應(yīng)用QB/T 5590-2021 測試嬰幼兒床墊的甲醛釋放量與TVOC 釋放研究

孟軍

（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司順德分公司，廣東佛山 528333）

人類近1/3 的時(shí)間是睡眠時(shí)間，在睡眠過程中，人的口鼻與床墊的距離較近，睡眠時(shí)口鼻距離床墊的平均高度被定義為睡眠微環(huán)境（Sleeping microenvironment-SME）；而床墊的VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）釋放對(duì)微環(huán)境的影響至關(guān)重要[7]。這也意味著床墊是否含有揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)家居健康有十分重要的意義。對(duì)于兒童，尤其是嬰幼兒睡眠行為的特殊性（睡眠時(shí)間較長），風(fēng)險(xiǎn)的臨界值低，暴露于VOC 的風(fēng)險(xiǎn)更高。已經(jīng)有大量的研究表明，早期的VOC 暴露，對(duì)嬰幼兒呼吸系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的影響較大，增加了過敏性疾病的患病幾率。調(diào)查資料顯示，我國約有27%～47%的兒童有各類睡眠障礙，出現(xiàn)入睡困難、睡覺打鼾、肢體抽動(dòng)和頻繁夜醒等睡眠問題。除嬰幼兒自身身體狀況因素外，也可能是睡眠環(huán)境要素引起的。床墊作為睡眠環(huán)境要素中與嬰幼兒直接接觸的物品，其質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于嬰幼兒的睡眠質(zhì)量有重要影響。為此，2021 年5 月發(fā)布了新標(biāo)準(zhǔn)QB/T 5590-2021《嬰幼兒床墊》，相對(duì)于成人床墊，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)嬰幼兒床墊的質(zhì)量安全性能提出了更高的要求。其中，甲醛釋放量的限量要求由0.05 mg/(m2·h)降低值至0.04 mg/(m2·h)，同時(shí)增加了總揮發(fā)性有機(jī)物的限量要求（TVOC ≤0.4 mg/(m2·h)）。在QB/T 5590-2021 標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之前，商家往往依據(jù)成人床墊的標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1952.2-2011《軟體家具 彈簧軟床墊》或GB/T 26706-2011《軟體家具 棕纖維彈性床墊》來檢測嬰幼兒床墊，甚至為了節(jié)約成本而不進(jìn)行檢測，導(dǎo)致嬰幼兒床墊市場魚目混珠，許多不適合嬰幼兒身體發(fā)育特征的床墊在市場上濫竽充數(shù)[1]。一些不法商販采用成本低廉而色彩鮮艷的染料或者不合格的芯料以降低制作成本，這種床墊的VOC、甲醛等有害物質(zhì)往往較高，給嬰幼兒身體健康帶來了直接的危害。為了研究嬰幼兒床墊的甲醛釋放量和TVOC 釋放現(xiàn)狀，本文依據(jù)QB/T 5590-2021 對(duì)20 張嬰幼兒床墊進(jìn)行了檢測，同時(shí)對(duì)甲醛釋放量和TVOC 的釋放來源進(jìn)行了詳細(xì)分析與研究，為生產(chǎn)企業(yè)提供一些參考以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)儀器

1 m3環(huán)境氣候艙；紫外可見分光光度計(jì)；熱脫附儀-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀；Tenax TA 吸附管；恒流空氣采樣器。

1.2 試驗(yàn)材料

（1）從電商平臺(tái)隨機(jī)購買20 張嬰幼兒床墊。采購的樣品涵蓋了目前市面上常用的內(nèi)芯材料，包括化纖棉、棕纖維、乳膠、3D 材料以及它們的復(fù)合材料。

（2）試劑：1.0 μg/mL 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液；酚試劑；硫酸鐵銨；VOC 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：包括苯、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、對(duì)/間二甲苯、苯乙烯、鄰二甲苯和正十一烷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度分別為10 μg/mL、100 μg/mL，利用甲苯響應(yīng)值半定量分析除標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)外的其他化合物。

1.3 艙內(nèi)試驗(yàn)條件

溫度：（23±0.5）℃；濕度：（50±3）%；承載率：（1±0.02）m2/m3；空氣置換率：（1±0.05）h-1；樣品表面空氣流速：0.1 m/s～0.3 m/s。

1.4 試驗(yàn)方法

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 5590-2021《嬰幼兒床墊》，按GB/T 18587-2001 試驗(yàn)方法進(jìn)行：

（1）從嬰幼兒床墊上裁取尺寸為500 mm×800 mm 的試樣；

（2）提前1 天～2 天啟動(dòng)1 m3環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙，將環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙調(diào)整為：空氣交換率1.0 h-1，溫度（23±1）℃，相對(duì)濕度（50±5）%，空氣流速≤0.3 m/s，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，檢測艙內(nèi)空氣的本底濃度并達(dá)到試驗(yàn)要求：TVOC 濃度（以甲苯計(jì)）≤20 μg/m3；任何一種單獨(dú)的VOC 濃度≤2.0 μg/m3；

（3）將制取的樣品平鋪于氣候箱內(nèi)，關(guān)閉艙門，開始計(jì)時(shí)，24 小時(shí)后抽取艙內(nèi)空氣進(jìn)行甲醛和TVOC 的測試。

2 結(jié)果與分析

對(duì)采集到的20 組樣品分別進(jìn)行測試，檢測結(jié)果如表1 所示。20 組樣品中有2 組樣品甲醛釋放量不合格，不合格率為10%，其中有一組樣品甲醛釋放量高達(dá)0.148 mg/m2·h，幾乎是限量要求（≤0.04 mg/m2·h）的4 倍。有1 組樣品TVOC 不合格，不合格率為5%，同時(shí)有2 組樣品的TVOC 分別高達(dá)0.31 mg/m2·h、0.39 mg/m2·h，接近限量指標(biāo)的要求（≤0.4 mg/m2·h）。

表1 20 張嬰幼兒床墊的甲醛釋放量與TVOC 檢測結(jié)果

通過樣品的檢測結(jié)果及其對(duì)應(yīng)的內(nèi)芯材料發(fā)現(xiàn)，對(duì)于內(nèi)芯材料僅含有環(huán)保棕材料的復(fù)合面料覆面的樣品，它們的甲醛釋放量和TVOC 數(shù)值均較低。對(duì)于含有乳膠的樣品，其TVOC釋放量一般較高，其中樣品6 的TVOC 超標(biāo)，僅含有乳膠的樣品15 釋放的TVOC 高達(dá)0.39 mg/m2·h，接近標(biāo)準(zhǔn)限量要求，這很可能是乳膠釋放所致。為此，本文進(jìn)一步研究了乳膠原材料的甲醛釋放量和TVOC 釋放規(guī)律（如表2 所示）。由表2 可知，除了樣品a 的甲醛釋放量（0.100 mg/m2·h）較高外，其他樣品的甲醛釋放量均較低。關(guān)于乳膠的TVOC 釋放量方面，從拆開包裝到放入氣候箱24 h 后采樣，結(jié)果顯示多數(shù)乳膠的TVOC 數(shù)值很高，其中樣品a 和樣品e 的TVOC 數(shù)值分別高達(dá)0.821 mg/m2·h、0.870 mg/m2·h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過限量要求，這也是嬰兒床墊樣品TVOC 釋放的主要來源。通過研究樣品a 和樣品e 的TVOC 釋放量隨放置時(shí)間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，乳膠的TVOC釋放量隨放置時(shí)間的增加迅速減少。放置時(shí)間由24 h 增至168 h 時(shí)，樣品a 的TVOC 數(shù)值由0.821 mg/m2·h 迅速減少至0.122 mg/m2·h，樣品e 的TVOC 數(shù)值更是從0.870 mg/m2·h 迅速降至0.060 mg/m2·h。因此，嬰兒床墊放置一段時(shí)間后，其揮發(fā)性有機(jī)物釋放量將會(huì)大大降低。

表2 乳膠的甲醛釋放量和TVOC

另外，表1 中樣品1 的甲醛釋放量高達(dá)0.148 mg/m2·h，應(yīng)該是劣質(zhì)的化纖棉釋放所致，化纖棉加工過程使用的防腐劑或膠黏劑引入了甲醛。樣品2 內(nèi)芯材料雖然只有環(huán)保棕，但是其覆面材料有一面是顏色鮮艷的織物涼席。有記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)[2]，網(wǎng)上隨機(jī)購買的6 張涼席中就有一張的甲醛含量超標(biāo)，其甲醛含量超過標(biāo)準(zhǔn)要求的1.25 倍。2015 年江蘇省質(zhì)監(jiān)局開展涼席產(chǎn)品監(jiān)督抽查發(fā)現(xiàn)，抽查的78 批次竹涼席的合格率僅為37.2%，存在的主要問題是甲醛含量和甲醛釋放量超標(biāo)[3]。2014年國家質(zhì)檢總局抽查的50 批次涼席中[4]，有8 批次甲醛含量超過75 mg/kg，23 批次甲醛含量在20 mg/kg～75 mg/kg 之間。因此，樣品2 的超標(biāo)甲醛釋放量和TVOC 很可能歸因于那一面涼席。涼席中的甲醛主要來源于以下幾個(gè)方面[3]：（1）生產(chǎn)過程經(jīng)過脫色、漂白、機(jī)械編織等工序時(shí)殘留甲醛；（2）上色、印花等后處理工序帶入；（3）加工助劑（防霉劑、防蟲劑等）。

為了更好地辨別樣品的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的來源，本文定性分析了TVOC 釋放量較高的3 張嬰幼兒床墊的VOC種類，即對(duì)樣品的色譜圖中峰面積占比最大的5 個(gè)色譜峰進(jìn)行NIST 庫檢索，定性分析嬰兒床墊所釋放的VOC 種類，其中以匹配度大于85%作為定性認(rèn)定準(zhǔn)則。3 個(gè)樣品的VOC 種類如表3 所示，樣品2 釋放的TVOC 中有接近一半是N,N-二甲基甲酰胺（簡稱DMF）。DMF 是多種高聚物良好的溶劑，可用于合成纖維的濕紡絲，能溶解某些低溶解度的顏料，使顏料帶有染料的特點(diǎn)。因此，該樣品的DMF 很可能是在生產(chǎn)顏色艷麗的紡絲席面時(shí)引入的。樣品2 其他的VOC 主要有酯類、醇類和烷烴類。樣品6 釋放的VOC 主要由醇醚類和烯烴類組成，而且超過一半VOC 是醇醚類。醇醚類主要是作為制備乳膠時(shí)添加的助劑。同時(shí)該樣品釋放出一定量對(duì)人體健康有危害的苯乙烯，生產(chǎn)乳膠制品的主要原材料之一是合成乳膠丁苯橡膠，而丁苯橡膠則是由苯乙烯和丁二烯共聚獲得[5]，即該樣品的苯乙烯揮發(fā)物來源于乳膠制品的原材料殘留。因此，該樣品的VOC 主要來源于乳膠。樣品15 釋放的TVOC 中有超過一半是胺類，其中二乙基胺峰面積占比約50%，苯胺占比約7%。氨及其復(fù)合保存體系氨加上二硫化四甲基秋蘭姆/氧化鋅被視為天然乳膠主要保存劑，也就是說，該樣品釋放的胺類揮發(fā)物同樣來源于內(nèi)芯材料乳膠。值得注意的是，該樣品還釋放了苯系物二甲苯（占比3.38%），苯系物對(duì)人體毒性較大，長期接觸有害揮發(fā)性有機(jī)物可能使人體患有呼吸系統(tǒng)疾病、心血管和神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括哮喘、慢性阻塞性肺病和白血病[6]。

表3 部分嬰兒床墊VOC 種類

3 結(jié)束語

本文依據(jù)最新發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)QB/T 5590-2021《嬰幼兒床墊》對(duì)嬰幼兒床墊的甲醛釋放量和TVOC 進(jìn)行了檢測。檢測結(jié)果表明，嬰幼兒床墊的產(chǎn)品質(zhì)量安全性能不容樂觀，甲醛釋放量不合格率達(dá)到10%，TVOC 不合格率達(dá)到5%。通過分析甲醛與揮發(fā)性有機(jī)物的來源發(fā)現(xiàn)，甲醛主要由加工化纖棉或者織物涼席時(shí)引入，揮發(fā)性有機(jī)物主要來源于乳膠或者織物涼席。因此，建議企業(yè)在生產(chǎn)嬰幼兒床墊時(shí)選擇檢測合格的內(nèi)芯材料，特別注意乳膠、化纖棉和織物制品等原材料的環(huán)保性能，同時(shí)建議消費(fèi)者購買嬰幼兒床墊后通風(fēng)放置至少7 天后再使用，特別是內(nèi)芯含有乳膠的床墊。