棉花纤维中重金属含量检测和安全性评价

乔晴　郭会清　何兵兵

（河南出入境检验检疫局　河南郑州　450003）

棉花纤维中重金属含量检测和安全性评价

乔晴郭会清*何兵兵

（河南出入境检验检疫局河南郑州450003）

建立了棉花纤维中铬、钴、镍、铜、砷、镉、锑、铅8种重金属元素的测定方法，并对国内外183个不同产地的棉花纤维样品中8种重金属元素的含量进行测定和结果分析比较。样品采用微波消解，以电感耦合等离子体质谱法同时测定8种重金属元素的含量。结果显示，国内外棉花纤维中均存在一定量的重金属元素，但总体含量水平较低，说明国内外棉花纤维中这8种重金属元素的含量在安全范围内。

电感耦合等离子体质谱法；重金属；棉花纤维

1　前言

近年来，纺织原料及纺织品上残留重金属问题不断引起世界各国的高度重视，许多国家作出了严格限制。我国生态纺织品技术要求GB/T 18885-2009以及国际环保纺织协会国际生态纺织品技术要求OEKO-TEX Standard 100，均对纺织品中可能对人体健康引起伤害的可萃取重金属进行了限量，OEKO-TEX Standard 100还对Pb和Cd的总量进行了限定和详细说明[1-3]。

纺织原料、纺织品中重金属的检测方法包括原子荧光法和原子吸收法、电感耦合等离子体发射法、电感耦合等离子体质谱法[4-11]。其中电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有线性检测范围宽（仪器线性检测范围达9个数量级）、灵敏度高、检出限低、可同时进行多种元素分析等优点[12-14]。

为了从纺织品的源头进行安全、生态和环保监控，本研究通过建立微波消解-ICP-MS法，快速、准确对棉花纤维中Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Sb、Pb 8种重金属元素进行检测和分析，并对2014年-2015年我国从澳大利亚、美国、印度、巴西进境的棉花纤维和国内不同产区的棉花纤维中的重金属元素进行了检测，为国内外棉花纤维中重金属含量的安全性评估提供理论依据。

2　材料与方法

2.1材料

2.1.1样品来源

本实验所用棉花样品为2014年-2015年我国从澳大利亚、美国、印度、巴西进口的75个棉花样品和国内不同产区的108个棉花样品。

2.1.2仪器

ELAN电感耦合等离子体质谱仪：美国PE公司；MARS5微波消解仪：美国CEM公司；XP205电子天平（0.0001 g）：德国梅特勒-托利多公司；所用玻璃仪器均以20%HNO3溶液浸泡24 h以上，用去离子水反复冲洗、晾干使用。

2.1.3试剂

HNO3、双氧水（H2O2）：均为优级纯，苏州晶瑞化学股份有限公司；Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Sb标准储备液：100 mg/L，GSB 04-1766-2004多元素标准溶液，国家有色金属及电子材料分析测试中心；Pb标准储备液：1000 mg/L，GBW08619，国家标准物质研究中心；实验用水：均为符合GB/T 6682规定的一级水。

2.2方法

2.2.1Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Sb、Pb标准工作液配制

分别准确吸取适量的标准储备液，用5%HNO3介质配制成浓度为0、1、5、10、50、100 ng/mL的标准使用溶液，常温保存3个月。

2.2.2样品前处理

称取0.20 g棉花纤维置于消解罐中，加入4 mL HNO3、2 mL双氧水和2 mL去离子水，微波消解程序参见表1。消解结束，将消解液转移至25 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀待测。

表1　微波消解程序

2.2.3ICP-MS仪器工作条件

发射功率：1300 W；等离子体气流速：16.0 L/ min；载气流速：0.92 L/min；分析模式：Cr为DRC模式，Co、Ni、Cu、As、Cd、Sb、Pb均为标准模式；分析时间：1 s；采集次数：20；重复次数：3；数据采集：跳峰方式；采样锥和截取锥材质：铂锥；采样锥孔直径：1 mm，截取锥孔直径：0.4 mm。

2.2.4测定

按表1的条件进行样品前处理，采用ICP-MS标准曲线法进行定量测定。

3　结果与分析

3.1进口棉花纤维检测结果与分析

对澳大利亚、美国、巴西和印度4个国家进口的75个棉花纤维中重金属元素进行检测，结果见表2。

表2　进口棉花纤维中重金属元素检测结果

检测结果显示，上述4国进口棉花纤维中都存在一定量的重金属残留，但是同一个国家不同批次的结果存在较大差异。例如美国进口棉花纤维中Pb的平均含量为0.44 mg/kg，但是最高检出值为2.89 mg/kg，最低值为未检出。上述4国中，印度进口棉花纤维中Cr、Ni、Pb、Co、As、Cu、Cd、Sb的平均含量分别为1.431、0.49、2.08、0.076、0.045、1.23、0.014、0.057 mg/kg，重金属含量总体偏高，这可能与印度的环境污染有一定关系。污染的大气、工业废水中的重金属通过自然沉降和雨淋沉降进入土壤，天然纤维具有吸收和富集能力，在其生长过程中，可以将污染土壤中的重金属通过环境迁移、生物富集而吸收在纤维中。虽然富集在棉花纤维中的重金属很微量，不足以对人体健康构成危害，但会增加纺织品中残留的重金属总量。

3.2国内棉花纤维检测结果与分析

对国内9个棉花主产区的108个棉花纤维中重金属元素进行检测，结果见表3。

表3　中国不同产区棉花纤维中重金属元素检测结果

（续表3）

检测结果显示，产区6棉花纤维中Cr、Ni、Pb的平均含量最高，分别为0.291、2.87、0.84 mg/kg；产区7棉花纤维中Co、As的平均含量最高，分别为0.030、0.048 mg/kg；产区9棉花纤维中Cu的平均含量最高，为1.62 mg/kg；产区8棉花纤维中Cd的平均含量最高，为0.089 mg/kg；产区4棉花纤维中Sb的平均含量最高，为1.17 mg/kg。无任何一个产区棉花纤维中重金属含量总体偏高或总体偏低，同一产区的同一品种棉花纤维，和不同产区的同一品种棉花纤维中重金属含量高低均无明显规律。

4　结论

人们在穿用纺织品时，可通过皮肤将纺织品上残留的Pb、As、Hg等重金属元素吸入体内。重金属一旦被人体吸收，则会在肝脏、骨骼、肾脏、心及脑中蓄积，当累积到一定程度后便会对健康造成巨大伤害。因此，加强纺织原料中重金属含量的监测十分必要。

检测结果表明，澳大利亚、美国、印度、巴西4个国家的进口棉花纤维和中国9个产区的棉花纤维都存在一定量的重金属残留，但残留水平较低；国外除印度进口的棉花纤维重金属含量总体偏高外，其他无任何一个国家，中国无任何一个产区的重金属含量总体偏高或总体偏低；同一个国家的重金属含量同一性不高，同一国家、同一产区不同批次之间同一种重金属元素含量检测值差别较大。从含量水平上分析，这些国内外主产地棉花纤维中的8种重金属元素含量对人体的健康危害均在安全范围内。

[1]李昊菁，李天宝，易碧华，等.纺织品中可萃取重金属安全评价与检测技术分析[J].中国纤检，2013，8：83.

[2]GB/T 18885-2009生态纺织品技术要求[S].

[3]OEKO-TEX?Standard100-2010Generalandspecial conditions[S].

[4]郭雅妮，郁翠华，姜山，等.纺织品中有毒有害物质检测技术的研究现状[J].环境科学与管理，2009，10：163-165.

[5]王彦芬，张绪宏，傅惠敏，等.纯棉纺织品中八种痕量重金属元素ICP-AES分析方法研究[J].南开大学学报（自然科学版），2007，40（5）：7-10.

[6]宁霞，姜华强，金安，等.纺织品中可萃取重金属的测定[J].中国纤检，2006，8：19-20.

[7]王素芳，张志勇，张新，等.利用ICP-OES测定法比较3种前处理下棉子、棉壳和纤维中的K、P、Zn元素提取效果[J].中国棉花，2013，40（3）：18-20.

[8]GB/T 17593.2-2007纺织品重金属的测定第2部分：电感耦合等离子体原子发射光谱法[S].

[9]OEKO-TEX?Standard 200-2010 Testing procedures[S].

[10]GB/T 17593.1-2006纺织品重金属的测定第1部分：原子吸收分光光度法[S].

[11]GB/T 17593.4-2006纺织品重金属的测定第4部分：砷、汞原子荧光分光光度法[S].

[12]王欣，幸苑娜，陈泽勇.ICP-MS法测定纺织品中9种可迁移重金属元素[J].质谱学报，2011，32（4）：248-251.

[13]陈志飞，张龙，孙志新，等.进境烟草重金属残留水平监测及分析[J].检验检疫学刊，2014，24（3）：41-43.

[14]芮玉奎，张福锁，陆雅海.转基因棉花纤维中重金属和矿物质元素含量研究[J].光谱学与光谱分析，2008，28（4）：937-939.

Determination and Safety Evaluation of Heavy Metals in Cotton Fiber

QIAO Qing，GUO Huiqing*，HE Bingbing
（Henan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Zhengzhou，Henan，450003）

ThemethodtodeterminethetraceofCr，Co，Ni，Cu，As，Cd，Sb，Pbincottonfiberswas established，and 8 heavy metals in 183 cotton fibers from different habitats were determined and compared. The samples were digested by microwave，and the levels of 8 heavy metals were determined by ICP-MS. Results showed that there are a certain amount of heavy metals in cotton fiber at home and abroad，but the overall level is low.It is demonstrated that the levels of 8 heavy metals in cotton fiber at home and abroad are safe.

ICP-MS；Heavy Metal；Cotton Fiber

O657.3

E-mail：89478260@qq.com；*通讯作者E-mail：guohq65@aliyun.com

质检公益性行业科研专项（201410076）

2016-08-22