分光光度法和高效液相色譜法測定皮革中甲醛含量的結果對比

張慧敏，任志博

(1.中國紡織工業聯合會檢測中心，北京 100025； 2.中國紡織信息中心，北京 100020)

在皮革制品的生產加工工藝中，甲醛可作為交聯劑、黏合劑，也可作為防腐劑和脫臭劑使用，在一些染料、涂飾劑中也存在甲醛[1-3]。在紡織工業中，甲醛主要作染色助劑，一些樹脂整理劑中也含有甲醛[4]。甲醛具有較優的性價比，其作用是其他物質無法代替的，這導致了在某些皮革制品中，甲醛含量較高，甚至超標。

隨著人們生活水平的不斷提高，甲醛對健康的危害性也逐漸被人們重視。甲醛具有揮發性，在人們日常穿著使用時，隨著時間的推移，皮革及其制品中的甲醛會逐步釋放，對人體健康造成危害[5-6]。甲醛對皮膚黏膜有刺激作用，能與蛋白質結合，造成眼睛疼痛、頭痛，也可能會致敏，具有基因毒性，可能引起腫瘤。國際癌癥研究機構(IARC)在2006年確定甲醛為1類致癌物[7-9]。

皮革毛皮領域的強制性標準GB 20400—2006《皮革和毛皮有害物質限量》對甲醛含量做出了具體要求：A類產品中游離甲醛含量≤20 mg/kg，B類產品中游離甲醛含量≤75 mg/kg，C類產品中游離甲醛含量≤300 mg/kg(白羊剪絨≤600 mg/kg)。GB/T 19941—2005《皮革和毛皮化學試驗 甲醛含量的測定》也對甲醛含量的測定方法做出了要求。本文對比GB/T 19941—2005中2種測試方法對測試結果的差異及影響，并分析其產生差異的原因，為檢測機構提供參考。

1 實驗原理

本文分別采用GB/T 19941—2005中規定的分光光度法和高效液相色譜法測定皮革制品中甲醛含量。分光光度法原理為樣品經十二烷基磺酸鈉溶液萃取處理后，在乙酸—乙酸銨緩沖溶液中，甲醛與乙酰丙酮反應，生成黃色物質2,6—二甲基—3,5—二乙酰基—1,4—二氫吡啶[10]，在波長412 nm處測定并通過標準曲線法計算。高效液相色譜法原理為樣品經十二烷基磺酸鈉溶液萃取處理后，以2,4—二硝基苯肼為衍生化試劑，將甲醛衍生為2,4—二硝基苯腙，通過反相色譜法分離，在波長350 nm處測定并通過標準曲線法計算。2種方法的萃取步驟一致。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

Agilent 1200高效液相色譜儀(配自動進樣器)、G1314B型紫外-可見單波長檢測器(美國安捷倫公司)；UV-2450紫外-可見分光光度計(日本島津公司)。

甲醛標準品溶液(9.60 mg/mL，中國計量科學研究院)；2，4—二硝基苯肼(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)；85%磷酸(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)，乙腈(色譜純，美國默克公司)；乙酸銨、冰醋酸(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)；乙酰丙酮(分析純，天津市福晨化學試劑廠)；其他試劑均為分析純；實驗用水均為超純水。

乙酰丙酮溶液：稱取150 g乙酸銨置于1 000 mL棕色量瓶中，加水約800 mL使其溶解，加3 mL冰醋酸和2 mL乙酰丙酮，用水稀釋至刻度，搖勻并置于暗處保存。

二硝基苯肼溶液：取0.3 g 2，4—二硝基苯肼，加入85%磷酸100 mL，振搖使溶解。

2.2 標準儲備液和標準工作液制備

精密量取1 mL甲醛標準品溶液(9.60 mg/mL)，置于50 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，配制成質量濃度為0.192 0 mg/mL的甲醛標準貯備液。精密量取甲醛標準貯備液3 mL，置于100 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，分別精密量取3、5、10、15、25 mL，置于50 mL量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，配制成質量濃度分別為0.345 6、0.576 0、1.152 0、1.728 0、2.880 0 mg/L的甲醛系列對照品溶液1#。精密量取甲醛標準貯備液1 mL，置于100 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，配制成質量濃度為1.920 mg/L的甲醛對照品溶液2#。

2.3 樣品處理

取6份不同來源的皮革樣品，分別編號1～6。將皮革試樣剪成約10 mm長的小條狀，經粉碎機粉碎，取粉碎后的樣品約2 g，置于100 mL錐形瓶中，加入50 mL已預熱到40 ℃的質量分數0.1%十二烷基磺酸鈉溶液，蓋緊塞子，在(40±0.5) ℃的水浴中輕輕振蕩燒瓶60 min，立即通過真空玻璃纖維過濾器過濾到錐形瓶中，密閉，冷卻至室溫，作為供試品溶液。

2.4 分光光度法測定

按分光光度法(即乙酰丙酮法)[9]避光操作。分別精密量取2.2中的甲醛系列對照品溶液1#與2.3中的供試品溶液各5 mL，置于25 mL錐形瓶中，各精密加入5 mL乙酰丙酮溶液，在40 ℃水浴中輕輕振蕩錐形瓶30 min，冷卻至室溫。在波長412 nm下用紫外分光光度計測定，根據標準曲線法計算。

2.5 高效液相色譜法測定

2.5.1 建立標準曲線

采用十八烷基鍵合硅膠色譜柱，柱長150 mm，內徑4.6 mm，流動相為“乙腈∶水(體積比60∶40)”，流速1.0 mL/min，柱溫35 ℃，檢測波長為350 nm。分別精密量取2.2中的甲醛對照品溶液2#各0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，置于6個10 mL量瓶中，分別立即加入0.5 mL二硝基苯肼溶液，搖勻，用水稀釋至刻度，搖勻，放置120 min，用0.45 μL濾膜濾過，精密量取續濾液20 μL注入液相色譜儀。

以甲醛對照品溶液2#的濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，建立標準曲線。

2.5.2 樣品測定操作

另精密量取2.3中的供試品溶液5 mL，置于10 mL量瓶中，立即加入0.5 mL二硝基苯肼溶液，按照2.5.1的方法進行操作。用建立好的標準曲線進行計算。

3 結果與討論

將樣品1～6分別用分光光度法和高效液相色譜法測定結果見表1。

表1 分光光度法和高效液相色譜法的測定結果mg/kg

采用配對T檢驗(paired/matched t-test)對2組數據進行分析并按下式計算：

經計算，T值為13.0，自由度為5，查T界值表得P<0.001，可認為2種方法對甲醛含量的測定結果有顯著性差異。

與高效液相色譜法相比，分光光度法具有成本低、效率高、對儀器設備要求低等優點。然而，該方法是測定反應產物2,6—二甲基—3,5—二乙酰基—1,4—二氫吡啶的含量，采用的測定波長為412 nm，在該波長處，黃色、黃綠色溶液均有較大干擾。部分與甲醛類似的結構也可能與乙酰丙酮反應，生成在412 nm處有吸收的物質。

GB/T 19941—2005中5.4.5部分對乙酰丙酮中甲醛的含量進行了控制，5.4.6部分對樣品中可能存在的與乙酰丙酮反應生成在412 nm處有吸收的物質進行了控制。本文按GB/T 19941—2005中5.4.5部分測定的吸光度為0.024 5，說明乙酰丙酮存在甲醛。反應產物2,6—二甲基—3,5—二乙酰基—1,4—二氫吡啶的物質的量吸光系數[3]按6.639×103L/(mol·cm)進行近似計算，乙酰丙酮中的甲醛使樣品中甲醛的測定結果升高了 2.8 mg/kg。按GB/T 19941—2005中5.4.6部分測定，其吸光度在0.037 5～0.049 4之間，說明樣品中存在可與乙酰丙酮反應并生成在波長412 nm處有吸收的物質，使甲醛的測定結果升高了4.2～5.6 mg/kg(吸光系數也按6.639×103L/(mol·cm)進行近似計算)，結果見表2。

表2 按GB/T 19941—2005中5.4.5和5.4.6部分吸光度測定的結果

4 結束語

采用GB/T 19941—2005中規定的分光光度法和高效液相色譜法測定不同顏色皮革制品中的甲醛含量，分光光度法的結果顯著高于高效液相色譜法，其主要原因是乙酰丙酮中甲醛的干擾，以及樣品中存在的可與乙酰丙酮反應且產物在波長412 nm處有吸收物質的干擾，這些干擾使樣品中甲醛的測定結果升高了7～8 mg/kg。因此，在測定皮革制品中甲醛含量時，應考慮到這些干擾使結果升高的可能性，盡量采用可分離雜質的高效液相色譜法進行測定。