目前,國際上對出人境紡織品中的有害物質(zhì)有限量要求,我國雖然是紡織品出口大國,但由于在紡織品檢測方面起步較晚,紡織品中有害物質(zhì)的檢測技術(shù)還不是很成熟,許多技術(shù)專利都還被歐美等發(fā)達(dá)國家掌控。為盡快與國際紡織品檢測技術(shù)水平接軌,近年來我國也陸續(xù)頒布了一些檢測技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),但在具體實施過程中出現(xiàn)了許多問題。如何快速、準(zhǔn)確、高效的對紡織品中有毒有害物質(zhì)進(jìn)行檢測已成為當(dāng)今眾多學(xué)者共同關(guān)注的一個問題。本文針對紡織品中常見的3類有害物質(zhì),分析其毒理學(xué)特性,對其各種檢測技術(shù)和方法的優(yōu)缺點進(jìn)行比較,以期推進(jìn)我同紡織品中有害物質(zhì)檢測技術(shù)水平。
1紡織品中常見的有害物質(zhì)
1.1甲醛
甲醛是一種強(qiáng)還原性毒物,對人體蛋白質(zhì)有凝同作用,其主要的毒性表現(xiàn)即與此相關(guān)。服裝面料中的有害物質(zhì)甲醛主要來自于漿紗和印染過程中的助劑,它的存在能提高助劑在織物上的耐久性。
1.2重金屬
錳、銻、鉻、鎳、鈷、鎘、銅及釩等重金屬離子廣泛應(yīng)用于印染及其他染化工業(yè)中,長期接觸含有這些重金屬離子的紡織品,會對身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,紡織品中重金屬的檢測對紡織品的安全性特別重要。
1.3有毒有機(jī)化合物
紡織品中所含有毒有機(jī)化合物大體上可分為以下3種:
。1)苯的氨基和硝基化合物。苯胺以形成高鐵血紅蛋白為主要病理變化;硝基苯則對神經(jīng)系
統(tǒng)有明顯影響,三硝基甲苯對肝臟有嚴(yán)重傷害。
。2)含有機(jī)氯載體的化合物。含氯芳香族化合物,如三氯苯、二氯甲苯是高效的染色載體,在染色過程中可使纖維結(jié)構(gòu)膨化,以利于染料的滲透。但這些含氯芳香族化合物會影響人的中樞神經(jīng)系統(tǒng),造成皮膚過敏,并刺激皮膚和黏膜,對人體有潛在的致畸和致癌性。
。3)農(nóng)藥類化合物。農(nóng)藥殘留是紡織品中含有有毒有害有機(jī)物的原因之一。Oeko—TexStandard100和GB/T18885《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》對其中大部分農(nóng)藥的殘留量都有限量要求。
2紡織品中有害物質(zhì)的常用檢測技術(shù)
2.1紡織品中甲醛的檢測
紡織品甲醛檢測常用的有3種方法,采用水萃取法測試紡織品甲醛含量簡單、方便、快速,對于企業(yè)的生產(chǎn)自控和試驗室的大規(guī)模檢測非常實用高效;蒸汽吸收法是利用水吸收織物釋放的甲醛來進(jìn)行檢測,溶液中干擾非常少,因此其檢測結(jié)果更準(zhǔn)確,但耗時較長,不利于測試結(jié)果的快速獲得;高效液相色譜法能很好解決低含量甲醛分析和提取液中非甲醛物質(zhì)干擾的問題,是目前紡織品中甲醛含量檢測的發(fā)展趨勢,但由于其所用儀器價格貴,測試成本較高,操作過程相對比較復(fù)雜,使用也不夠便利,在實際應(yīng)用中存在一定的局限性。所以本文主要針對常用的水萃取法進(jìn)行分析。
2.1.1水萃取法
水萃取法是將一定量的試樣在4O℃水浴中萃取一定時間,使織物上的甲醛被水吸收,然后萃取液用乙酰丙酮顯色,顯色液用分光光度計比色測定甲醛的含量。GB/T2912.1—2009中還詳細(xì)介紹了對某些甲醛含量較高的測試結(jié)果存在懷疑時可利用雙甲酮來進(jìn)行確認(rèn)的方法,但對結(jié)果的處理沒有詳細(xì)說明。通過分析認(rèn)為,雙甲酮確認(rèn)后樣品的校正吸光度值可按公式A=A1一A2一A3一A4處理。其中,為樣品的校正吸光度值,4為試驗樣品測得的吸光度,,為空白試劑測得的吸光度,A為雙甲酮確認(rèn)測得的吸光度,4為空白樣品中測得的吸光度(僅用于變色或沾污的情況下)。最后,通過得到的校正吸光度值對照標(biāo)準(zhǔn)工作曲線得到試樣的實際甲醛含量。
2.1.2注意事項
。1)甲醛濃度測試的準(zhǔn)確性與移取溶液體積的精確度直接相關(guān),在制作甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線、標(biāo)準(zhǔn)溶液需分次移取時,應(yīng)盡量使用同一組移液管,以減少系統(tǒng)誤差。
(2)繪制甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線時,要特別注意蒸餾水的純度,采用專用移液管移取蒸餾水,避免蒸餾水被污染。
。3)不過濾萃取液直接進(jìn)行吸取顯色的方法雖可減少操作環(huán)節(jié),但常會吸人極微小的視覺易忽略的短纖維,從而影響測試的準(zhǔn)確度。對結(jié)果準(zhǔn)確度要求極高的甲醛測試,在測試中必須過濾萃取液。
2.2紡織品中重金屬的檢測
2.2.1原子分光光度法
火焰原子吸收法是測定紡織品中重金屬殘留量的較常用方法,對60多種金屬元素都能進(jìn)行快速檢測,具有檢測范圍廣泛、步驟簡單的特點,缺點是檢測限高,檢測結(jié)果不夠精確;石墨爐原子吸收法原子化效率高,檢測限低,一般可精確到火焰原子吸收法的千分之一,檢測限可達(dá)g(有害物質(zhì))/kg(紡織品)水平,但重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性不足,易受到雜質(zhì)干擾,對一些特殊元素如汞、砷等檢測效果不是很理想。
2.2.2電感耦合等離子發(fā)射光譜法
電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP—AES)是目前用于檢測紡織品中重金屬最有效的方法之一,但對紡織品中含量最低的汞,其測定靈敏度低,無法滿足紡織品中可萃取汞的限量要求。有研究表明,將氫化物發(fā)生器與ICP.AES結(jié)合,可使待測元素與樣品基體分離,由汞蒸氣送人ICP,減少基體干擾的同時實現(xiàn)被測元素的富集,使分析的檢出限大大降低,從而滿足紡織品中可萃取痕量汞的測定要求。
ICP—AES是將紡織品試樣用硝酸和硝酸鎂溶液處理后530℃灼燒,待樣品全部變?yōu)榛野咨,將坩堝冷卻至室溫,加人濃硝酸溶解試樣(可適當(dāng)加熱),蒸干、冷卻后用硝酸定容后測定樣液中重金屬元素濃度,扣除試劑空白即可通過換算得到試樣中重金屬的含量。在測試過程中應(yīng)注意以下幾點。
(1)樣品預(yù)處理。在測試時應(yīng)根據(jù)情況選擇預(yù)處理方法。微波消解適用于處理小于1g的樣
品;濕法消化處理樣品較迅速、損失小,但需使用高氯酸等強(qiáng)氧化劑,操作具有一定危險性;干法灰化溶解較為簡單,缺點是元素?fù)p失較嚴(yán)重,需通過添加助劑等手段加以改進(jìn),克服其元素易于損失的弊端。
。2)灰化溫度的選擇;一瘻囟冗^低,樣品難以氧化分解;灰化溫度太高,會導(dǎo)致待測元素的損失。綜合考慮,灰化溫度選擇為530℃。
。3)助劑的使用。助劑可加速樣品的氧化,使樣品可在較低溫度下完成灰化,減少待測元素的揮發(fā)損失。試驗發(fā)現(xiàn)加入硝酸鎂助劑,可有效克服各待測元素的損失。
(4)溶劑的選擇。經(jīng)比較,使用濃硝酸作為溶劑,鉛、鎘、銅、鈷、鎳的回收率均較高。
2.3紡織品中有機(jī)物的檢測
在生態(tài)紡織品的檢測中,有機(jī)物的檢測為必檢項目。目前比較先進(jìn)的方法有液相色譜一質(zhì)譜法(LC.MS)、氣相色譜一質(zhì)譜法(GC—MS)以及GAOX高效液相色譜一二極管陣列檢測法(HPLC—DAD)等。
2.3.1LC—MS技術(shù)
2.3.1.1致敏性分散染料的檢測
LCMS聯(lián)用技術(shù)是目前用于致敏性分散染料檢測的最理想的手段。LC.MS聯(lián)用技術(shù)比GC—MS聯(lián)用技術(shù)或HPLC—DAD(配備二極管陣列檢測器的高效液相色譜)技術(shù)更適合于極性染料分析。這是因為GC—MS聯(lián)用一般需要樣品的衍生化,而HPLC—DAD技術(shù)的靈敏度和選擇性不及LC—MS。安捷倫公司在LC.MS上建立了同時測定20種致敏性分散染料的方法,該方法以乙酸銨水溶液/乙腈為流動相,選用ZORBAXXDB—C8色譜柱,離子源為電噴霧正離子,樣品檢測限可達(dá)g(有害物質(zhì))/kg(紡織品)水平,線性可達(dá)三個數(shù)量級,通過精確質(zhì)量數(shù),可以得到化合物的確定信息,是一種有效的染料定性、定量分析手段。
2.3.1.2殺蟲劑的檢測
OekoTexStandard100和GB/T18885《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》對相關(guān)殺蟲劑作出了限量規(guī)定,共有54種殺蟲劑和農(nóng)藥被列入控制范圍。利用LC.MS可同時對這幾種殺蟲劑的含量進(jìn)行分析,在10p~g/kg~200~g/kg濃度范圍內(nèi)有良好的線性響應(yīng)和重現(xiàn)性。
2.3.1.3全氟辛磺酸(PFOS)的檢測
PFOS是紡織品和皮革制品防污整理劑的主要組分,是目前最難降解的有機(jī)污染物。采用LC—MS聯(lián)用技術(shù),選擇離子監(jiān)測、質(zhì)荷比的方法,可測定水中的PFOS含量,檢測最低限可達(dá)0.05mg/L?勺鳛榧徔椘分蠵FOS檢測的參考。
2.3.1.4阻燃劑的檢測
利用LC—MS聯(lián)用分析技術(shù),選用正離子模式和ESI電離源,以m/z:110~500的碎片離子作全掃描;選用ZORBAXEclipseXDB—C183.5nl色譜柱,并以乙酸銨溶液/乙腈為流動相,進(jìn)行45min梯度洗脫,能很好分離常用的4種阻燃劑,并達(dá)到要求的檢測限,回收率69%~103%。
2.3.2GC—MS技術(shù)
GC—MS適用于紡織品中多種有害有機(jī)化合物的檢測。一般用有機(jī)溶劑作提取劑,用毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行分離,由GC—MS聯(lián)用儀進(jìn)行定性分析,采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析j。本方法對目標(biāo)化合物的檢測限低于0.05mg/kg,平均回收率為86.0%~96.7%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.87%~9.40%。
在該檢測方法中,樣品前處理方法的不同會影響到檢測結(jié)果。例如在對紡織品中鄰苯基苯酚殘留的檢測中,可用兩種方法進(jìn)行樣品前處理。一種方法是提取液經(jīng)濃縮定容后,用配有質(zhì)量選擇檢測器的氣相色譜儀(GC—MSD)測定,外標(biāo)法定量,選擇離子檢測進(jìn)行確認(rèn);另一種方法是提取液經(jīng)濃縮后在碳酸鉀溶液介質(zhì)下經(jīng)乙酸酐乙;,以正己烷提取,再選擇離子檢測進(jìn)行確認(rèn),此法適用于對各種紡織材料中鄰苯基苯酚及其鹽和酯類物質(zhì)殘留量的測定。當(dāng)添加濃度在0.50p~g/g~5.00g/g水平時,前者的平均回收率為85.8%~94.2%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.36%~7.51%,測定低限為0.1I.Lg/g;后者的平均回收率為85.4%~93.5%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.20%~8.82%,測定低限為0.05I.~g/g。
3結(jié)論
。1)水萃取法是檢測紡織品中游離甲醛的最實用高效的方法,實際檢測中,碘量法標(biāo)定甲醛原液比亞硫酸鈉法準(zhǔn)確,但要注意實際甲醛含量的校正。
(2)原子吸收法是目前檢測紡織品中重金屬含量最常用的方法,其中石墨原子吸收法有效檢測限較火焰吸收法低,達(dá)ug(有害物質(zhì))/kg(紡織品)水平。
。3)ICP-AES法是檢測紡織品中重金屬較理想的方法,可同時對多種重金屬元素進(jìn)行檢測,提高了紡織品檢測效率
。4)LC-MS技術(shù)使用于中等極性以上有機(jī)物的加成分析,GC-MS技術(shù)課檢測紡織品中多種有毒有機(jī)物,但是需要注意樣品前處理方法的選擇。
來源 田磊 郭雅妮 王穎 夏禹周
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