紡織品中揮發性有機化合物苯乙烯檢測的研究進展

聶鳳明　劉麗琴　馮澤強

摘要

概括了紡織品中苯乙烯的來源、危害和檢測方法，并對揮發性有機化合物的檢測方法包括直接頂空進樣-氣相色譜-質譜法、容器捕集法等進行分析；闡明固相微萃取技術在檢測揮發性化合物方面的優勢，認為可采用頂空固相微萃取－氣質聯用法進行紡織品中苯乙烯的定性和定量檢測分析。

關鍵詞：苯乙烯；來源；危害；檢測

目前我國紡織業正處于結構調整、資產重組的時期，面臨著發展與環保的雙重挑戰，如何把經濟發展與環保意識相結合，打造國內綠色紡織品市場，以期融入21世紀國際市場綠色消費的主流，已成為眾所矚目的新課題。因此，要提高我國紡織品貿易出口額，就必須達到各個國家對紡織品提出的各種生態和毒理方面的環保標準。其中，紡織品中揮發性有害物質的含量問題在各個國家都廣泛重視，使得對它們檢測的要求不斷提高。苯乙烯就是一種存在于紡織品中的對環境和人體健康構成巨大威脅的有害物質。近年對它的研究比較關注，這也使其檢測技術得到了較大發展。

1紡織品中苯乙烯的來源以及危害

紡織品的品質對我們的生存環境和身體健康有著重要的影響，而現在許多紡織品中被發現含有揮發性有害物質——苯乙烯。 其來源可以分為以下幾個方面： 其一就是來自紡織原料。天然纖維（如棉）在生長過程中使用了含有苯乙烯或以苯乙烯為原料的殺蟲劑，這些試劑就會有一些殘留在植物上，造成在生物體內的富集；此外，苯乙烯還是合成化學纖維的重要原料。化學纖維中存在的少量苯乙烯單體必然會隨著化學纖維在紡織品中的大量使用對紡織品造成一定的污染。其二，紡織品中增白劑的大量使用。苯乙烯是熒光增白劑的主要組成成分。由于棉、麻等織物在未處理時含有大量的有色物質而泛黃色, 并且天然和合成纖維組成的織物在洗滌和紡織過程中也會逐漸泛黃。而洗滌時使用熒光增白劑可以發出藍色或藍紫色的熒光，與纖維或織物上的黃色成為互補色, 抵消了物質原有黃色, 使之顯得潔白[1]。第三，紡織品中整理劑的使用。為了賦予織物某種特殊的功能，改善織物的風格，提高織物的附加值，許多紡織行業普遍使用各種各樣的整理劑，而許多整理劑中含有苯乙烯成分[2]。

苯乙烯屬毒性物質，主要有刺激和麻醉作用，其毒性低于苯，刺激作用則略高于苯。慢性接觸苯乙烯會影響人的中樞神經系統，進而出現精神沮喪，頭痛， 疲憊，身體虛弱等癥狀，還對人的腎臟和血液有一定危害[3-4]。由于苯乙烯的化學結構與致突變劑和致癌劑氯乙烯相似，代謝活化后也是一種潛在的致突變劑[5]。現在的研究表明，工人對苯乙烯職業接觸，可引起外周淋巴細胞染色體畸變[6]及引起基因突變等[7-8]。已有動物試驗和人群資料表明苯乙烯可引起動情周期和月經的紊亂及精子的改變。盡管苯乙烯的胚胎毒性和致畸作用迄今尚無明確定論，但流行病學調查結果提示苯乙烯可能存在嚴重的生殖危害[9]。

2苯乙烯的檢測技術的發展

目前，測定揮發性有機化合物－苯乙烯的方法主要是色譜法：基本方法就是運用一定的方法吸取揮發性物質，再用合適的條件解吸后，運用氣質聯用法進行定量檢測，如：熱解析氣相色譜法[10]，該法應用聚乙二醇6000柱，直接進樣1?mL空氣，檢測限可達到5×10-3?μg；高相液相色譜法[11]；頂空氣相色譜法[12]，該法研究了生活飲用水中揮發性有機化合物的測定，得出苯乙烯的線性檢測范圍為1.9?μg/L～96.0?μg/L。測定苯乙烯含量時，液相比氣相靈敏，但耗時，儀器操作較復雜。所以，現階段人們還是多選用氣質聯用檢測苯乙烯。

氣質聯用測定揮發性物質主要有兩種方法：1）直接頂空進樣-氣相色譜-質譜法，即在恒溫的密閉容器中，試樣中的揮發性物質在氣、固兩相間分配，達到平衡；取容器中的氣態樣品使用質譜儀分析；2）容器捕集法，在一個特定尺寸的空間內，將一塊特定面積的試樣置于一個有固定空氣交換速率的調溫調濕環境內，在持續揮發的情況下，吸取一定量的空氣作為樣品，并使其通過Tenax固相吸附，然后用合適的溫度進行熱脫附后，用氣相色譜-質譜聯用儀進行檢測。

以上方法存在試驗裝置較為復雜，操作難度大，需要使用對環境及操作人員健康有害的大量有機溶劑等問題。而固相微萃取技術具有操作簡單方便，樣品處理時間短，樣品需要量小，無需萃取溶劑，重現性好等優點及在近年研究檢測揮發性污染物領域占有極大的優勢。人們把這一技術和氣質聯用結合，應用于許多物質的檢測。郭方遒等人運用頂空固相微萃取－氣質聯用法半定量分析了白術的揮發性物質[13]；寧占武等人運用PDMS萃取頭對地毯揮發性有機化合物0.5?h排放量進行萃取并運用氣質聯用法測定含量，建立了一種固相微萃取與氣質聯用測定地毯中總揮發性有機化合物的方法[14]；張卓旻等人建立頂空固相微萃取－氣質聯用法檢測紡織品中揮發性有機化合物的分析方法，采用PDMS萃取頭，得出苯乙烯的檢測限為0.67?ng/g，檢測線性范圍為2.28?ng/g~2280?ng/g[15]。

3固相微萃取技術

固相微萃取（SPME）是近年來國際上興起的一項試樣分析前處理新技術。1990年由加拿大Waterloo大學的Arhturhe和Pawliszyn首創。該方法是在固相萃取基礎上發展起來的，保留了其原有的優點：簡單、費用少、易于自動化等，同時摒棄了其需要柱填充物和使用溶劑進行解吸的弊病，它只要一支類似進樣器的固相微萃取裝置即可完成全部前處理和進樣工作。該裝置針頭內有一伸縮桿，上連有一根熔融石英纖維，其表面涂有色譜固定相，一般情況下熔融石英纖維隱藏于針頭內，需要時可推動進樣器推桿使石英纖維從針頭內伸出。分析時先將試樣放入帶隔膜塞的固相微萃取專用容器中，再用該萃取頭進行萃取。若條件許可，還可在萃取瓶中同時加入無機鹽、衍生劑或對pH值進行調節，還可加熱或磁力轉子攪拌。

固相微萃取分為兩步，第一步是萃取，將針頭插入試樣容器中，推出石英纖維對試樣中的分析組分進行萃取；第二步是在進樣過程中將針頭插入色譜進樣器，推出石英纖維完成解吸、色譜分析等步驟。

固相微萃取的萃取方式有兩種：一種是石英纖維直接插入試樣中進行萃取，適用于氣體與液體中的分析組分；另一種是頂空萃取，適用于所有基質試樣中揮發性、半揮發性分析組分。為了克服頂空萃取必須要求分析物具有一定的揮發性及擴大其應用范圍，人們在該基礎上發展了一項新的技術，即：衍生化頂空固相微萃取技術。該技術解決了很多毒物因水溶性強,無揮發性,難以從復雜基質中分離濃縮的難題，使固相微萃取的應用范圍更廣。所以，理論上用頂空法固相微萃取技術檢測紡織品中可揮發性氣體—苯乙烯可以達到很好的萃取效果，進而更好地降低苯乙烯的檢測限，使我國紡織品揮發性物質的含量檢測符合國際標準。

4展望

國際環保紡織協會頒布的2008版Oeko-Tex 100標準規定紡織品中苯乙烯的釋放量小于0.005?mg/m3。該要求則對紡織品測定時的預處理過程和檢測方法提出了更高的要求。固相微萃取技術在檢測揮發性化合物方面具有很大的優勢，可把該方法用于紡織品中苯乙烯化合物的檢測。進一步研究固相微萃取和氣質聯用技術在紡織品中苯乙烯含量的檢測，對保障我國出口紡織品在國際市場上的競爭力和人們的身心健康具有重大意義。在目前，國際上對紡織品中苯乙烯尚無相應的檢測方法標準，因此加快苯乙烯檢測技術發展和及時制定相應的檢測方法標準，可以推進中國紡織品跨越國際貿易技術壁壘，在較高的層面上全面參與國際競爭。

（作者單位：國家紡織品服裝產品質量監督檢驗中心/廣州市纖維產品檢測院）

( 該項目是國家質檢總局質量技術監督科技項目，項目編號：2006QK81)

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