防護口罩中甲醛及微生物檢測方法的探討

魏峰++++朱曉軍++++王玥

摘要：分析防護口罩測試標準中甲醛和微生物測試過程中可能存在的問題，結合現有技術和口罩實際使用過程，提出口罩測試標準中甲醛和微生物測試過程需要完善的地方，為更為正確地描述防護口罩的安全性和實用性提供數據支撐，為更好地保護消費者身體健康提供標準保障。

關鍵詞：防護口罩；重點關注項目；甲醛；微生物

我國目前在防護口罩尤其是PM2.5防護口罩的銷售市場高速增長。為監測防護口罩的質量，保護消費者的身體健康，以更為有效地防止霧霾的侵擾，國家相繼出臺了相關標準，主要有GB 2626—2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》，TAJ001—2015《PM2.5防護口罩》和GB/T 32610—2016《日常防護型口罩技術規范》等。這些標準在口罩的防護效率、泄漏率、防護效果、偶氮、pH值、微生物等方面規定了限值和測試方法，但是通過分析研判這些標準，結合現有口罩實際情況，本文認為國內出臺的口罩防護標準中在甲醛和微生物測試方面仍存在著一定的不足之處，難以正確合理地評估防護口罩在實際佩戴過程中由于產品本身的問題給消費者帶來的潛在危害。由此，本文提出了在口罩測試標準中需要完善的部分，以更為準確地評價產品的性能。

1 甲醛

1.1 甲醛危害及防護用品中甲醛檢測依據

20世紀20年代以來，紡織用甲醛樹脂開始在面料整理中使用，在紡織印染行業助劑中添加甲醛，可以達到防縮水、抗皺、防水、防褪色、阻燃等功能[1]。此外，在助劑中添加甲醛還能夠滿足保持印花、染色的耐久性和改善手感等需求。甲醛是一類致癌和致畸性物質，會對人體健康造成危害。因此，國家對紡織品中的甲醛含量進行了嚴格規定，分別針對兒童、成人非直接接觸衣物和成人直接接觸衣物等進行了限值規定[2]。

近年來，口罩中采用棉紗布或無紡布制造口罩時，也同樣面臨著甲醛超標問題。因此，在這兩年新出臺的口罩標準TAJ 1001—2015和GB/T 32610—2016中均對口罩中甲醛的含量進行了限定。這兩份標準中規定甲醛的測試采用GB/T 2912.1—2009《紡織品 甲醛的測定 第1部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》標準執行，甲醛含量的測定采用乙酰丙酮比色法。但是，盡管該方法具有很強的實用性，但在實際測定過程中，仍然存在著一些問題，會影響到樣品中甲醛含量的測定結果。主要問題為：

一是分光光度計的吸光度范圍問題，分光光度法中吸光度在0.2～0.8之間時數據采信度較高，被測試試樣的吸光度太大或太小，都可能會產生比爾定律偏離。因此在吸光度測定時，還需考慮到吸光度問題，濃度過高時需進行溶液稀釋；而濃度過低時，則需要加大取樣量，以獲得滿意的精度。無疑，這會增加測試過程的工作量以及實驗室成本。

二是雙甲酮的確認問題，在標準中規定，如果懷疑吸收不是來自于甲醛而是受其他因素影響，則需用雙甲酮進行確認試驗[3]。因此，對于樣品中出現的甲醛是否需要進行確認試驗，則是由檢測人員自行決定。同樣地，對于實驗室之間數據的一致性和人力物力的成本都會帶來一定的麻煩。

三是萃取過程中樣品的褪色問題，如果在萃取過程中產品出現褪色現象，會污染到萃取液并干擾到檢測結果，使得測試結果發生偏離[1，4]。

四是干擾物質存在問題，在萃取過程中，比色法會受到一些化學物質如酚、SO2、胺等物質的干擾，進而影響到測試結果的準確性[4]。

五是乙醛等物質存在的問題。通常來說，在產品處理過程中加入甲醛進行整理時，會引入到乙醛等物質，而乙醛同樣會對人體產生危害，低濃度的甲醛同樣會引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀及支氣管炎。高濃度吸入則會有一定的麻醉作用，對皮膚也存在有致敏性。采用比色法無法對乙醛等其他有害物質的存在進行檢測。

基于此，本文采取了高效液相色譜法檢測口罩中甲醛的含量，以有效地排除在比色法萃取及測量過程中產生的各種干擾，以更快更準確地測試出口罩中所含有甲醛的真實含量。

1.2 試驗部分

（1）儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀，檢測器為DAD檢測器（安捷倫科技有限公司）；Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）；DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水槽（上海森信實驗儀器有限公司）；XS205DU電子天平（梅特勒—托利多儀器有限公司）。

甲醛標準品：10500 mg/L，購買于中國計量科學研究院。乙腈（HPLC級，德國Merck公司）；DNPH（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；磷酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）；超純水（18.2 MΩ·cm）。

（2） 標準溶液的配制

DNPH溶液的配制：1.2g DNPH加入到30 mL水和170mL濃磷酸中，溶解后得到DNPH溶液。

取0.1mL甲醛標準溶液，移入裝有20mL蒸餾水的50mL容量瓶中，振蕩搖勻后用蒸餾水稀釋至刻度，即為甲醛標準母液。隨后，在8個10mL容量瓶中，分別加入4 mL乙腈，然后分別加入0.005mL、0.025mL、0.05mL、0.25mL、0.50mL、1.0mL、2.5mL和5.0 mL的甲醛標準母液，立即加入0.5 mLDNPH溶液，搖勻后用蒸餾水稀釋至刻度，放置60min后經0.45μm濾膜過濾后上機分析，制作甲醛標準曲線。

（3） 樣品的處理

準確稱取2g試樣（精確至0.1 mg），放入到100 mL錐形瓶中，加入50 mL去離子水后在40℃水浴中振蕩60 min后過濾至錐形瓶中，冷卻至室溫后備用。

將4 mL乙腈、5 mL過濾后萃取液和0.5 mL二硝基苯肼溶液加入到10 mL容量瓶中，蒸餾水定容后，放置衍生60 min后經0.45 μm濾膜過濾后上機分析。

（4）液相色譜條件

色譜柱：Eclipse XDB C18 （4.6mm×250mm，5μm）；進樣量：20μL；柱溫：30 ℃；檢測波長：350nm；流速：1mL/min；流動相A：超純水；流動相B：乙腈。洗脫程序：40% A；運行時間10min。

1.3 結果與討論

甲醛經衍生后通過高效液相色譜分析后的色譜圖和光譜圖見圖1。其中色譜圖上3.5min處為DNPH色譜峰，5.25min處為甲醛-DNPH色譜峰。標準曲線在0.01mg/L～10mg/L范圍內與峰面積呈現線性關系，線性相關系數為0.99973。

（1）實際樣品檢測

通過本文所采用方法對4種防護用品分別進行檢測，測試結果見表1。從表中可以明顯可出，4種防護口罩均檢測出少量的甲醛，盡管含量低于標準中要求的甲醛檢出值，但是當使用比色法進行防護口罩中甲醛的檢測時，測試過程中的干擾極有可能會影響到最終的判定。與此同時，圖2給出了其中一個樣品的測試色譜圖，峰1為甲醛，峰2和峰3分別為乙醛和丙酮與DNPH的衍生物。在測試過程中，有少量的乙醛和丙酮被檢測出，也說明防護口罩中確實是會存在著其他的有毒有害物質。

（2）方法回收率與精密度

對樣品進行添加回收試驗，共選取兩個濃度進行試驗，每個濃度水平進行5次重復試驗，方法回收率和精密度見表2。結果表明，加標回收率范圍在88.80% ～ 102.5%之間，相對標準偏差（RSD）為1.5% ～ 6.2%。

2 微生物

2.1 微生物危害及防護用品中微生物的限值

霧霾天氣微生物會附著在顆粒物上，目前已知的霧霾空氣中大約有1300種微生物[5]，其中有部分已知微生物會引發人類的過敏和肺部疾病。在新頒布的防護口罩標準TAJ 1001—2015和GB/T 32610—2016中均對防護口罩中微生物進行了限值規定，其中大腸菌群和致病性化膿菌不得檢出，真菌菌落總數和細菌菌落總數分別不大于100 cfu/g 和200 cfu/g。

值得注意的是，由于佩戴防護口罩的霧霾空氣中往往會存在著一定量的微生物，但目前市售的防護口罩中大部分都不具有抗菌性，因此這就會使得在使用過程中附著在顆粒物上的微生物被吸附過濾在防護口罩上。消費者佩戴防護口罩時的局部微環境為微生物的生長提供了合適的溫濕度，在吸氣過程中就極有可能將微生物吸入呼吸道，從而帶來二次污染。鑒于此，針對防護口罩在附著有一定微生物時，在一定溫度和時間下，微生物是否還存在就成為一個值得研究的問題。

2.2 試驗部分

（1） 儀器與試劑

恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；水浴鍋（上海森信實驗儀器有限公司，DKZ-450B型）；恒溫調速搖瓶柜（上海知楚儀器有限公司，ZQTY-70S型）；高壓滅菌鍋（上海申安醫療器械廠，LDZM-60KCS型）；二級生物安全柜（美國Thermo，1300-A2型）。

大豆蛋白胨肉湯（TSB）；大豆蛋白胨瓊脂培養基（TSA）；營養肉湯（NB）；SCDLP液體培養基；稀釋液；計數培養基（EA），均采購于北京陸橋技術有限責任公司。

菌種：大腸桿菌 （ATCC 11229）。

（2）凍干菌的活化

將凍干菌融化分散在5 mL的TSB中呈懸浮狀，在37℃下培養24 h；用接種環取菌懸液以劃線法接種到TSA平皿上，在37℃下培養24 h；從培養皿上取典型菌落接種在TSA斜面試管內，在37℃下培養24 h，斜面試管儲存于冰箱內（5℃～10℃）作為保存菌。

（3） 試驗菌液的培養和制備

培養A：用接種環取保存菌，以劃線法接種EA平面皿上，在37℃下培養24 h。

培養B：取20 mL肉湯NB放入到100 mL的錐形瓶內，用接種環取培養A的典型菌落接種在肉湯內培養，培養條件為溫度37℃，振動頻率為110 min-1，時間為24 h。

培養C：取20 mL肉湯NB放入到100mL的錐形瓶內，取0.4mL培養B菌液加入瓶內培養，培養后菌濃度為107cfu/mL。培養條件為溫度37℃，振動頻率為110min-1，時間為3h。

試樣菌液的制備：用水對肉湯NB進行稀釋，調節培養C的菌液濃度為103 cfu/mL，作為試驗菌液。

采用分光光度計測定菌液濃度。

（4）樣品的處理

試樣的接種：取0.2 mL試驗菌液分散接種在小瓶內的試樣（試樣質量4.00 g）上。

培養及洗脫：將已接種試驗菌液的小瓶在37℃下分別培養0h、24h、144h和168h。隨后在培養后小瓶中分別加入20mL SCDLP培養基，振蕩器振蕩5次后將細菌洗下。

菌落數的測定：取1 mL上述溶液分別注入兩個平皿內，各加入15 mLEA，室溫下放置至培養基凝固后，將平皿倒置放置在37℃下培養48 h，隨后對菌落總數進行計數。

2.3 結果與討論

常用防護口罩主要分為一次性防護口罩和可更換性防護口罩。由于一次性防護口罩使用周期較短，因此本試驗只針對4種防護口罩開展了0 h和24 h微生物生長情況培養。對于可更換性防護口罩，則將時間分別設定為0h、24h、144h和168h。

圖3給出了一次性防護口罩在0 h和24 h的微生物生長情況，從圖中可以明顯看出，4種一次性防護口罩在0 h時菌落總數較少，約為5～12 個；經過24 h后，菌落總數有了顯著的增加，增長為300～400個左右（表3），充分表明當微生物附著在口罩上時，合適的溫度會促進菌群的生長。

可更換性防護口罩的結果也表明了相同的趨勢（圖4），即24 h后菌落總數增長明顯，但144 h和168 h的菌落總數有所回落（表3），這可能是時間較長，部分菌出現凋亡所致。

3 結語

（1）在測試口罩中甲醛的含量時，采用比色法會對最終結果帶來一定的干擾，而選擇采用高效液相色譜法時，則會彌補比色法的諸多缺陷，能夠更為準確地給出口罩中甲醛的真實含量；因此，本文建議在口罩中甲醛的測試方法標準應修訂為液相色譜法，以避免假陽性樣品的檢出。

（2）即使新購買的防護口罩在測試時微生物指標是合格的，但是由于空氣中存在著微生物，在使用者佩戴口罩的微環境中，仍可以檢測到微生物的增殖，從而為消費者帶來二次污染。因此，建議防護口罩能夠采用抗菌性技術，并且在防護口罩的測試標準中增加抗菌性能測試，以更為有效地保護公眾健康。

參考文獻：

[1]謝思瑤. 消除紡織品甲醛檢測中褪色干擾的研究[J].山西大同大學學報：自然科學版， 2016， 32（1）： 45-47.

[2] GB 18401—2010《國家紡織產品基本安全技術規范》[S].

[3] GB/T 2912.1—2009《紡織品 甲醛的測定 第1部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》[S].

[4]張春玲. 高效液相色譜法測定紡織品中游離甲醛含量[J].現代測量與實驗室管理， 2007， （4）： 11-13.

[5] 田埂. 霧霾中的“危險分子”[J].生命世界， 2014， （6）： 54-57.

（作者單位：無錫出入境檢驗檢疫局）