侗族山區(qū)傳統(tǒng)染料植物調(diào)查及其安全性研究

蘭世超　石云昌　雷朝霞　趙君　張紅

摘 要 侗族山區(qū)染料植物的利用歷史悠久，為更好地傳承發(fā)揚(yáng)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)染布技術(shù)，調(diào)查了侗族山區(qū)常用的染料植物及相關(guān)的染色工藝，并針對板藍(lán)染色、薯莨染色和毛桐染色的安全性能進(jìn)行研究。調(diào)查結(jié)果表明，侗族山區(qū)現(xiàn)有的染料植物有12個(gè)科12屬12種，用于染布的有5種，用于染食品的有7種。安全性能研究結(jié)果表明，經(jīng)植物染料染色的紡織布中pH值、甲醛含量以及重金屬鎘、銅和鉛含量都遠(yuǎn)低于最新國家標(biāo)準(zhǔn)，安全性能良好，具有較好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞 傳統(tǒng)植物染料;甲醛含量;重金屬含量;侗族山區(qū)

中圖分類號：TS193.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.092

侗族山區(qū)有豐富的植物資源，其中染料植物、香料植物、藥用植物的資源尤為豐富，受到侗族群眾的喜愛，關(guān)于香料植物和藥用植物的研究目前已取得顯著進(jìn)展，但是關(guān)于染料植物的研究鮮見報(bào)道[1-3]。侗族山區(qū)人民利用染料植物歷史悠久，形成了自己獨(dú)有的一套染色工藝。利用傳統(tǒng)的天然染料植物和傳統(tǒng)的染布技術(shù)對棉布進(jìn)行染色后，可用來制作傳統(tǒng)服裝。但是，自從合成染料出現(xiàn)后，天然染料就逐漸從織物染色領(lǐng)域退出[4]。與植物染料相比，合成染料工藝簡單、重現(xiàn)性好、色牢度高、成本較低，在世界上得到廣泛運(yùn)用[5-6]。但是，合成染料中含有致癌物質(zhì)，給人類健康帶來了巨大隱患，同時(shí)也給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染[7-8]。綠色環(huán)保和健康安全是當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的主題，傳統(tǒng)植物染料憑借其無毒害，安全健康，有特色，可以應(yīng)用于真絲物、嬰兒紡織品、裝飾物品上等優(yōu)勢，再次被廣泛關(guān)注和利用[9-13]。

但是，侗族傳統(tǒng)的染布技術(shù)未能得到很好的傳承、利用和研究，也沒有關(guān)于其安全性的系統(tǒng)研究。基于此，對侗族山區(qū)的染料植物及染色工藝進(jìn)行調(diào)查，并對該工藝染出的染料安全性能進(jìn)行研究，為侗族山區(qū)傳統(tǒng)染料植物及其技藝傳承、開發(fā)利用提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與試劑

1.1.1 材料

侗族傳統(tǒng)紡織棉布、板藍(lán)、薯莨、毛桐。

1.1.2 試劑

自釀米酒、純堿、牛皮膠、甲醛標(biāo)準(zhǔn)液、氯化鉀、蒸餾水、濃硝酸、高氯酸、鹽酸、酚試劑、硫酸鐵銨。

1.1.3 儀器

木制蒸桶、木桶、木架、木錘、分光光度計(jì)、恒溫振蕩箱、pH計(jì)、玻璃儀器若干、JL系列天平秤、50 mL聚四氟乙烯坩堝、AA-6300型火焰原子吸收分光光度計(jì)、加熱板。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 調(diào)查方法

本項(xiàng)目將采取訪談、實(shí)地勘察等田野調(diào)查法，對侗族傳統(tǒng)植物染料及其傳承應(yīng)用進(jìn)行全面調(diào)查研究，記錄植物的生活環(huán)境及其染色部位和染色用途，并采樣。

1.2.2 pH測定方法

根據(jù)GB/T 7573—2009紡織品水萃取液pH值的測

定[14]。取樣品剪成小塊，1 g為一份，每個(gè)樣品3份，將樣品放入含50 mL 0.1 mol·L-1 KCL溶液的250 mL帶塞三角瓶中，浸泡，室溫振蕩2 h，過濾，取濾液進(jìn)行pH值的測定，取平均值。

1.2.3 甲醛含量測定

參照梅愛華等[15]的研究方法，配制1 μg·mL-1的甲醛標(biāo)準(zhǔn)液，按照表1向試管中依次加入相應(yīng)的試劑，搖勻后分別加入1 mL 2 g·L-1酚試劑，搖勻后再加入0.5 mL?20 g·L-1硫酸鐵銨（取2 g硫酸鐵銨用0.1 mol·L-1的鹽酸定容至100 mL）搖勻，進(jìn)行顯色，室溫放置反應(yīng)15 min。使用分光光度計(jì)進(jìn)行測定，波長為630 nm，并制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖1。

檢測甲醛的方法是根據(jù)GB/T 2912.1-1998《紡織品甲醛的測定》進(jìn)行測定[16]。取樣品剪碎，稱取2 g，將每個(gè)樣品置于三角燒瓶中，加水100 mL，密封，水浴（40 ℃）振蕩加熱60 min，過濾，濾液進(jìn)行蒸餾，以水為吸收液。分別取樣液各5 mL于燒杯中，加入1 mL 2 g·L-1酚試劑和0.5 mL 20 g·L-1硫酸鐵銨搖勻，放置反應(yīng)15 min，分光光度計(jì)630 nm波長處進(jìn)行測定。計(jì)算樣品中甲醛含量。

1.2.4 重金屬離子含量測定

最新推出的GB 18401—2010《國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范》并沒有涉及紡織品中重金屬含量，但GB/T 18885—2009《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》對可萃取重金屬含量作了明確要求，同時(shí)國際紡織品生態(tài)學(xué)研究與檢測協(xié)會(huì)推出的2010版Oeko-Tex Standard 100標(biāo)準(zhǔn)對重金屬含量作了更嚴(yán)格的要求[17]。本實(shí)驗(yàn)參照此標(biāo)準(zhǔn)對鉛、鎘和銅3種可消解試樣中的重金屬進(jìn)行測定[18]。分別稱取適量的氯化鎘、硫酸銅、硝酸鉛配成含鉛、鎘、銅100 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲備液并稀釋成10 mg·L-1的工作液，將工作溶液配制成適當(dāng)?shù)奶荻葷舛龋⒃谙鄳?yīng)的波長下測定鉛、鎘、銅的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。鉛、鎘、銅的標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2～4所示。

稱取樣品1 g于聚四氟乙烯坩堝中，加入20 mL鹽酸，加熱至180 ℃，所剩溶液約3 mL左右時(shí)，取下稍冷，加入硝酸10 mL，高氯酸6 mL，加蓋加熱至220 ℃，1 h后開蓋，繼續(xù)加熱至冒濃煙時(shí)加蓋，待黑色有機(jī)物分解后，開蓋并蒸至內(nèi)容物呈灰白色黏稠狀。取下冷卻，用1%稀HNO3定容至10 mL，離心，取上液在火焰原子吸收分光光度計(jì)上進(jìn)行測定，計(jì)算出離子的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 傳統(tǒng)染料植物調(diào)查

通過訪問和實(shí)地勘察侗族山區(qū)常用染料植物發(fā)現(xiàn)，染料植物有12個(gè)科12屬12種，如表2所示。

2.2 傳統(tǒng)染色工藝

2.2.1 傳統(tǒng)板藍(lán)染色工藝

將采摘的板藍(lán)倒入木桶，加水沒過板藍(lán)，浸泡3 d，待板藍(lán)色素全部溶解，將其過濾去渣，最后得到靛水。然后加入石灰與靛水混合不斷攪拌，直至無氣泡產(chǎn)生。加蓋靜置，去除上層清液，沉淀便是初步制得的靛泥。取靛泥3.5 kg、米酒2.5 kg、純堿1 kg，混勻后放入木桶加水至木桶容量的90%，發(fā)酵15 d左右染液呈淺綠色或棕黃色，如果不是則為失敗，需重新制備。

1）將布料放入染液中泡3～4 min，撈出瀝干水分，重復(fù)4次，最后洗去浮色曬干，每次重復(fù)需攪拌染液直至出大量泡沫后靜置2 h。2）將曬干布料蒸30 min，取出曬干，放入染缸染色2 min，瀝干水分，再放染缸染色2 min，再瀝干水分，如此重復(fù)4次，洗去浮色，將洗凈布料捶打直至柔軟;第二步需重復(fù)兩次。3）曬干后用牛皮膠水溶液（200 g牛皮膠，加入能潤濕一匹布的水量即可）潤濕，曬干，后放入染缸染色3 min，取出捶打至柔軟，第三步重復(fù)4次，布料呈暗紅色即可。

2.2.2 傳統(tǒng)薯莨的染色工藝

將500 g薯莨削皮切片，加水將色素泡出后加入米酒250 g，純堿10 g，浸泡24 h（室溫可保存3 d）。將布料放入染液中，染液沒過布料，浸泡1 min曬干，重復(fù)3次即可，染液只能浸泡一次，每次需更換染液。

2.2.3 傳統(tǒng)毛桐的染色工藝

取適量毛桐樹根，樹齡大更佳，洗凈，剝皮，根皮放入鍋中，加水沒過，煮1 h，加適量米酒，攪拌均勻，放涼即為染液，室溫可保存3 d。將布料放置盆中，倒入染液，染液需沒過布料，浸泡15 min，洗去浮色，曬干，重復(fù)3次即可。染液不可重復(fù)使用。

2.2.4 傳統(tǒng)楓樹染色工藝

將楓樹嫩枝、葉、皮一起剁碎，揉搓30 min，在40～60 ℃水溫中浸泡24 h，水量需沒過楓葉，在浸泡過程中需不間斷揉搓5～6次，每次揉搓15 min，過濾，濾液即為染液。若染液顏色較淺，可重復(fù)該步驟3次。染液泡糯米，需沒過米10 cm左右，浸泡4～5 h染色完成。

2.2.5 傳統(tǒng)密蒙花染色工藝

取適量密蒙花放入鍋中，加水沒過，水量2 800～3 000 mL為佳，煮10 min，待水顏色變深過濾，濾液即為染液。待染液冷卻至溫?zé)峤菖疵祝?～5 h染色完成。

2.3 pH值

經(jīng)檢測，以上使用板藍(lán)、薯莨和毛桐染色法染色的布料pH值分別為7.48、7.5和7.5，見圖5。按照GB 18401—2010《國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范》，嬰幼兒紡織產(chǎn)品pH值要求4.0～7.5，直接接觸皮膚的紡織品pH值要求4.0～8.5，非直接接觸皮膚的紡織品pH值要求4.0～9.0[18]。因此認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)用的三種樣品的pH值都在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，符合規(guī)范。

2.4 甲醛含量

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，板藍(lán)、毛桐和薯莨染色法染色的布料甲醛含量分別為3.91 mg·kg-1、4.56 mg·kg-1和4.47 mg·kg-1，如表3所示。甲醛是有毒物質(zhì)，對人體傷害很大，長期使用含量超標(biāo)的紡織物會(huì)誘發(fā)癌癥。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18401—2010《國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范》、GB/T 18885—2009《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》明確限定了紡織品的甲醛含量，要求嬰幼兒紡織產(chǎn)品甲醛含量低于20 mg·kg-1，直接接觸皮膚的紡織品甲醛含量低于75 mg·kg-1，非直接接觸皮膚的紡織品甲醛含量低于300 mg·kg-1[17，19]。實(shí)驗(yàn)的三種樣品甲醛含量均遠(yuǎn)低于20 mg，符合我國的安全技術(shù)規(guī)定。傳統(tǒng)染料制備工藝粗簡，且制備工藝中加有米酒，而米酒中含有甲醇，植物體內(nèi)也含有醇類物質(zhì)，經(jīng)過氧化后會(huì)產(chǎn)生少量甲醛，導(dǎo)致經(jīng)植物染色的紡織品中甲醛含量還未達(dá)到OEKO-TEX標(biāo)準(zhǔn)100，制作工藝有待進(jìn)一步加強(qiáng)。但侗族染料取之于純天然植物，染色過程中沒有加入任何化學(xué)藥品和添加劑，有廣闊的發(fā)展前景。

2.5 重金屬離子含量分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，板藍(lán)、薯莨和毛桐染色法染色的布料重金屬含量如表4所示。人體吸收重金屬后累積到一定程度會(huì)導(dǎo)致肺部疾病、皮膚病、心臟病以及血液疾病等[5]。OEKO-TEX Stan dard 100-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，對于被消解樣品中的重金屬含量，I類產(chǎn)品鉛為90.0 mg·kg-1，鎘為40.0 mg·kg-1，銅為25.0 mg·kg-1，Ⅱ-Ⅳ類產(chǎn)品鉛為90.0 mg·kg-1，鎘為40.0 mg·kg-1，銅為50 mg·kg-1[20]。本實(shí)驗(yàn)的三種重金屬含量都符合生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

參照GB 18401—2010《國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范》、GB/T 18885—2009《生態(tài)紡織品技術(shù)要求》和OEKO-TEX Stan dard 100-2010標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢測，天然植物染料染制的紡織品pH值、甲醛含量、重金屬離子含量均符合安全技術(shù)規(guī)定，具有廣闊的市場前景[17，19]。但是，植物染料存在產(chǎn)量低、染色重現(xiàn)性差、色牢度差、顏色單一、染色工藝繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等弊端[8，21-25]。因此，應(yīng)加大對相關(guān)科學(xué)技術(shù)的研究，改良天然植物染料染制工藝，提高色牢度和染色重現(xiàn)性，研發(fā)出健康環(huán)保的新功能型紡織品，加快天然染料的開發(fā)和利用，有效傳承傳統(tǒng)染布技藝。

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