馬濤 張朝亮 王超 李銳 郭力銘 李雨秋 劉鐵波

摘要：為提高中小學(xué)教材的衛(wèi)生安全性，降低中小學(xué)教科書(shū)VOCs殘留，對(duì)中小學(xué)教材原輔料進(jìn)行分析。通過(guò)分析印品VOCs殘留的影響因素，參考國(guó)家頒布的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，建立原輔料和成品VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)。在教材生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行新制定的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行教材印刷生產(chǎn)，生產(chǎn)結(jié)束后對(duì)樣書(shū)進(jìn)行抽樣檢測(cè)。根據(jù)對(duì)所選樣書(shū)的檢測(cè)結(jié)果，得知樣書(shū)中揮發(fā)性有機(jī)化合物的殘留種類明顯減少，殘留總量明顯降低。以丙酮、甲苯、環(huán)己酮為例：語(yǔ)文教材分別含有0.13mg/m2、0.004mg/ m2、0.03mg/m2，未采用VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)教材分別含有0.578mg/m2、0.004mg/m2、0.242mg/ m2。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的建立和完善，有效證明了建立符合企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以推動(dòng)企業(yè)綠色生產(chǎn)的發(fā)展，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：VOCs；中小學(xué)教材；控制標(biāo)準(zhǔn)；原輔料

中圖分類號(hào)：TS802；X505 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1400 （2020） 11-0040-05

VOCs Control Standard and Its Application in Primary and Secondary School Textbooks

MA Tao1， ZHANG Chao-liang2， WANG Chao2， LI Rui2， GUO Li-ming2， LI Yu-qiu2， LIU Tie-bo3（1. Yunnan Publishing and Printing Group Co.， Ltd.， Kunming， Yunnan 650200； 2. Yunnan Printing Technology Research Co.， Ltd.， Kunming， Yunnan 650231； 3. Yunnan Press and Publication Industry Technology Center， Kunming， Yunnan 650000， China）

Abstract： In order to improve the hygiene and safety of textbooks in primary and secondary schools， and reduce the residual VOCs of textbooks in primary and secondary schools， the raw and auxiliary materials of textbooks in primary and secondary schools are analyzed. By analyzing the influencing factors of VOCs residues in printed products， referring to relevant industry standards promulgated by the country， and combining the production characteristics of enterprises， the control standards for raw materials and finished products VOCs are established. Strictly implement the newly formulated VOCs control standards in the production process of teaching materials， carry out printing production of teaching materials， and conduct sampling tests on sample books after production. According to the test results of the selected sample book， it is known that the residual types of volatile organic compounds in the sample book are significantly reduced， and the total amount of residues is significantly reduced. Take acetone， toluene， and cyclohexanone as examples： Chinese textbooks contain 0.13mg/m2， 0.004mg/m2， 0.03mg/m2， and mathematics textbooks that do not use VOCs control standards contain 0.578mg/m2， 0.004mg/m2， respectively. 0.242mg/m2. Through the establishment and improvement of standards， it is effectively proved that the establishment of VOCs control standards that meet the characteristics of enterprise production can not only promote the development of enterprise green production， but also improve product quality and enhance enterprise competitiveness.

Keywords： VOCs； teaching materials for primary and secondary schools； control standards； raw materials

VOCs[1-3]是揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile organic compounds）的英文縮寫(xiě)，從廣義上講是在常溫常壓下，任何在大氣中可揮發(fā)的液體或固體有機(jī)化合物。VOCs對(duì)人體傷害極大，長(zhǎng)期接觸不利于身體健康。生活中許多日常用品都有VOCs殘留，比較明顯的是新物品使用時(shí)會(huì)嗅到較刺鼻或稍明顯的味道，尤以新書(shū)較為明顯。書(shū)籍作為知識(shí)的載體，在基礎(chǔ)教育中被廣泛使用。中小學(xué)學(xué)生用書(shū)時(shí)存在喜歡嗅聞新書(shū)氣味、舔舐摸書(shū)頁(yè)的手指、啃咬書(shū)頁(yè)等習(xí)慣，該過(guò)程中會(huì)使書(shū)頁(yè)未揮發(fā)的VOCs物質(zhì)通過(guò)口腔直接進(jìn)入人體，不利于中小學(xué)生健康。因此，為提高中小學(xué)教材衛(wèi)生安全性，國(guó)家近年開(kāi)始大力推廣中小學(xué)教材教輔綠色印刷[4-6]，通過(guò)實(shí)施綠色印刷減少印品VOCs殘留對(duì)人體的危害。

在推進(jìn)綠色印刷的進(jìn)程中，國(guó)家制定各類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)印品VOCs殘留進(jìn)行規(guī)定，控制VOCs排放和殘留，同時(shí)發(fā)展數(shù)字化教科書(shū)[7]，推動(dòng)線上教育，減少紙質(zhì)教材使用。雖然電子教材可以減少紙質(zhì)教材的使用，降低VOCs對(duì)人體影響，提高教學(xué)便利性，但基礎(chǔ)教育依然不能完全脫離傳統(tǒng)紙質(zhì)教材。因此，在國(guó)家發(fā)展的大背景下，印刷企業(yè)發(fā)展并制定中小學(xué)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以降低印品VOCs殘留量，有利于生產(chǎn)人員和使用者身體健康，還可以推動(dòng)書(shū)籍印制企業(yè)向綠色印刷的轉(zhuǎn)型速度。

1 中小學(xué)教材VOCs殘留因素

1.1原輔料

原輔料中含有的揮發(fā)性有機(jī)化合物是非UV型印刷品產(chǎn)品揮發(fā)性有機(jī)化合物殘留的主要來(lái)源之一，是由于原輔料的生產(chǎn)方式和化學(xué)添加劑的使用，導(dǎo)致其成品存在一定量的揮發(fā)性有機(jī)化合物殘留。

紙張抄造選用的制漿方式、化學(xué)藥劑等都會(huì)影響紙張VOCs含量。此外，紙張上光、覆膜、金屬箔（塑料膜）復(fù)合等加工環(huán)節(jié)的光油和粘合劑中有機(jī)溶劑殘留，同樣會(huì)增加紙張中VOCs殘留量。油墨作為印刷圖文再現(xiàn)載體，在印刷過(guò)程中需要添加稀釋劑、沖淡劑、慢干劑等油墨助劑調(diào)節(jié)油墨適性，使油墨的印刷適性達(dá)到生產(chǎn)要求，其中添加的各類助劑含有的有機(jī)溶劑會(huì)通過(guò)油墨殘留在印品表面。雖然水性油墨等環(huán)保油墨的應(yīng)用可以有效控制印品VOCs殘留量，但溶劑型油墨因其色彩艷麗、價(jià)格低廉、印刷適性好等特點(diǎn)仍然被廣泛使用，使用溶劑型油墨印刷的印品VOCs殘留量要高于環(huán)保型油墨印品VOCs殘留量。此外，其它各類生產(chǎn)助劑中含有的有機(jī)溶劑會(huì)以間接的方式留在印品中，如顯影液、定影液、潤(rùn)版液等。

1.2生產(chǎn)工藝過(guò)程

目前教材主要采用輪轉(zhuǎn)膠印工藝，其可分為印前、印刷、印后加工三個(gè)環(huán)節(jié)。印前主要為制版，在制版過(guò)程中選用的版材、顯影液、定影液等制版材料中的VOCs會(huì)殘留在版材中，在印刷過(guò)程中傳遞給印品。印刷是影響印品VOCs殘留的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可分為封面銅版紙印刷和內(nèi)頁(yè)印刷，印刷時(shí)主要是油墨干燥和VOCs治理方式對(duì)印品VOCs的殘留影響較大。除水性油墨等環(huán)保型油墨外，對(duì)于揮發(fā)性溶劑油墨，合適的干燥方式可以有效去除印品中的VOCs。實(shí)際印刷中多采用“紅外+熱風(fēng)”或“光催化氧化”的治理方式，通過(guò)熱風(fēng)、光催化或相組合的方式加快油墨干燥過(guò)程中VOCs揮發(fā)速度和揮發(fā)量。雖然紅外或熱風(fēng)干燥可以揮發(fā)絕大部分溶劑，但仍有少量高沸點(diǎn)揮發(fā)性有機(jī)物殘留在印品中，如丙二醇甲醚、二甲苯、乙苯等。教材印后加工中影響教材VOCs含量的為膠裝環(huán)節(jié)，但環(huán)保膠水的應(yīng)用大幅減少了膠裝對(duì)教材VOCs殘留的影響。

2 中小學(xué)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)建立

在總結(jié)國(guó)家教科書(shū)印刷和裝訂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對(duì)教材印刷中VOCs產(chǎn)生原因和環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，結(jié)合綠色印刷需求和云南新華印刷二廠生產(chǎn)情況，構(gòu)建教材生產(chǎn)VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)。其中主要對(duì)原輔料VOCs含量進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，制定的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)涉及教材印制各環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)制定較為細(xì)致，此處以紙張、油墨及成品VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)為例進(jìn)行介紹。表1為紙張、油墨和教材VOCs檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，Y1、Y2、Y3分別表示紙張、油墨和教材成品。其中苯系物、酯類、酮類、醇類為單項(xiàng)判定物，一項(xiàng)不合格即整批紙張（油墨或教材）判定為不合格。

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于教材印刷用油墨還要求：嚴(yán)禁添加鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、銻（Sb）、砷（As）、硒（Se）、六價(jià)鉻（Cr6+）等元素及其化合物；不得含有鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)；多溴聯(lián)苯中各元素≤5mg/kg、多溴二苯醚中各元素≤5mg/kg。

此外，在平裝書(shū)質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)中增添了對(duì)平裝書(shū)書(shū)脊的可溶性遷移元素檢測(cè)要求，加強(qiáng)了對(duì)教材膠封環(huán)節(jié)監(jiān)管，有利于提高平裝教材的衛(wèi)生安全性。通過(guò)建立VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)源頭嚴(yán)格控制原輔料VOCs含量，并在教材印刷過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，使中小學(xué)教材教輔的衛(wèi)生安全性達(dá)到生產(chǎn)要求。

3 VOCs標(biāo)準(zhǔn)在教材生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1原輔料選用

采用新建立的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教材原輔料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，剔除VOCs含量超標(biāo)或其它有害物質(zhì)不合格的原輔料。為驗(yàn)證建立的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際生產(chǎn)中的可行性，以小學(xué)語(yǔ)文四年級(jí)（下冊(cè)）和高中數(shù)學(xué)選修（4-4冊(cè)）教材生產(chǎn)為例，對(duì)原輔料進(jìn)行理化檢測(cè)并合格后，油墨選用BO-XXX快固亮光系列和新境界CS系列；紙張選擇157g/ m2銅板紙（890*1260mm）和80g/m2膠版印刷紙（787*1092mm）；潤(rùn)版液選擇3838 Zi免酒精潤(rùn)版液和WF/2高級(jí)潤(rùn)版液；光油選用維格拉水性上光油10145；PS版選用VPST0.27，顯影液選用LP—D3WA。生產(chǎn)用原輔料不限于上述內(nèi)容，經(jīng)企業(yè)建立的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)和物理標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)合格，且生產(chǎn)適性可以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求的原輔料均可采用。

3.2 教材樣書(shū)VOCs檢測(cè)

隨機(jī)抽取語(yǔ)文和數(shù)學(xué)樣書(shū)各5本，密封后對(duì)樣書(shū)進(jìn)行第三方檢測(cè)。衛(wèi)生安全性檢測(cè)條件為（20～30）℃，（40～70）%RH。對(duì)語(yǔ)文書(shū)（平裝）樣書(shū)封面、書(shū)脊和內(nèi)頁(yè)進(jìn)行有害物質(zhì)檢測(cè)，1～3分別對(duì)應(yīng)樣書(shū)封面、書(shū)脊和內(nèi)頁(yè)檢測(cè)結(jié)果；對(duì)數(shù)學(xué)（騎馬釘）樣書(shū)封面和內(nèi)頁(yè)進(jìn)行檢測(cè)，4、5分別對(duì)應(yīng)封皮和內(nèi)頁(yè)檢測(cè)結(jié)果。以HJ 2503-2011《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求 印刷 第一部分：平版印刷》為判定依據(jù)，GB6675.4-2014《玩具安全第四部分：特定元素的遷移》和YC/T 207-2014《煙用紙張中溶劑殘留量的測(cè)定 頂空-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法》為方法進(jìn)行，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，在教材生產(chǎn)過(guò)程中采用企業(yè)制定VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的語(yǔ)文和數(shù)學(xué)兩種樣書(shū)中殘留的8種可溶性重金屬元素遷移量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值，在元素遷移方面具有較高的衛(wèi)生安全性。表2中7～9組為2018年1月未制定中小學(xué)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)時(shí)印制的數(shù)學(xué)（平裝）樣書(shū)封面、書(shū)脊和內(nèi)頁(yè)檢測(cè)結(jié)果，由表可知未制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)前可溶性元素遷移量可以達(dá)到生產(chǎn)要求。由于未要求對(duì)平裝書(shū)書(shū)脊進(jìn)行VOCs檢測(cè)，所以表2中第8組書(shū)脊部分無(wú)VOCs檢測(cè)數(shù)據(jù)。

在VOCs檢測(cè)中，采用企業(yè)制定的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的語(yǔ)文教材只有丙酮、甲苯、乙酸正丁酯和環(huán)己酮4項(xiàng)有檢出，且內(nèi)頁(yè)無(wú)丙酮、甲苯、乙酸正丁酯和環(huán)己酮檢出，其它12種揮發(fā)性有機(jī)化合物未檢出（“未檢出”表示測(cè)量值低于方法測(cè)定低限）；數(shù)學(xué)教材封皮和內(nèi)頁(yè)只有丙酮和乙酸正丁酯兩項(xiàng)有檢出，其它14種揮發(fā)性有機(jī)化合物均未檢出。同樣以數(shù)學(xué)（六年級(jí)·下冊(cè)）檢測(cè)結(jié)果作為對(duì)比，以6～8組表示封皮、書(shū)脊和內(nèi)頁(yè)。VOCs檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，生產(chǎn)過(guò)程中采用企業(yè)制定的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的語(yǔ)文和數(shù)學(xué)樣書(shū)中16種揮發(fā)性有機(jī)化合物僅有4項(xiàng)微量檢出，其中騎馬訂裝數(shù)學(xué)教材僅有2項(xiàng)微量檢出，其余各項(xiàng)均未檢出，具有較高的衛(wèi)生安全水平。未制定企業(yè)生產(chǎn)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)前生產(chǎn)的數(shù)學(xué)樣書(shū)具備較好的衛(wèi)生安全性，但封面、書(shū)脊、內(nèi)頁(yè)中共有7項(xiàng)揮發(fā)性有機(jī)化合物有檢出，且各項(xiàng)含量均高于采用VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的教材，以丙酮、甲苯、環(huán)己酮各殘留總量為例：1～3組分別含有0.13mg/m2、0.004mg/m2、0.03mg/m2，6～8分別含有0.578mg/m2、0.004mg/m2、0.242mg/m2，較執(zhí)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后生產(chǎn)的教材的VOCs殘留種類和總量多。通過(guò)在教材生產(chǎn)過(guò)程中執(zhí)行企業(yè)制定的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，不僅可以減少印制過(guò)程中VOCs排放量和印品VOCs殘留量，還可以減少VOCs殘留種類，有利于提高生產(chǎn)和產(chǎn)品的綠色化。

4 結(jié)論

通過(guò)分析影響教材VOCs殘留產(chǎn)生因素，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建立符合企業(yè)生產(chǎn)的教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)，并在生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行。采用建立的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的中小學(xué)教材中，VOCs殘留種類由7種減少至4種，且殘留總量明顯降低。以均有檢出的丙酮、甲苯、乙酸正丁酯、環(huán)己酮為例，未采用VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的教材殘留總量由0.578mg/m2、0.004mg/m2、0.089mg/m2、0.242mg/m2降至采用VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)教材的0.13mg/m2、0.004mg/m2、0.04mg/m2、0.03mg/m2。通過(guò)建立中小學(xué)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行源頭控制，可以有效控制教材VOCs殘留，提升中小學(xué)教材衛(wèi)生安全性。中小學(xué)教材VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)的建立與實(shí)施，驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)在中小學(xué)教材生產(chǎn)中的可行性和適用性，為其它未建立并執(zhí)行企業(yè)VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)的印刷企業(yè)提供了一定參考。

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