纺织品中挥发性有机化合物苯乙烯检测的研究进展

聂凤明　刘丽琴　冯泽强

摘要

概括了纺织品中苯乙烯的来源、危害和检测方法，并对挥发性有机化合物的检测方法包括直接顶空进样-气相色谱-质谱法、容器捕集法等进行分析；阐明固相微萃取技术在检测挥发性化合物方面的优势，认为可采用顶空固相微萃取－气质联用法进行纺织品中苯乙烯的定性和定量检测分析。

关键词：苯乙烯；来源；危害；检测

目前我国纺织业正处于结构调整、资产重组的时期，面临着发展与环保的双重挑战，如何把经济发展与环保意识相结合，打造国内绿色纺织品市场，以期融入21世纪国际市场绿色消费的主流，已成为众所瞩目的新课题。因此，要提高我国纺织品贸易出口额，就必须达到各个国家对纺织品提出的各种生态和毒理方面的环保标准。其中，纺织品中挥发性有害物质的含量问题在各个国家都广泛重视，使得对它们检测的要求不断提高。苯乙烯就是一种存在于纺织品中的对环境和人体健康构成巨大威胁的有害物质。近年对它的研究比较关注，这也使其检测技术得到了较大发展。

1纺织品中苯乙烯的来源以及危害

纺织品的品质对我们的生存环境和身体健康有着重要的影响，而现在许多纺织品中被发现含有挥发性有害物质——苯乙烯。 其来源可以分为以下几个方面： 其一就是来自纺织原料。天然纤维（如棉）在生长过程中使用了含有苯乙烯或以苯乙烯为原料的杀虫剂，这些试剂就会有一些残留在植物上，造成在生物体内的富集；此外，苯乙烯还是合成化学纤维的重要原料。化学纤维中存在的少量苯乙烯单体必然会随着化学纤维在纺织品中的大量使用对纺织品造成一定的污染。其二，纺织品中增白剂的大量使用。苯乙烯是荧光增白剂的主要组成成分。由于棉、麻等织物在未处理时含有大量的有色物质而泛黄色, 并且天然和合成纤维组成的织物在洗涤和纺织过程中也会逐渐泛黄。而洗涤时使用荧光增白剂可以发出蓝色或蓝紫色的荧光，与纤维或织物上的黄色成为互补色, 抵消了物质原有黄色, 使之显得洁白[1]。第三，纺织品中整理剂的使用。为了赋予织物某种特殊的功能，改善织物的风格，提高织物的附加值，许多纺织行业普遍使用各种各样的整理剂，而许多整理剂中含有苯乙烯成分[2]。

苯乙烯属毒性物质，主要有刺激和麻醉作用，其毒性低于苯，刺激作用则略高于苯。慢性接触苯乙烯会影响人的中枢神经系统，进而出现精神沮丧，头痛， 疲惫，身体虚弱等症状，还对人的肾脏和血液有一定危害[3-4]。由于苯乙烯的化学结构与致突变剂和致癌剂氯乙烯相似，代谢活化后也是一种潜在的致突变剂[5]。现在的研究表明，工人对苯乙烯职业接触，可引起外周淋巴细胞染色体畸变[6]及引起基因突变等[7-8]。已有动物试验和人群资料表明苯乙烯可引起动情周期和月经的紊乱及精子的改变。尽管苯乙烯的胚胎毒性和致畸作用迄今尚无明确定论，但流行病学调查结果提示苯乙烯可能存在严重的生殖危害[9]。

2苯乙烯的检测技术的发展

目前，测定挥发性有机化合物－苯乙烯的方法主要是色谱法：基本方法就是运用一定的方法吸取挥发性物质，再用合适的条件解吸后，运用气质联用法进行定量检测，如：热解析气相色谱法[10]，该法应用聚乙二醇6000柱，直接进样1 mL空气，检测限可达到5×10-3 µg；高相液相色谱法[11]；顶空气相色谱法[12]，该法研究了生活饮用水中挥发性有机化合物的测定，得出苯乙烯的线性检测范围为1.9 µg/L～96.0 µg/L。测定苯乙烯含量时，液相比气相灵敏，但耗时，仪器操作较复杂。所以，现阶段人们还是多选用气质联用检测苯乙烯。

气质联用测定挥发性物质主要有两种方法：1）直接顶空进样-气相色谱-质谱法，即在恒温的密闭容器中，试样中的挥发性物质在气、固两相间分配，达到平衡；取容器中的气态样品使用质谱仪分析；2）容器捕集法，在一个特定尺寸的空间内，将一块特定面积的试样置于一个有固定空气交换速率的调温调湿环境内，在持续挥发的情况下，吸取一定量的空气作为样品，并使其通过Tenax固相吸附，然后用合适的温度进行热脱附后，用气相色谱-质谱联用仪进行检测。

以上方法存在试验装置较为复杂，操作难度大，需要使用对环境及操作人员健康有害的大量有机溶剂等问题。而固相微萃取技术具有操作简单方便，样品处理时间短，样品需要量小，无需萃取溶剂，重现性好等优点及在近年研究检测挥发性污染物领域占有极大的优势。人们把这一技术和气质联用结合，应用于许多物质的检测。郭方遒等人运用顶空固相微萃取－气质联用法半定量分析了白术的挥发性物质[13]；宁占武等人运用PDMS萃取头对地毯挥发性有机化合物0.5 h排放量进行萃取并运用气质联用法测定含量，建立了一种固相微萃取与气质联用测定地毯中总挥发性有机化合物的方法[14]；张卓旻等人建立顶空固相微萃取－气质联用法检测纺织品中挥发性有机化合物的分析方法，采用PDMS萃取头，得出苯乙烯的检测限为0.67 ng/g，检测线性范围为2.28 ng/g~2280 ng/g[15]。

3固相微萃取技术

固相微萃取（SPME）是近年来国际上兴起的一项试样分析前处理新技术。1990年由加拿大Waterloo大学的Arhturhe和Pawliszyn首创。该方法是在固相萃取基础上发展起来的，保留了其原有的优点：简单、费用少、易于自动化等，同时摒弃了其需要柱填充物和使用溶剂进行解吸的弊病，它只要一支类似进样器的固相微萃取装置即可完成全部前处理和进样工作。该装置针头内有一伸缩杆，上连有一根熔融石英纤维，其表面涂有色谱固定相，一般情况下熔融石英纤维隐藏于针头内，需要时可推动进样器推杆使石英纤维从针头内伸出。分析时先将试样放入带隔膜塞的固相微萃取专用容器中，再用该萃取头进行萃取。若条件许可，还可在萃取瓶中同时加入无机盐、衍生剂或对pH值进行调节，还可加热或磁力转子搅拌。

固相微萃取分为两步，第一步是萃取，将针头插入试样容器中，推出石英纤维对试样中的分析组分进行萃取；第二步是在进样过程中将针头插入色谱进样器，推出石英纤维完成解吸、色谱分析等步骤。

固相微萃取的萃取方式有两种：一种是石英纤维直接插入试样中进行萃取，适用于气体与液体中的分析组分；另一种是顶空萃取，适用于所有基质试样中挥发性、半挥发性分析组分。为了克服顶空萃取必须要求分析物具有一定的挥发性及扩大其应用范围，人们在该基础上发展了一项新的技术，即：衍生化顶空固相微萃取技术。该技术解决了很多毒物因水溶性强,无挥发性,难以从复杂基质中分离浓缩的难题，使固相微萃取的应用范围更广。所以，理论上用顶空法固相微萃取技术检测纺织品中可挥发性气体—苯乙烯可以达到很好的萃取效果，进而更好地降低苯乙烯的检测限，使我国纺织品挥发性物质的含量检测符合国际标准。

4展望

国际环保纺织协会颁布的2008版Oeko-Tex 100标准规定纺织品中苯乙烯的释放量小于0.005 mg/m3。该要求则对纺织品测定时的预处理过程和检测方法提出了更高的要求。固相微萃取技术在检测挥发性化合物方面具有很大的优势，可把该方法用于纺织品中苯乙烯化合物的检测。进一步研究固相微萃取和气质联用技术在纺织品中苯乙烯含量的检测，对保障我国出口纺织品在国际市场上的竞争力和人们的身心健康具有重大意义。在目前，国际上对纺织品中苯乙烯尚无相应的检测方法标准，因此加快苯乙烯检测技术发展和及时制定相应的检测方法标准，可以推进中国纺织品跨越国际贸易技术壁垒，在较高的层面上全面参与国际竞争。

（作者单位：国家纺织品服装产品质量监督检验中心/广州市纤维产品检测院）

( 该项目是国家质检总局质量技术监督科技项目，项目编号：2006QK81)

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