酮可以增强油墨的快干性和着墨牢固度,油墨生产企业为增强油墨的印刷适性,会在油墨中添加环已酮。在寒冷的冬天,当印刷车间温度达不到要求时,为防止剥皮现象,操作工人也会向油墨中适当添加撤粘剂,撤粘剂中也会引入具有稀释和快干作用的环已酮。

  印刷企业应选购含有极少环已酮的绿色油墨进行印刷,并避免用加调墨油或撤粘剂的方法来改善油墨的印刷适性,而应按照标准控制印刷环境温湿度来保证油墨的印刷适性,从而控制书刊中环已酮的残留。

  4可迁移性荧光增白剂的控制

  高白度的纸张经四色套印后,图案鲜艳明亮,画面吸引人;经单色印刷后,文字因反差大而显得更加清晰,所以出版单位或印刷企业较愿意选择高白度的纸张。纸张的白度取决于纸浆的白度,一般白度高的纸浆,做成纸的白度也高,反之则低。我国造纸行业的原料70%左右来自各类回收纸,而非草木原浆纸。

  为提高纸张白度,一方面选择白度高的填料,另一方面无论是涂料纸还是非涂料纸,都采用在纸浆或涂料中添加荧光增白剂的方法来提高纸张的白度,由此降低纸浆漂白的成本,减少能耗,减轻对环境的污染。但是如果荧光增白剂添加过多,就会导致纸张过白,尤其是内页纸张过白,容易引起读者视觉疲劳,对长期阅读且生长发育尚不完全的少年儿童,更会影响其视力健康。

  出版单位和印刷企业在出版印制少儿读物或教辅材料时,内页应按照教科书用纸标准选用纸张,一般图书也不宜采用过白的纸张进行印刷。同时,造纸企业应尽可能少添加荧光增白剂,以避免通过接触性迁移误入人体而造成的未知性危害。

  书刊环保质量与标准的关系

  环保质量标准对书刊生产应发挥指导作用

  为了推动印刷行业的绿色环保,HJ2503-2011对使用中国环境标志(十环标志)的平版印刷产品中的苯、甲苯、乙苯等16项有毒有害气体(挥发性有机化合物)和砷、铅、铬等8项重金属(可迁移元素)含量进行了限定。通过行业监管部门的大力宣传和推进,2014年以来全国各省市已陆续强制要求,义务教育阶段中小学教科书实行绿色印刷全覆盖,并在封面明示“十环标志”。

  印刷企业为了承印教科书,纷纷对教科书生产线进行了绿色印刷资质认证,并严格使用绿色环保产品目录上的印刷原辅材料,从源头上把控住教科书的环保质量。但是截至目前,行业里对其他印刷品(包括教辅材料和儿童图书)尚未有绿色印刷的强制要求。

  由于生产成本的缘故,并不是所有通过绿色印刷认证的印刷企业在印制各类书刊产品时都使用绿色环保的原辅材料,未进行绿色印刷认证的印刷企业更没有高度重视产品的环保质量,因此市场上的书刊产品环保质量良莠不齐。HJ2503-2011标准从其标准号来判断,其实是一项强制执行标准。而CY/T 132.1-2015标准是一项更全面的出版印刷行业推荐标准,除对16项挥发性有机化合物和8项可迁移元素指标限定外,还增加了甲醛、邻苯二甲酸酯类物质和可迁移荧光增白剂项目指标的限定。

  印刷企业应当依据国家和行业相关标准制定企业自己的标准,且企业标准要求应高于或等同于国家和行业相关标准要求,并按标准生产,定期跟踪监督原辅材料和成品的环保质量,让客户满意、让人民放心。

  行业监管部门或质量监督部门可以委托有资质的第三方检验机构,按照上述现行有效标准实施监督抽查,在行业内通告环保质量不符合国家或行业标准的书刊产品及其生产企业,以促进企业贯彻落实标准,从而发挥推动社会进步的监管职能。

  原辅材料环保指标应与书刊印刷品的相应指标相匹配

  现实中,一些印刷企业非常重视原辅材料的环保质量,当他们更换一个品牌的原辅材料或发现新进批次材料生产过程中有异味时,会把该新品牌的原辅材料送检验机构鉴定其是否达到环保要求。然而对比现有的纸张、油墨、胶黏剂的环保质量指标与印刷品的环保质量指标,却不能一一对应或存在缺项。原辅材料的环保指标常是一类物质给出一个总指标,于是企业只能用试印刷和试印后加工的半成品送样检测,用排除法的办法来确定哪一个环节、哪一种材料的环保质量不过关。原辅材料产品标准滞后于终端产品质量标准,为企业生产带来了许多环保质量不确定因素。

  印刷行业应大力呼吁生产链的上下游行业,加快完善制定与印刷品相匹配的环保质量标准,为印刷行业提供质量过硬的绿色环保原辅材料。

  进一步完善书刊环保质量的检测方法

  1修订检测标准,更加规范检测方法

  同一种书刊产品,依据不同标准检测,虽然同一项目的指标限定值相同,但因检测方法(包括检测仪器、取样部位)的不同,会造成测得的项目数值不同。

  例如检测同一种书刊产品书背部位的16项VOCs含量时,可以依据HJ2503-2011或CY/T 132.1-2015标准来检测,前者规定采用气相色谱/质谱联用仪,可以很精确地检出各种物质细微的含量;而后者规定采用气相色谱仪,含量微小时可能检不出,物质组分复杂时,又会把其他保留时间相近的干扰物质合并检出,使检出量又微大于真正的含量。当检出量接近临界值时,对不合格产品的判定有误判风险,即后者所测结果不确定性较大。

  再如,依据HJ2503-2011标准,取样检测书背16项VOCs含量时,虽然在执行该标准初期,行业内曾专门制定取样规则,但标准原文中没有明确规定,在实际检测取样中不同的检验机构取样方法有可能不同,主要有以下3种方式:

  只取含侧胶的书背包面及延伸的封面部分;

  不仅取含侧胶的书背包面及延伸的封面部分,还取去除书芯的完整背胶部分;

  只取去除书芯的完整背胶部分,不取包面部分。

  如果背胶、侧胶或封面部位有超标物质存在,3种不同的取样方法会造成书背部位检测值的差距很大,甚至在甲检验机构检测合格的产品,到乙机构检测却会为不合格产品。

  建议行业内尽快统一取样规则,并修订相关检测标准,减少因检测方法所产生的环保质量不确定性。

  2探索制定新的检测方法

  目前,印刷行业对印刷品VOCs的检测标准主要是参照烟草行业的YC/T 207—2014《烟用纸张中溶剂残留的测定 顶空-气相色谱/质谱联用法》规定的检测方法来制定,对甲醛含量的检测方法主要是参照纺织行业GB/T2912.1-2009《纺织品甲醛的测定 第1部分:游离和水解的甲醛(水萃取法)》规定的检测方法来制定。这种检测方法的优势是能较快速地检测出印刷品中的有害VOCs和甲醛,但对人体实际吸收VOCs和甲醛等物质的状态测量不令人信服。

  江苏泰州发生的“甲醛书事件”和杭州发生的玻璃器皿中测书甲醛事件,都反映了老百姓更希望确切测量书刊实际挥发出的气体是否有毒有害。

  书刊(尤其书芯、书背部分)挥发出有害有机化合物是缓慢的,书刊厚薄与开本大小的不同,在相同条件的空间所挥发出的VOCs含量不同;同一册书,在相对密闭和相对通畅的空间,所挥发积聚的VOCs含量也不同。

  除现有的检测标准外,建议再制定一种气候舱法检测书刊挥发出VOCs含量的检测标准,其检测结果将更接近被人体吸入的VOCs含量,但缺点是检测过程非常耗时。因此,建议常规监督抽查时仍采用现行标准,专门委托性检测可由客户选择检测方法。

  习近平总书记强调,精品之所以“精”,就在于其思想精深、艺术精湛、制作精良。书刊精品,在保证内容的前提下,比的就是制作精良,不仅要印制质量精良,更要环保质量过硬。普及绿色印刷,推动高质量发展,实现人民群众对美好生活的向往,是印刷行业生产企业、管理部门、质检机构和科研院所应尽之职,责无旁贷。本文分析与探讨的观点不尽完全正确,旨在对书刊印刷绿色化的深入研究起到抛砖引玉的作用。

  (本文作者就职于江苏省印刷科学技术研究所)

 

责任编辑: 海闻

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