什么是六价铬?
六价铬(Cr6+)是铬的一种化学价态,也被称为六价铬离子。铬是一种化学元素,原子序数为24,化学符号为Cr。在化合物中,铬可以存在不同的氧化态,其中六价铬是其中一种。
六价铬是一种有害物质,具有强氧化性。它通常以化合物的形式存在,例如六价铬酸盐(如铬酸钠、铬酸钾)和铬酸等。六价铬的化合物通常呈黄色或橙色。
六价铬有哪些危害?
长期接触六价铬可能导致致癌性,增加肺癌、鼻腔鼻咽癌等呼吸系统肿瘤的风险。此外,吸入六价铬颗粒或蒸汽可能引起呼吸道刺激、支气管炎、哮喘和肺水肿等呼吸系统问题。
接触六价铬还可能导致皮肤过敏、接触性皮炎和湿疹等皮肤问题,特别是对湿润皮肤长时间接触更容易引发反应。此外,六价铬的排放可能导致水源污染,对人类饮水源构成潜在威胁,可能对肝脏、肾脏和其他器官造成损害。
研究还表明,六价铬可能对人类的DNA造成损害,增加染色体畸变和基因突变的风险。因此,许多国家和组织已采取措施限制六价铬的使用和排放。
哪些制品容易出现六价铬?
部分水源:某些地区的地下水或饮用水可能含有六价铬超标。这可能是因为工业废水、排放物或垃圾填埋场中的化学物质渗入水源造成的。
染料和颜料:某些染料和颜料,特别是在印刷、染料工业和艺术品制作中使用的某些颜料,可能含有高浓度的六价铬。
部分皮革制品:某些皮革制品,特别是来自低质量或未经处理的皮革制造的产品,可能含有六价铬。这通常是因为在染色或鞣制过程中使用了含铬的化学物质。
制革工艺中为什么会出现六价铬超标?
在制革过程中,使用了含有六价铬的化料是导致成品革六价铬含量超标的最直接原因。含铬化料包括铬粉、含铬鞣剂、含铬盐染料、颜料膏、固定剂等。铬粉是皮革中铬元素最大最直接的来源。
实验证明:一旦使用了六价铬超标的铬粉,即使在预鞣或者鞣制的过程中采取了一些补救措施,如加入一定量的大苏打,同时控制pH值尽量低,也达不到还原效果。
除铬粉外,一些含铬复鞣剂、含铬的染料和颜料等材料中六价铬的含量也相当高,使用后必然会导致皮革制品中六价铬含量的超标。
哪些因素会影响六价铬含量?
PH值影响
浴液的pH值不仅对制革工艺起着至关重要的作用还对六价铬的成因具有一定的影响。
六价铬的氧化性随介质pH值的升高而急剧下降。在酸性条件下三价铬不容易被氧化成六价铬,在碱性条件下,三价铬容易被氧化成六价铬。从理论上讲当溶液的pH值大于1时,空气中的氧气就能够氧化三价铬了。而实际上空气中氧气氧化三价铬需要的pH值大于5。
因此在制革过程的中和、复鞣和加脂等工序时,当pH值大于5的时候就有可能使皮革中的三价铬被氧化形成六价铬。
油脂影响
虽然加脂剂本身不含有铬元素,但它却有使六价铬产生的结构。一个含有一个或多个不饱和键成分的加脂剂或经酯化的脂肪酸会导致皮革制品中六价铬的产生,而不含有不饱和键的加脂剂无论是天然的还是合成的都不会导致六价铬产生。
另外有研究表明,加脂剂的碘值不同,皮革中所产生的六价铬的量也不同,并且总的趋势显示所用加脂剂的碘值越高,三价铬转变为六价铬的可能性越大。
这是因为含有不饱和键的加脂或油脂在外界条件下分子中的不饱和键结构容易被空气中的氧气氧化,生成过氧化物和过氧化物自由基,这种过氧化物和过氧化物自由基具有极强的氧化性,容易将皮革中游离的三价铬氧化成六价铬。
光照影响
加热和光照都能够使皮革中六价铬含量增加。在加热和光照的条件下,胶原、合成鞣剂、加脂剂或染料等物质中的共价键会发生断裂产生自由基,这些自由基与空气中的氧气接触生成具有极强氧化作用的含氧自由基可以将三价铬氧化成六价铬。
另外,三价铬与六价铬之间的转化存在一个动力学平衡,而热量是动力学转化的必要条件,加热和光照提供的热量就成为了三价铬向六价铬转化的有利条件。
湿度影响
在成品革储存过程中六价铬含量会发生很大的变化。储存过程中的空气湿度是影响皮革中六价铬含量的一个重要因素。
随着空气湿度的增加,皮革中六价铬含量会减小,反之则会增加。在高湿度的条件下储存皮革有利于抑制皮革中六价铬的生成。
因为皮革中的有机物(往往具有还原性)含量较高,且一般呈酸性,即使有六价铬生成在相对湿度较高的情况下也容易被还原。