包海峰,吳東曉,胡年睿,趙海浪,譚玉靜
(上海市質量監督檢驗技術研究院纖維檢驗所,上海200040)
在染整加工過程中,為使紡織品獲得美觀、優良的服用性能會加入一些染料、助劑,但殘留在紡織品上的化學物質可能會釋放出一些異味物質,當這些異味物質刺激嗅覺器官引起服用人不舒服感時,可辨別為有異味[1-3]。此外,紡織品在生產、加工儲存或運輸中也可能因微生物的污染而產生異味。目前,紡織服裝中的異味問題已經引起了人們的廣泛關注。因異味的來源不明確,一旦出現爭議,也無公認的客觀方法來評價。本文主要從紡織品異味的主觀檢測法和客觀檢測法兩個方面進行列舉、分析,對兩種檢測方法的優缺點進行了闡述,并對未來紡織品異味檢測的發展方向進行了探討。
紡織品異味的主觀檢測方法是嗅覺法,即由經過專業培訓和考核的相關工作人員的嗅覺判定,結果受人為因素影響較大。嗅覺法也是當前國內外紡織品異味檢測的主要方法。在GB 18401—2010《國家紡織產品基本安全技術規范》標準中,明確規定紡織品中不得有霉味、高沸程石油味、魚腥味、芳香烴氣味等4類異味,而在OEKO-TEX Standard 100:2019和GB/T 18885—2009《生態紡織品技術要求》標準中,除了要求紡織品不得有上述4類異味外,還不得有香味。異味檢測時,一旦嗅辨師聞出5種氣味中的一種或多種時,則判該紡織品為“有異味”。然而,紡織品異味的主觀檢測方法存在以下幾個問題:嗅辨師對氣味的感覺因人而異,存在主觀差異性;紡織品異味檢測的重復性和復現性較差;由于無異味標準樣品,使異味檢測結果不具可比性;異味物質多為有害物質,長期吸入輕則造成嗅辨師不舒適感,重則引發呼吸道疾病,危害嗅辨師的健康。因此,任何產品異味的判斷與嗅辨師的主觀性密切相關,所得結果的不確定性較高。
在以往的研究中,針對異味的客觀檢測方法常有兩種:一種是頂空-氣相色譜-質譜聯用法,又稱為頂空氣相色譜質譜法;另一種是電子鼻技術,利用人工嗅覺系統對異味進行鑒定。
1.2.1 頂空氣相色譜質譜法
采用頂空技術作為樣品的前處理,結合氣相色譜-質譜聯用技術,可實現異味化合物的痕量分析。根據前處理采取方法的不同,頂空技術又可分為靜態頂空法、動態頂空法和頂空-固相微萃取法。
1.2.1.1 靜態頂空法
靜態頂空法就是將樣品置于一個密閉容器中,通過加熱升溫使揮發性組分從樣品基質中揮發出來,當氣液(或氣固)兩項達到平衡后,直接吸取頂部氣體進行氣相色譜質譜分析。該方法所用儀器操作簡單,基質干擾小,但靈敏度相對較低,適用于分析復雜樣品中的低沸點組分。
李竹英等[4]采用靜態頂空-氣相色譜-質譜法測定紡織品中3種土腥霉味化合物,檢出限為0.003~0.01 mg/kg,加標回收率為81%~95%,相對標準偏差小于7%。王曉寧等[5]采用靜態頂空-氣相色譜-質譜法測定了紡織品中魚腥味物質三甲胺,檢出限為20 μg/mL,加標回收率≥90%,相對標準偏差為5.98%,線性關系良好。胡年睿等[6]采用靜態頂空-氣相色譜-質譜法分析了紡織品中異味物質,結果具有良好的重現性。
1.2.1.2 動態頂空法
動態頂空法也稱吹掃-捕集法,利用惰性氣體將樣品中的揮發性組分吹掃到捕集器中,通過熱解吸將吸附的揮發性組分進行氣相色譜質譜分析。動態頂空儀器操作較復雜,但靈敏度高,適用于分析復雜樣品中揮發性較高的組分,對較難揮發以及痕量組分也同樣適用。
梁榮輝等[7]采用動態頂空-氣相色譜-質譜法測定了土壤中的苯系物及鹵代烴,加標回收率為86.2%~116.6%,相對標準偏差為1.2%~4.5%,線性關系及重現性良好,準確度及精密度較高。彭劍林等[8]采用動態頂空-氣相色譜-質譜法測定了家用攪拌機中7種苯系物遷移量,定量限為0.2~0.4 μg/L,加標回收率為76.7%~123.3%,相對標準偏差為2.2%~14.1%。孫源順等[9]采用動態頂空-氣相色譜-質譜新方法測定了水中7種醇類化合物,加標回收率為104%~109%,相對標準偏差為7.5%~9.1%。
1.2.1.3 頂空-固相微萃取法
頂空-固相微萃取法是將樣品置于一個密閉容器中,通過加熱升溫使揮發性組分從樣品基質中揮發出來,當氣液(或氣固)兩相達到平衡后,用涂有固定相的纖維頭進行吸附、富集,然后通過熱解吸將吸附的揮發性組分進行氣相色譜質譜分析。該方法儀器操作簡單,適用于分析氣體、液體或固體樣本中揮發性或半揮發性組分,靈敏度比靜態頂空法高,精密度比動態頂空法好。
張云飛等[10]采用優化的頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜法測定石榴酒中的香氣組分,萃取纖維在低于45℃的條件下對5 mL石榴酒樣品進行萃取,萃取50 min后可得到較優且重現性較好的結果,并定性出57種化合物。宋榮娜等[11]采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質譜法同時測定污染廢水中多種VOCs異味物質,檢出限為4~55ng/L,加標回收率為79.1%~108.6%,相對標準偏差為9.8%~15.5%。
1.2.2 電子鼻技術
電子鼻也稱人工嗅覺系統,通過采用特定的傳感器和模式識別系統模仿生物鼻,能識別簡單和復雜的氣味,可以得到與人的感官評價相同的結果。應用電子鼻技術,其響應時間短、檢測速度快、重復性好,但系統中氣敏傳感器陣列穩定性不佳,易受到環境因素的影響,還可能會與干擾氣體發生反應。
劉文潔等[12]通過復合運用電子鼻和嗅辨法兩種測試方法,得出兩條關于火鍋氣味濃度與電子鼻響應值、火鍋氣味濃度與感官嗅辨值對應關系的擬合曲線,根據這種擬合曲線可直接判別出該火鍋的氣味濃度以及對應的嗅辯值。李穎穎等[13]采用電子鼻作為檢測儀器,檢測出揮發性有機氣體苯、甲苯和對二甲苯的閾值分別為0.05、0.02、0.005 μg/g。
現階段對紡織品異味的檢測還是以嗅辯法主觀評價為主,而客觀檢測方法都是基于電子鼻和頂空技術去研究一些具有代表性的異味化合物,但并未相應地建立一個引起異味的化合物以及異味的感官信息(如氣味描述以及氣味閾值)的數據庫,使得異味的客觀檢測仍停留于實驗室階段,難以應用于實際的檢測行業中。表1中列出了一些常見的可引起紡織品異味的化合物及其氣味描述。另外,紡織品異味的客觀檢測還需要通過所測異味化合物的嗅閾值作為評價標準,但大部分異味化合物的嗅閾值卻無權威的官方數據,這也導致了紡織品異味的客觀檢測無法給予評價。因此,建議對紡織品異味化合物的嗅閾值建立標準體系,使紡織品異味的評定更加客觀公正。
(1)紡織品異味檢測是我國強制標準規定的必檢項目之一,目前都是通過專業人員使用嗅辯法進行確定,但這種主觀的評價方法強烈依賴于嗅辨師的經驗,使得檢測結果存在較大的不確定性。
(2)由于主觀檢測方法存在的缺陷,導致異味檢測指標長期游離在監管體系之外,開發客觀的檢測方法是解決異味檢測問題的必然選擇。
(3)頂空氣相色譜質譜法和電子鼻技術均可對特定的異味化合物進行定性、定量檢測,若能建立紡織品異味化合物的嗅閾值標準體系,紡織品異味的評價結果將更具客觀性、公正性。