淺析紡織品異味檢測(cè)現(xiàn)狀與發(fā)展

鄭勇　莫月香　羅峻

摘要：

基于紡織品異味檢測(cè)研究的重要性，本文介紹了紡織品異味來(lái)源以及紡織品異味檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，淺析了頂空分析技術(shù)、電子鼻技術(shù)等在異味客觀評(píng)價(jià)領(lǐng)域的應(yīng)用，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：紡織品；異味；客觀評(píng)價(jià)；檢測(cè)技術(shù)

異味是由于鼻孔內(nèi)味覺(jué)器官受到刺激引起的不愉快感覺(jué)。紡織品的異味來(lái)源主要有兩個(gè)方面：一是紡織品上殘留化學(xué)整理劑和助劑；二是紡織品在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷(xiāo)售過(guò)程中被微生物污染，或從環(huán)境中吸附的異味物質(zhì)。異味對(duì)人體健康有很大的危害，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)紡織協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)Oeko-Tex Standard 100—016[1]和我國(guó)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18401—2010[2]對(duì)紡織品上的異味做了明確的規(guī)定，規(guī)定產(chǎn)品中不得有霉味、高沸程石油味、魚(yú)腥味、芳香烴氣味或香味等特殊氣味。

目前，對(duì)于紡織品異味的檢測(cè)評(píng)價(jià)是通過(guò)專業(yè)人員用嗅辨法來(lái)進(jìn)行，但這種主觀的評(píng)價(jià)方法穩(wěn)定性不高，受人為因素影響較大，且部分異味中可能會(huì)存有對(duì)人體有害的物質(zhì)，對(duì)檢驗(yàn)人員身體健康造成一定的威脅。因此，紡織品異味評(píng)定需要探索一種新的客觀評(píng)定方法。本文從紡織品異味檢測(cè)研究的重要性、紡織品異味來(lái)源以及紡織品異味檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景進(jìn)行討論分析，闡述了各檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 紡織品異味檢測(cè)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外對(duì)紡織品異味的檢測(cè)方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[2-6]是有差異的，如表1所示。

從表中方法可見(jiàn)，嗅辨法是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外紡織品異味檢測(cè)的主要方法，即通過(guò)專業(yè)人士的嗅覺(jué)感官來(lái)判定氣味種類及級(jí)別。這種主觀評(píng)價(jià)方法存在三個(gè)問(wèn)題：第一，檢測(cè)人員對(duì)氣味分辨不明確，每個(gè)人對(duì)氣味的感覺(jué)存在明顯的客觀差異；第二，異味檢測(cè)重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性差；第三，異味物質(zhì)大多為有害物質(zhì)，長(zhǎng)期吸入異味物質(zhì)將危害檢驗(yàn)人員健康。此外，異味標(biāo)準(zhǔn)樣品缺失，使異味檢測(cè)結(jié)果不具可比性。由于主觀檢測(cè)方法的缺陷，導(dǎo)致異味檢測(cè)指標(biāo)長(zhǎng)期游離在監(jiān)管體系之外，開(kāi)發(fā)客觀檢測(cè)方法是解決異味檢測(cè)問(wèn)題的必然選擇。

2 氣味客觀檢測(cè)方法

目前，針對(duì)氣味的客觀檢測(cè)，常見(jiàn)的有兩種方法，一種是頂空氣相色譜法，另一種是利用電子鼻技術(shù)對(duì)氣味進(jìn)行鑒定。

2.1 頂空分析技術(shù)

頂空分析原理：將待測(cè)樣品置于密閉的容器中，通過(guò)加熱升溫使待測(cè)物揮發(fā)，在氣-液或氣-固兩相中達(dá)到平衡，直接抽取上部氣體進(jìn)行色譜分析，從而檢測(cè)樣品中可揮發(fā)性組分的成分和含量。頂空分析收集樣品中易揮發(fā)的成分，與液-液萃取和固相萃取方法相比，既可以避免在除去溶劑時(shí)引起揮發(fā)性物質(zhì)的損失，又降低了其提取物所引起的干擾，整個(gè)分析過(guò)程中無(wú)需采用有機(jī)溶劑進(jìn)行提取，大大減少了對(duì)分析人員和環(huán)境的危害。

隨著色譜分析方法的發(fā)展，頂空分析法也在不斷更新，尤其是近10年來(lái)，頂空氣相色譜已成為普遍使用的技術(shù)，它可用于藥物中溶劑殘留、聚合材料中殘留的溶劑和單體、廢水中的揮發(fā)性有機(jī)物、食品中的氣味成分、血液中的揮發(fā)性成分等的分析?，F(xiàn)代頂空技術(shù)可分為靜態(tài)頂空技術(shù)、動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)（吹掃捕集）和頂空-固相微萃取技術(shù)三大類。

2.1.1 靜態(tài)頂空分析技術(shù)

靜態(tài)頂空技術(shù)是將樣品置于密封容器中，在一定溫度下放置一段時(shí)間，使兩相達(dá)到平衡，然后取氣相進(jìn)行分析。靜態(tài)頂空分析法具有樣品處理簡(jiǎn)單、操作方便、干擾少等優(yōu)點(diǎn)，但是濃縮倍數(shù)小，難以分析較高沸點(diǎn)的組分，在定量分析上存在不足。靜態(tài)頂空技術(shù)已在化工、食品、醫(yī)藥、生物等領(lǐng)域廣泛使用。

王昊[7]等采用靜態(tài)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)涂層織物中6種異味物質(zhì)進(jìn)行了分析，最低檢測(cè)限在0.008μg/mL～0.189μg/mL之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值小于4.84%。

嚴(yán)冬霞[8]等采用靜態(tài)頂空-氣相色譜法分析不同年份黃酒中主要香氣成分，方法在質(zhì)量濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，回收率在82%～102%之間，RSD大多在10%以下。

林建[9]等采用靜態(tài)頂空結(jié)合GC-MS法建立3種不同性狀化妝品中快速、準(zhǔn)確檢測(cè)甲醛的方法。方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.02%～1.42%，回收率為85.5%～104.2%，以3倍信噪比（S/N=3）計(jì)算得出方法的最低檢出限為1.25mg/kg。

黃欣佩[10]等采用靜態(tài)頂空-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)構(gòu)建了天然沉香香氣成分指紋圖譜，為沉香的感官分析提供簡(jiǎn)便、快速的科學(xué)依據(jù)。

2.1.2 動(dòng)態(tài)頂空分析技術(shù)

動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)是用流動(dòng)的氣體將樣品中的揮發(fā)性成分“吹掃”出來(lái)，再用捕集器吸附吹掃出來(lái)的物質(zhì)，經(jīng)熱解吸將樣品送入儀器分析。動(dòng)態(tài)頂空技術(shù)比靜態(tài)頂空應(yīng)用更廣泛，可分析沸點(diǎn)較高的組分，且有更高的靈敏度，但儀器較復(fù)雜，樣品基質(zhì)干擾分析，吸附和解吸會(huì)造成樣品組分的損失。動(dòng)態(tài)頂空已廣泛應(yīng)用于檢測(cè)揮發(fā)性物質(zhì)。

朱宏[11]等采用動(dòng)態(tài)頂空與氣質(zhì)聯(lián)用法鑒定了老陳醋中的揮發(fā)性成分，同時(shí)測(cè)定了這些揮發(fā)性物質(zhì)含量在發(fā)酵過(guò)程中的變化。

黃代紅[12]等采用動(dòng)態(tài)頂空吸附法收集算盤(pán)子花氣味，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分離并鑒定其化學(xué)成分。

曲超[13]等采用吹掃捕集-熱脫附-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析羊肉在4℃貯藏條件下?lián)]發(fā)性物質(zhì)的變化情況，確定各類化合物的變化趨勢(shì)。

王珊珊[14]建立了吹掃捕集-氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定水中31種揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的分析方法，方法的測(cè)定下限在0.3μg/L～1.0μg/L，回收率為88.2%～97.1%，RSD為1.76%～3.88%。測(cè)定下限滿足水源水和生活飲用水中VOCs的檢測(cè)要求。

2.1.3 頂空-固相微萃取分析技術(shù)

頂空-固相微萃取方法產(chǎn)生于1993年，頂空-固相微萃取的裝置由手柄和萃取頭（涂有不同固定相或吸附劑的纖維頭）組成，通過(guò)萃取頭的涂層對(duì)頂空中的有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)的吸附和解吸脫附分析來(lái)完成分析的過(guò)程。萃取頭的極性和厚度的選取是頂空-固相微萃取技術(shù)的關(guān)鍵，可根據(jù)“相似相溶原理”來(lái)選擇萃取頭。目前商業(yè)化的纖維涂層主要有非極性涂層和極性涂層兩類。近幾年還出現(xiàn)了混合涂層，這些涂層的應(yīng)用使頂空-固相微萃取技術(shù)的應(yīng)用范圍更廣。萃取頭可直接在氣相色譜進(jìn)樣器的熱區(qū)中進(jìn)行熱解吸，也可在液相色譜的洗脫池中用溶劑來(lái)洗脫。頂空-固相微萃取分析中萃取頭具有一定的預(yù)濃縮作用，分析的靈敏度高于靜態(tài)頂空分析，在分析的精密度方面好于動(dòng)態(tài)頂空分析。

成建國(guó)[15]等使用頂空固相微萃?。℉S-SPME）與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）建立了水庫(kù)水、水庫(kù)附近土壤、居民自來(lái)水中2-MIB和GSM的測(cè)定方法，2-MIB與GSM的檢出限分別為0.72ng/L和0.34ng/L，定量限分別為2.40ng/L和1.13ng/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）≤6.1%（n=6）。

張軍[16]等建立了庫(kù)爾勒香梨花序香氣成分的頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜定性定量方法，適用于梨花香氣成分的測(cè)定。

劉寶峰[17]等建立了間接頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜對(duì)紅花香雪蘭天然花香成分的分析方法。沉香醇和松油醇在1μg/mL～100μg/mL范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系（R2≥0.981），檢出限分別為0.05μg和0.10μg；二氫紫羅蘭酮和紫羅蘭酮在0.5μg/mL～50μg/mL范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系（R2≥0.988），檢出限為0.02μg。

2.2 電子鼻技術(shù)

電子鼻也稱人工嗅覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)氣體傳感器和模式識(shí)別技術(shù)的結(jié)合模擬生物嗅覺(jué)，實(shí)現(xiàn)了氣體檢測(cè)和識(shí)別等功能。電子鼻是一項(xiàng)操作簡(jiǎn)單、快速、樣品適用范圍廣的無(wú)損分析技術(shù)。電子鼻的應(yīng)用場(chǎng)合包括環(huán)境監(jiān)測(cè)[18]、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)（如食品、煙草、發(fā)酵產(chǎn)品、香精香料、紡織品等）[19]、消防[20]、海關(guān)檢查[21]、化工控制[22]、醫(yī)學(xué)診斷[23]及食品新鮮度檢測(cè)[24-25]等。

電子鼻在紡織領(lǐng)域主要用于異味氣體的辨別。胡秋芳[26]分別采用嗅覺(jué)評(píng)判法、Fox4000電子鼻和氣相色譜進(jìn)行紡織品中魚(yú)腥味主要物質(zhì)的檢測(cè)，客觀檢測(cè)法電子鼻檢測(cè)三甲胺、二甲胺、甲胺溶液氣味的靈敏度略高于主觀檢測(cè)法嗅覺(jué)評(píng)判法的靈敏度，且檢測(cè)結(jié)果更客觀準(zhǔn)確，因此適用于甲胺類物質(zhì)的氣味檢測(cè)。王昊[27]等利用PEN3電子鼻分別對(duì)帶有魚(yú)腥味、煤油味、霉味、香水味、芳香烴味以及正常的純棉織物進(jìn)行了檢測(cè)，并利用樣品雷達(dá)圖對(duì)各種樣品進(jìn)行了鑒別。張春苗[28]以大氣污染和涂料印花工藝中常見(jiàn)的異味物質(zhì)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯為主要研究對(duì)象，采用人工嗅辨法、Fox4000電子鼻技術(shù)配合氣相色譜技術(shù)對(duì)其異味強(qiáng)度進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明氣味強(qiáng)度高的物質(zhì)人體鼻子的靈敏度高于電子鼻，而氣味強(qiáng)度低的物質(zhì)電子鼻的靈敏度更高。

電子鼻具有響應(yīng)時(shí)間短、檢測(cè)速度快、樣品預(yù)處理簡(jiǎn)便、測(cè)定評(píng)估范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)氣味的客觀評(píng)估彌補(bǔ)了人類感官描述的模糊性、主觀性和不確定性以及氣相色譜的繁雜性等缺點(diǎn)。但是，電子鼻也存在不可忽視的缺點(diǎn)：電子鼻系統(tǒng)中傳感器陣列專屬性和穩(wěn)定性差，易受環(huán)境因素的影響；傳感器易于過(guò)載或中毒，與干擾氣體發(fā)生反應(yīng)，影響測(cè)定結(jié)果；傳感器陣列信息冗余、后期模式識(shí)別技術(shù)缺乏通用的識(shí)別算法、算法受試驗(yàn)數(shù)據(jù)影響等。

3 結(jié)論

綜上所述，國(guó)內(nèi)外紡織品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氣味的檢測(cè)方法并不一致，且均利用人的嗅覺(jué)感官來(lái)判定氣味種類和級(jí)別，這種主觀的評(píng)價(jià)方法并不可靠，受人、時(shí)間和地點(diǎn)的影響較大。頂空氣相色譜法在食品和醫(yī)藥等領(lǐng)域很早就被應(yīng)用于氣味檢測(cè)，現(xiàn)已成為比較成熟的檢測(cè)方法；電子鼻雖然起步較晚，但近幾年來(lái)，基于電子鼻的氣味檢測(cè)研究越來(lái)越多。頂空色譜法能夠得到氣味不同成分的結(jié)構(gòu)，并能準(zhǔn)確定量，但是設(shè)備昂貴，檢測(cè)費(fèi)用高，檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)；與頂空色譜法相比，電子鼻法雖然具有快速、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，但是在氣味物質(zhì)的定性和定量上均不如前者。

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（作者單位：鄭勇，廣州市標(biāo)準(zhǔn)化研究院；莫月香、羅峻，廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院）