質譜分析技術在紡織品檢測方面的運用探究

于茜（天津津濱華測產品檢測中心有限公司，天津300300）

0 引言

紡織品中可能包含有毒有害對化學物質，比如鄰苯二甲酸酯、氯化苯、禁用偶氮染料、氯化甲苯和有害重金屬等。不僅對人體健康造成巨大危害，同時影響進出口妨礙貿易往來。對紡織品進行相關的的檢測不僅可以及時發現有害物質、保護人體健康，也可以推動我國貿易發展，促進經濟增長，儀器分析是檢測分析化學物質的有效手段，而質譜分析技術由于近年來不斷發展和普及成為檢測分析紡織品的主要手段。

1 質譜法介紹

質譜法和光譜法并列成為化學分析中最重要的方法，通過分離和鑒定同時對物質進行定性和定量分析，具有樣品用量少，檢測速度快并且保證極高的靈敏度和準確度，豐富的結構信息也可以從質譜分析中得到，質譜法通過將物質進行離子化從而將物質進行分離，將分離技術和質譜法進行結合是科學技術的一次重要突破，進一步提高了分析速度和靈敏度使得其廣泛應用在紡織品檢測領域。[1]液相色譜-質譜（LC-MS）聯用技術可以檢測紡織品中不容易氣化和揮發的有機毒物，比如全氟辛烷磺酸（PFOS）、表面活性劑、全氟辛酸（PFOA）、有機農藥殘留和致敏性分散染料等；氣相色譜-質譜（GC-MS）聯用技術可以快速檢測紡織品中的有機錫化合物、氯化甲苯、禁用偶氮染料、氯化苯、殺蟲劑和含氯酚等有害有機物質。電感耦合離子體質譜（ICP-MS）則可以檢測紡織品中重金屬含量。多種多樣的色譜質譜聯用技術可以檢測種類繁多并且不容易檢測的有害物質，從而為紡織品的無毒無害提供可靠保障。

2 利用LS-MS技術檢測紡織品

2.1 檢測氮化農藥殘留量

氮化農藥作為重要的合成農藥，因為毒性低、效果好、生物可降解等優點被廣泛使用。但是氮化農藥易殘留從而潛在危害人體健康安全，污染生態環境。[2]因此很多國家嚴格規定紡織品中氮化農藥的殘留量，地樂酚、敵菌丹和甲萘威等氮化農藥在紡織品中殘留量在嬰兒類服飾中低于0.5mg/kg，在其他服飾產品中低于1.0mg/kg。GB/T18412.5-2008嚴格規定紡織品中氮化農藥提取方法。試樣先通過甲醇萃取然后濃縮后用液相色譜-質譜聯用技術測試分析。已經有8種氮化農藥被嚴格規定，分別是地樂酚、滅多威、甲萘威、涕滅威、敵菌丹、異丙威、殺線威以及克百威，檢測含量低于0.10mg/kg。

2.2 檢測表面活性劑殘留量

近年來隨著生活水平提升，表面活性劑在人們生活中得到廣泛普及和應用。尤其在化妝品、藥品、藥物以及衛生用品中應用最為廣泛。表面活性劑是一種能在溶液表面定向排列，通過固定親油親水基團使表面張力下降的物質，表面活性劑在與人體接觸中產生的毒害作用引起人們越來越多的關注，研究表明，表面活性劑具有皮膚致敏性、治病遺傳性、黏膜刺激性、致癌性等，同時，其消化吸收性和生物降解性也不斷引起重視。表面活性劑檢測通常先由甲醇或者堿性溶液等萃取然后通過反應用液相色譜-質譜檢測目標分析物。[3]比如檢測紡織品中乙二胺四乙酸鹽和二乙烯三安無乙酸鹽等，通過其與三價鐵離子在酸性條件下絡合檢測目標分析物，檢測烷基苯磺酸鹽時，以十二烷基苯磺酸鈉為基準檢測物，通過多種多樣化學反應可以精準測量目標分析物濃度，從而得到表面活性劑殘留量。

2.3 檢測致敏性分散染料殘留量

分散染料使用種類繁多，應用廣泛，主要應用于皮革制品和紡織品染色等，其中有一些染料能夠通過人體皮膚接觸引起呼吸道、粘膜和皮膚過敏，稱為致敏性分散染料。國家相關法律法規已經對致敏性染料進行嚴格規定和控制，目前大約有20種致敏分散性染料受到嚴格控制，主要用于混紡產品和合成纖維聚酯印染。由于分散性染料的有機性，可通過甲醇進行萃取然后通過液相色譜-質譜聯用技術進行定性和定量表征，國家規定紡織品中致敏性分散性染料殘留量低于0.5mg/kg。

2.4 檢測全氟辛酸和全氟辛烷磺酸殘留量

全氟辛酸用作合成高效能氟聚合物加工助劑，高效能氟聚合物廣泛應用于電子信息、航空航天以及交通運輸、民用產品，全氟辛酸有著不可或缺性，同時對環境有著巨大危害，因為其分解后會釋放進人體和環境，從而危害人體健康，污染生態環境。全氟辛烷磺酸主要用于皮革制品和紡織品的防污，不僅容易通過生物富集和毒性大，還是目前最難降解的有機污染物質，危害人體呼吸系統和泌尿系統。歐盟已經對全氟辛烷磺酸發布禁令，我國傳統產業如紡織、服裝和皮革受到巨大沖擊，而全氟辛酸及其衍生物進一步禁止嚴重影響我國汽車、紡織、氟加工、半導體和油墨等產業。紡織品中全氟辛酸和全氟辛烷磺酸的檢測方法仍然是用甲醇進行萃取經過過濾提純再用液相色譜-質譜進行檢測。

3 利用GS-MS技術檢測紡織品

3.1 檢測禁用偶氮染料

一些偶氮染料因為可以發生還原作用生成芳香胺，對人體健康產生巨大危害。以偶氮染料為基礎制造的服裝等紡織品本身沒有什么危害，但是因為偶氮染料的可消化吸收性，通過與人體皮膚的長期直接接觸進入人體，再由擴散作用參與人體新陳代謝活動，反應過程中被活化還原分解成芳香胺，芳香胺可以改變人體DNA結構從而誘發癌變。偶氮分子結構在染料合成中占比70%以上，約有210種偶氮染料可以經過還原反應生成芳香胺。雖然部分偶氮染料根據化學結構無法準確判斷是否可以還原生成芳香胺，但是由于合成過程中中間體等參與以及分離效果不純導致無法準確檢出。24 種可以生成芳香胺的偶氮染料檢測量已經被嚴格規定。由于芳香胺是偶氮染料經過還原反應生成，因此檢測方法如下：紡織品經過還原通過試劑提取芳香胺，再用GC-MS 對芳香胺化合物進行定性定量分析，規定芳香胺檢測量低于5mg/kg。

3.2 檢測氯化苯和氯化甲苯染料

對聚酯纖維進行載體染色是主要的染色工藝，這是因為聚酯纖維屬于超分子結構，分子鏈上無活性基團，使用性價比較高的氯芳香族化合物如三氯苯和二氯甲苯等高效染色體，通過滲透作用使聚酯纖維膨脹，染料更容易進行滲透，提高染色效率。但是氯芳香族化合物通常污染環境，對人體健康造成威脅。GC-MS氣質聯用技術是檢測氯化苯和氯化甲苯的好方法，首先用二氯甲烷對氯化苯和氯化甲苯進行萃取經過超聲再通過GC-MS進行定性定量分析，國家規定檢測量低于0.05mg/kg，隨著氣質聯用技術普及，可以檢測當今23種化合物。

3.3 檢測氯酚

酚類化合物作為重要化學原料應用非常廣泛，氯酚類化合物如五氯苯酚（PCP）和2,3,5,6-四氯苯酚（TeCP）作為服裝、皮革以及紡織品的防腐劑，對環境產生巨大危害。PCP是難降解的有機污染物之一，不僅危害人體健康，更危害環境，在紡織品和服裝制品中被嚴格限制使用。TeCP作為合成PCP副產物，對人體健康產生巨大危害，具有致癌性、致畸性和致突變性，并且產生的污染具有持久性。鄰苯基苯酚可以通過GC-MS進行檢測，首先用甲醇超聲提取，經過濃縮后用GC-MS 檢測，規定檢出含量低于0.1mg/kg。

4 結語

紡織品為人們提供良好的生活品質，并與國家經濟發展息息相關。紡織品制造過程涉及大量有機合成反應，因此紡織品中有毒有害有機物檢測對于人體健康和環境保護非常重要。本文詳細介紹了運用液相色譜-質譜聯用技術和氣相色譜-質譜聯用技術對紡織品中有機污染物進行檢測，具有很多優點，在將來檢測領域有更加廣闊的應用前景。