淺析紡織品異味檢測現狀與發展

鄭勇　莫月香　羅峻

摘要：

基于紡織品異味檢測研究的重要性，本文介紹了紡織品異味來源以及紡織品異味檢測技術的研究現狀，淺析了頂空分析技術、電子鼻技術等在異味客觀評價領域的應用，以及各自的優缺點。

關鍵詞：紡織品；異味；客觀評價；檢測技術

異味是由于鼻孔內味覺器官受到刺激引起的不愉快感覺。紡織品的異味來源主要有兩個方面：一是紡織品上殘留化學整理劑和助劑；二是紡織品在生產、加工、運輸、儲存、銷售過程中被微生物污染，或從環境中吸附的異味物質。異味對人體健康有很大的危害，國際標準紡織協會標準Oeko-Tex Standard 100—016[1]和我國強制標準GB/T 18401—2010[2]對紡織品上的異味做了明確的規定，規定產品中不得有霉味、高沸程石油味、魚腥味、芳香烴氣味或香味等特殊氣味。

目前，對于紡織品異味的檢測評價是通過專業人員用嗅辨法來進行，但這種主觀的評價方法穩定性不高，受人為因素影響較大，且部分異味中可能會存有對人體有害的物質，對檢驗人員身體健康造成一定的威脅。因此，紡織品異味評定需要探索一種新的客觀評定方法。本文從紡織品異味檢測研究的重要性、紡織品異味來源以及紡織品異味檢測技術的研究現狀與發展前景進行討論分析，闡述了各檢測技術的優缺點。

1 紡織品異味檢測現狀

國內外對紡織品異味的檢測方法和評定標準[2-6]是有差異的，如表1所示。

從表中方法可見，嗅辨法是當前國內外紡織品異味檢測的主要方法，即通過專業人士的嗅覺感官來判定氣味種類及級別。這種主觀評價方法存在三個問題：第一，檢測人員對氣味分辨不明確，每個人對氣味的感覺存在明顯的客觀差異；第二，異味檢測重復性和復現性差；第三，異味物質大多為有害物質，長期吸入異味物質將危害檢驗人員健康。此外，異味標準樣品缺失，使異味檢測結果不具可比性。由于主觀檢測方法的缺陷，導致異味檢測指標長期游離在監管體系之外，開發客觀檢測方法是解決異味檢測問題的必然選擇。

2 氣味客觀檢測方法

目前，針對氣味的客觀檢測，常見的有兩種方法，一種是頂空氣相色譜法，另一種是利用電子鼻技術對氣味進行鑒定。

2.1 頂空分析技術

頂空分析原理：將待測樣品置于密閉的容器中，通過加熱升溫使待測物揮發，在氣-液或氣-固兩相中達到平衡，直接抽取上部氣體進行色譜分析，從而檢測樣品中可揮發性組分的成分和含量。頂空分析收集樣品中易揮發的成分，與液-液萃取和固相萃取方法相比，既可以避免在除去溶劑時引起揮發性物質的損失，又降低了其提取物所引起的干擾，整個分析過程中無需采用有機溶劑進行提取，大大減少了對分析人員和環境的危害。

隨著色譜分析方法的發展，頂空分析法也在不斷更新，尤其是近10年來，頂空氣相色譜已成為普遍使用的技術，它可用于藥物中溶劑殘留、聚合材料中殘留的溶劑和單體、廢水中的揮發性有機物、食品中的氣味成分、血液中的揮發性成分等的分析。現代頂空技術可分為靜態頂空技術、動態頂空技術（吹掃捕集）和頂空-固相微萃取技術三大類。

2.1.1 靜態頂空分析技術

靜態頂空技術是將樣品置于密封容器中，在一定溫度下放置一段時間，使兩相達到平衡，然后取氣相進行分析。靜態頂空分析法具有樣品處理簡單、操作方便、干擾少等優點，但是濃縮倍數小，難以分析較高沸點的組分，在定量分析上存在不足。靜態頂空技術已在化工、食品、醫藥、生物等領域廣泛使用。

王昊[7]等采用靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用法對涂層織物中6種異味物質進行了分析，最低檢測限在0.008μg/mL～0.189μg/mL之間，相對標準偏差RSD值小于4.84%。

嚴冬霞[8]等采用靜態頂空-氣相色譜法分析不同年份黃酒中主要香氣成分，方法在質量濃度范圍內有良好的線性關系，回收率在82%～102%之間，RSD大多在10%以下。

林建[9]等采用靜態頂空結合GC-MS法建立3種不同性狀化妝品中快速、準確檢測甲醛的方法。方法相對標準偏差（RSD）為1.02%～1.42%，回收率為85.5%～104.2%，以3倍信噪比（S/N=3）計算得出方法的最低檢出限為1.25mg/kg。

黃欣佩[10]等采用靜態頂空-氣相色譜-質譜聯用技術構建了天然沉香香氣成分指紋圖譜，為沉香的感官分析提供簡便、快速的科學依據。

2.1.2 動態頂空分析技術

動態頂空技術是用流動的氣體將樣品中的揮發性成分“吹掃”出來，再用捕集器吸附吹掃出來的物質，經熱解吸將樣品送入儀器分析。動態頂空技術比靜態頂空應用更廣泛，可分析沸點較高的組分，且有更高的靈敏度，但儀器較復雜，樣品基質干擾分析，吸附和解吸會造成樣品組分的損失。動態頂空已廣泛應用于檢測揮發性物質。

朱宏[11]等采用動態頂空與氣質聯用法鑒定了老陳醋中的揮發性成分，同時測定了這些揮發性物質含量在發酵過程中的變化。

黃代紅[12]等采用動態頂空吸附法收集算盤子花氣味，運用氣相色譜-質譜聯用技術分離并鑒定其化學成分。

曲超[13]等采用吹掃捕集-熱脫附-氣質聯用技術分析羊肉在4℃貯藏條件下揮發性物質的變化情況，確定各類化合物的變化趨勢。

王珊珊[14]建立了吹掃捕集-氣質聯用法測定水中31種揮發性有機物（VOCs）的分析方法，方法的測定下限在0.3μg/L～1.0μg/L，回收率為88.2%～97.1%，RSD為1.76%～3.88%。測定下限滿足水源水和生活飲用水中VOCs的檢測要求。

2.1.3 頂空-固相微萃取分析技術

頂空-固相微萃取方法產生于1993年，頂空-固相微萃取的裝置由手柄和萃取頭（涂有不同固定相或吸附劑的纖維頭）組成，通過萃取頭的涂層對頂空中的有機揮發性物質的吸附和解吸脫附分析來完成分析的過程。萃取頭的極性和厚度的選取是頂空-固相微萃取技術的關鍵，可根據“相似相溶原理”來選擇萃取頭。目前商業化的纖維涂層主要有非極性涂層和極性涂層兩類。近幾年還出現了混合涂層，這些涂層的應用使頂空-固相微萃取技術的應用范圍更廣。萃取頭可直接在氣相色譜進樣器的熱區中進行熱解吸，也可在液相色譜的洗脫池中用溶劑來洗脫。頂空-固相微萃取分析中萃取頭具有一定的預濃縮作用，分析的靈敏度高于靜態頂空分析，在分析的精密度方面好于動態頂空分析。

成建國[15]等使用頂空固相微萃取（HS-SPME）與氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）建立了水庫水、水庫附近土壤、居民自來水中2-MIB和GSM的測定方法，2-MIB與GSM的檢出限分別為0.72ng/L和0.34ng/L，定量限分別為2.40ng/L和1.13ng/L，相對標準偏差（RSD）≤6.1%（n=6）。

張軍[16]等建立了庫爾勒香梨花序香氣成分的頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜定性定量方法，適用于梨花香氣成分的測定。

劉寶峰[17]等建立了間接頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜對紅花香雪蘭天然花香成分的分析方法。沉香醇和松油醇在1μg/mL～100μg/mL范圍內有良好的線性關系（R2≥0.981），檢出限分別為0.05μg和0.10μg；二氫紫羅蘭酮和紫羅蘭酮在0.5μg/mL～50μg/mL范圍內有良好的線性關系（R2≥0.988），檢出限為0.02μg。

2.2 電子鼻技術

電子鼻也稱人工嗅覺系統，通過氣體傳感器和模式識別技術的結合模擬生物嗅覺，實現了氣體檢測和識別等功能。電子鼻是一項操作簡單、快速、樣品適用范圍廣的無損分析技術。電子鼻的應用場合包括環境監測[18]、產品質量檢測（如食品、煙草、發酵產品、香精香料、紡織品等）[19]、消防[20]、海關檢查[21]、化工控制[22]、醫學診斷[23]及食品新鮮度檢測[24-25]等。

電子鼻在紡織領域主要用于異味氣體的辨別。胡秋芳[26]分別采用嗅覺評判法、Fox4000電子鼻和氣相色譜進行紡織品中魚腥味主要物質的檢測，客觀檢測法電子鼻檢測三甲胺、二甲胺、甲胺溶液氣味的靈敏度略高于主觀檢測法嗅覺評判法的靈敏度，且檢測結果更客觀準確，因此適用于甲胺類物質的氣味檢測。王昊[27]等利用PEN3電子鼻分別對帶有魚腥味、煤油味、霉味、香水味、芳香烴味以及正常的純棉織物進行了檢測，并利用樣品雷達圖對各種樣品進行了鑒別。張春苗[28]以大氣污染和涂料印花工藝中常見的異味物質丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯為主要研究對象，采用人工嗅辨法、Fox4000電子鼻技術配合氣相色譜技術對其異味強度進行定量分析，結果表明氣味強度高的物質人體鼻子的靈敏度高于電子鼻，而氣味強度低的物質電子鼻的靈敏度更高。

電子鼻具有響應時間短、檢測速度快、樣品預處理簡便、測定評估范圍廣等優點，對氣味的客觀評估彌補了人類感官描述的模糊性、主觀性和不確定性以及氣相色譜的繁雜性等缺點。但是，電子鼻也存在不可忽視的缺點：電子鼻系統中傳感器陣列專屬性和穩定性差，易受環境因素的影響；傳感器易于過載或中毒，與干擾氣體發生反應，影響測定結果；傳感器陣列信息冗余、后期模式識別技術缺乏通用的識別算法、算法受試驗數據影響等。

3 結論

綜上所述，國內外紡織品標準對氣味的檢測方法并不一致，且均利用人的嗅覺感官來判定氣味種類和級別，這種主觀的評價方法并不可靠，受人、時間和地點的影響較大。頂空氣相色譜法在食品和醫藥等領域很早就被應用于氣味檢測，現已成為比較成熟的檢測方法；電子鼻雖然起步較晚，但近幾年來，基于電子鼻的氣味檢測研究越來越多。頂空色譜法能夠得到氣味不同成分的結構，并能準確定量，但是設備昂貴，檢測費用高，檢測時間長；與頂空色譜法相比，電子鼻法雖然具有快速、攜帶方便等優點，但是在氣味物質的定性和定量上均不如前者。

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（作者單位：鄭勇，廣州市標準化研究院；莫月香、羅峻，廣州纖維產品檢測研究院）