邱婧　徐樹(shù)杰　李龍輝　侯猛

摘要：鉛在汽車產(chǎn)品中的應(yīng)用廣泛，帶來(lái)了不少環(huán)境問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外汽車產(chǎn)品中鉛的管控及豁免范圍對(duì)比，鉛的應(yīng)用現(xiàn)狀及替代技術(shù)難點(diǎn)等進(jìn)行了分析，希望能為鉛替代和管控相關(guān)工作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：鉛；豁免清單；鉛蓄電池；焊料

1鉛對(duì)人體及環(huán)境的危害

汽車產(chǎn)品中的有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)日漸突出，越來(lái)越多的車主遭遇有害物質(zhì)超標(biāo)，公眾對(duì)車用材料環(huán)保安全性的關(guān)注度也日益提高。其中鉛及其化合物進(jìn)入機(jī)體后，少部分會(huì)隨著身體代謝排出體外，其余大量則會(huì)在體內(nèi)沉積，它會(huì)對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害，若含量過(guò)高則會(huì)引起鉛中毒。

而對(duì)環(huán)境的破壞也不容忽視。電子工業(yè)中大量使用的錫一鉛合金焊料是造成污染的重要來(lái)源。在其制造和使用過(guò)程中，較高的熔化溫度會(huì)導(dǎo)致大量的鉛蒸發(fā)氣逸出，對(duì)操作人員的身體健康有極大的影響。各種廢棄電子產(chǎn)品、PCB上所含的鉛也不容忽視，他們作為垃圾被埋入地下后，內(nèi)部所含的鉛可能會(huì)從電子產(chǎn)品中滲出，并進(jìn)入地下水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年隨PCB丟棄的鉛有400噸，下雨后這些鉛會(huì)變成溶于水的鹽類，特別是在遇到酸雨時(shí)，雨中所含的硝酸和鹽酸更易促使鉛溶解，從而污染水源，破壞環(huán)境。

2鉛在汽車上的主要存在范圍

當(dāng)前，鉛作為汽車產(chǎn)品主要有害物質(zhì)，其分布較為廣泛。目前，含鉛的高風(fēng)險(xiǎn)部件主要有汽油發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞、發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)燃油供油管、發(fā)動(dòng)機(jī)主線束、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋密封墊、發(fā)動(dòng)機(jī)減震塊、發(fā)動(dòng)機(jī)用緊固標(biāo)準(zhǔn)件、變速器用緊固標(biāo)準(zhǔn)件、左前制動(dòng)油管、輪速傳感器、左外后視鏡、左前門限位器、左前門內(nèi)飾板、左前車門鎖、駕駛員座椅靠背骨架、駕駛員側(cè)安全帶卡扣、駕駛員側(cè)安全帶卷收器、左前遮陽(yáng)板，根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，其中，在左前門車鎖、駕駛員側(cè)安全帶卷收器、左外后視鏡中，鉛存在風(fēng)險(xiǎn)最高。

3國(guó)內(nèi)外法規(guī)對(duì)鉛的管控及豁免情況說(shuō)明

中國(guó)已成為汽車生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，為了更好推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)作為實(shí)施十年可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃的一部分，對(duì)汽車產(chǎn)品中有害物質(zhì)的管控成為重中之重。

筆者了解到，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年上半年，我國(guó)出口汽車34萬(wàn)輛，同比下降10.9%，一方面，外部需求的減弱抑制了出口量，另一方面，日趨加嚴(yán)的歐盟等國(guó)汽車進(jìn)口技術(shù)壁壘也給中國(guó)汽車的出口量帶來(lái)了不小的沖擊。中國(guó)是汽車制造大國(guó)，汽車產(chǎn)品是推動(dòng)外貿(mào)增長(zhǎng)的主要力量。但是，汽車產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，我們與國(guó)外一些品牌在汽車技術(shù)含量、附加值方面依然存在很大差距。因此，對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車制造商而言，一套切實(shí)可行的汽車有害物質(zhì)管控制度并積極加以落實(shí)，才能更好地推動(dòng)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

歐盟早在2000年就發(fā)布了2000/53/EC指令（簡(jiǎn)稱ELV指令），該指令將汽車產(chǎn)品中的四種有毒有害的重金屬元素（鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻）定為禁限用物質(zhì)，并提出了明確的限1直要求（鉛、汞、六價(jià)鉻是0.1%，鎘是0.01%）和相應(yīng)豁免項(xiàng)，允許一些零部件和材料不受標(biāo)準(zhǔn)限值的限制。

我國(guó)于2014年6月發(fā)布了GB/T30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》，其中也規(guī)定了四種重金屬的含量限制，且由于現(xiàn)有技術(shù)限制，目前有一些部件上的鉛仍不能被替代，因此該法規(guī)也列出了一些豁免選項(xiàng)和時(shí)間，使他們?cè)谝欢〞r(shí)期內(nèi)可以不受標(biāo)準(zhǔn)限值的約束，如表1所示。

4我國(guó)汽車企業(yè)鉛的現(xiàn)狀及替代技術(shù)難點(diǎn)

目前，鉛在在汽車產(chǎn)品中主要存在于發(fā)動(dòng)機(jī)用鉛蓄電池、鋁材及焊料中。其中，鉛蓄電池是鉛含量最集中的地方，其含鉛位置為鉛蓄電池的正/負(fù)極板膏和柵板，含鉛通常在80%以上，甚至接近100%。目前，由于沒(méi)有成熟的技術(shù)能完全替代鉛蓄電池，因此車用電池仍以鉛蓄電池為主。近年來(lái)，我國(guó)新能源汽車發(fā)展迅猛，同時(shí)，鋰電池也順勢(shì)發(fā)展起來(lái)。但目前來(lái)看，鋰電池想要完全替代鉛蓄電池，還有很長(zhǎng)的路要走。問(wèn)題主要存在以下幾方面：（1）現(xiàn)階段鋰電池的生產(chǎn)鏈存在較大問(wèn)題，比如電解液、正負(fù)極材料和電源管理器件的生產(chǎn)，都存在較大技術(shù)壁壘，難以保證電池的安全性和穩(wěn)定性，我們經(jīng)常聽(tīng)到手機(jī)或筆記本中鋰電池爆炸的新聞，而鉛電池目前看來(lái)還是比較安全穩(wěn)定的；（2）污染問(wèn)題：我們想替代鉛電池的主要原因就是其污染問(wèn)題，但是鋰電池也沒(méi)能完全避免這一問(wèn)題。雖然比起鉛酸、鎳鉻、鎳氫等傳統(tǒng)電池，鋰電池不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素，相對(duì)污染較小，但是其電解液主要成分是六氟磷酸鋰，這種物質(zhì)的處理和循環(huán)利用性不好，不符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，同時(shí)，其分解或水解產(chǎn)物為氫氟酸和其它含氟化合物，也具有一定腐蝕性和毒性；（3）鋰電池成本也是其難以替代鉛蓄電池的一點(diǎn)，而目前來(lái)看，想要降到可以跟鉛蓄電池競(jìng)爭(zhēng)的程度，還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

除鉛蓄電池外，鋁材中所含的鉛含量也是比較高的。鋁材中常見(jiàn)的含鉛合金為ADC12、A1Si9Cu3（Fe）、A1Sil2Cul（Fe）等鑄鋁合金，這些合金主要應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋、機(jī)油濾清器支架，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器中的某些蓋板，凸輪軸軸承蓋以及一些殼體和閥體部件。

另一個(gè)鉛含量較高的地方就是焊料。焊料材料主要存在于電子元器件中，其中錫鉛焊料合金的表面張力小，力學(xué)性能也很優(yōu)異，所以其應(yīng)用最為廣泛，尤其是63Sn-37Pb共晶型合金焊料應(yīng)用最廣。但由于鉛物質(zhì)所帶來(lái)的不容忽視的環(huán)境問(wèn)題，無(wú)鉛焊料也逐步被推向市場(chǎng)。理想的無(wú)鉛焊料要求其能有良好的物理和機(jī)械性能，良好的潤(rùn)濕性，可靠性和可焊性。目前常見(jiàn)的無(wú)鉛焊料體系有錫—銅系，錫—銀系，錫—鋅系，錫—銀—銅系，錫—銀—鉍系和錫—鋅—鉍系等二元和多元合金。他們各有利弊，如錫—銀，錫—鋅和錫—鉍系具有與錫—鉛系相近的熔點(diǎn)，且錫—銀系焊料具有良好的力學(xué)、抗氧化性能和熱疲勞可靠性，但是其潤(rùn)濕性較差；再如錫—鋅合金具有良好的抗拉強(qiáng)度和蠕變性等，但其耐氧化腐蝕差，潤(rùn)濕性能也不好。因此，無(wú)鉛焊料想要全面替代含鉛焊料，還有很長(zhǎng)的路要走。

5結(jié)語(yǔ)

為積極響應(yīng)國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)的號(hào)召，有害物質(zhì)的管理和替代成為汽車生產(chǎn)商最為關(guān)心的問(wèn)題。本文通過(guò)分析目前汽車產(chǎn)品中有害物質(zhì)鉛的現(xiàn)狀及替代可能性，希望能為鉛替代和管控工作提供借鑒和參考。