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纺织品有毒有害物质研究

1有害染料

1.1可分解致癌芳香胺染料

可分解致癌芳香胺染料也称为禁用偶氮染料,已成为生态纺织品最基本的质量指标之一,是指含一个或多个偶氮基(-N=N-)的芳香族化合物,偶氮染料是染料中庞大的家族,属于该类结构的染料有几千种。研究表明,部分可分解致癌芳香胺染料在人体的正常代谢条件下会还原出某些对人体或动物有致癌作用的芳香胺,并通过人体的活化作用改变DNA的结构,引起人体的病变和诱发癌症。目前禁用的可分解致癌芳香胺染料共24种,4-氨基偶氮苯是新增成员。GB18885—2009[1]中将可分解致癌芳香胺染料分为两大类,第一类是对人体有致癌性的可分解致癌芳香胺染料(4种);第二类对动物有致癌性,对人体可能有致癌性的可分解致癌芳香胺染料(20种)。一般,经着色加工的产品才会涉及到染料和颜料,可分解致癌芳香胺染料也是针对此类有色产品进行控制的。因此,对未着色产品一般不做可分解致癌芳香胺染料项目的检测。但在未着色的白色或本色产品中也有可能检测出可分解致癌芳香胺染料,这种情况大多是由于整理剂、粘合剂等其他化学品造成的。GB18885—2009[1]和GB18401—2010[2]对可分解致癌芳香胺染料要求禁用,限量值为20mg/kg。

1.2致癌染料

致癌染料是指某些可能引起人体或动物体生成肿瘤或癌变的染料。致癌的原因有很多种,一种是在某种条件下裂解产生具有致癌作用的化学物质,如某些偶氮染料在还原条件下会分解产生致癌芳香胺;另一种是未经还原等化学变化即能诱发人体癌变的染料,染料本身直接与人体或动物体长时间接触就会引起癌变。目前已知的致癌染料有11种,但列入GB18885—2009[1]监控范围的仅为9种,其中直接染料3种,分散染料3种,碱性染料2种,酸性染料1种,致癌染料在纺织品上绝对禁用,要求限量为50mg/kg。

1.3急性毒性染料

急性毒性染料对人体危害很大,在人体内的累积达一定量时,能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理学变化,扰乱或破坏机体的正常生理功能,引起暂时性或持久性的病理状态,甚至危及生命。对人体或动物的半致死量LD50<100mg/kg的急性毒性染料有:碱性黄21、碱性红12、碱性紫16、碱性蓝3、碱性蓝7、碱性蓝81、碱性橙156、碱性橙165、直接橙62、冰染色基20、冰染色基24、冰染色基41、Ingrain蓝2:2等[3]。

1.4致敏染料

致敏染料是指某些会引起人体或动物皮肤、黏膜或呼吸道过敏的染料,这些染料从织物迁移到皮肤上容易引发人体过敏反应,如果该类染料长时间接触皮肤后,会对人体产生危害。致敏染料主要用于聚酯纤维及其混纺产品的印染,有时也用于其他合成纤维如聚酰胺、醋酯的印染。目前致敏染料共发现27种。因此在一些国家的技术法规和标准中对这些染料进行了限制和禁用。目前GB18885—2009[1]受控的致敏性分散染料有21种,均为分散染料,其限量为50mg/kg。

2可萃取重金属

某些金属元素是维持生命不可缺少的物质,但如果浓度过高会对人体造成伤害。重金属的危害对儿童尤为严重,因为儿童对重金属的吸收能力远高于成人。因此,在FZ/T73025—2013《婴幼儿针织服饰》[4]的新标准中对重金属有了明确的规定,对危害婴幼儿健康的锑、镍、砷、铅、镉、铬、六价铬、钴、铜、汞等10种重金属作了限量规定。过量的重金属被人体吸收会累积于人体的肝、骨骼、肾及脑中,不仅会减弱人体免疫功能、诱发癌症,还可能引起慢性中毒,伤害人的中枢神经。GB18885—2009[1]也对这10种重金属作出明确的规定,婴幼儿用的限量与FZ/T73025—2013[4]相同。不同的重金属有不同的限量。其中六价铬的限量为0.5mg/kg,镉的限量为0.1mg/kg,而汞的限量为0.02mg/kg。纺织品中的重金属来源于以下几个方面:天然植物纤维在生长过程中从土壤或空气中吸收;使用金属络合染料;印染加工中使用的助剂中的重金属等。金属络合染料的使用是纺织品中重金属的重要来源。事实上,纺织品可能含有的重金属绝大部分处于非游离状态,对人体无害。所谓可萃取重金属是通过模仿人体皮肤表面环境,以人工酸性汗液对样品进行萃取,萃取下来的重金属,可采用原子吸收分光光度法(AAS)、等离子发射光谱法(ICP)或(比色)分光光度法进行定量分析[5]。

3游离甲醛

甲醛是一种易挥发性化合物,在纺织品中用于提高助剂在织物上的耐久性,通常用于纺织品防皱、防缩整理剂的合成试剂,生产上的固色剂、防水剂、柔软剂、粘合剂等。甲醛可与生物体内的蛋白质结合,改变蛋白质结构并将其凝固,还会对人体呼吸道和皮肤产生强烈的刺激,引发呼吸道炎症和皮肤炎。此外,甲醛对皮肤具有强刺激性,同时也是多种过敏症的引发剂。经研究证明,甲醛可导致鼻癌和肺癌甚至是脑癌和白血病,因而被美国环境保护署划为一种人体致癌物质。我国的GB18401—2010[2]中对不同类纺织品的甲醛限量值作了明确的规定:婴幼儿类产品(A类)的甲醛含量不可超过20mg/kg,直接接触皮肤类产品(B类)的甲醛含量不可超过75mg/kg,非直接接触皮肤类产品(C类)的甲醛含量不可超过300mg/kg。如果甲醛含量超标,通过水洗可较大幅度降低甲醛含量。

4苯酚化合物

GB18885—2009[1]中规定纺织品中可能含有的含氯酚类化合物主要有五氯苯酚(PCP)、2,3,5,6-四氯苯酚(TeCP)和邻苯基苯酚(OPP)三种。含氯酚类化合物通常用作纺织品中的防腐剂,用于纺织原料(棉纤维、羊毛)、半成品(如坯布)、成品的贮存、上浆过程的防腐剂及印花浆中做增稠剂。动物试验证明PCP是一种毒性物质,对人体具有致畸和致癌性。含氯酚类化合物不仅对人体有害,而且十分稳定,自然降解过程漫长,对环境有害,因而在纺织品和皮革制品中受到严格限制。GB18885—2009[1]中含氯酚的含量不可超过5mg/kg。邻苯基苯酚(OPP)的含量婴幼儿用品中不超过50mg/kg,其他三类产品中要求不超过100mg/kg。

5环境激素

环境激素是一类对人类健康和生态环境极其有害的化学物质。它会严重扰乱人体和动物的内分泌,使内分泌系统发生异常,所以也称内分泌扰乱物质;它们还会与激素受体发生结合作用,导致血液中的激素减少,或使精巢萎缩,使人类遗传和野生动物的繁殖等能力发生变异等。纺织品中的环境激素主要来源于纺织助剂,目前世界市场上认定的70种被禁止的环境激素中与纺织助剂相关的有10种左右,包括多氯联苯、多溴联苯、烷基酚、对硝基甲苯、邻苯二甲酸酯类、五氯苯酚、有机氯载体、有机锡化合物等。

5.1含氯有机载体

有机氯载体在纺织行业中通常作为染料的载体。聚酯纤维由于其超分子结构相当紧密,且链段上无活性基团,用分散染料染色时,必须在高温高压条件下进行。高温高压染色不仅能耗高,而且对设备也有特殊要求。为了降低染色成本,含有聚酯纤维的纺织产品在染色时通常会选用载体染色。但是,研究表明,大多数染色载体会影响人的中枢神经系统,引起皮肤过敏并刺激皮肤和黏膜,对人体有潜在的致畸和致癌性。并且这类物质结构十分稳定,在自然条件下不易分解,对环境十分有害。GB18885—2009[1]注明的有机氯载体有氯苯和氯化甲苯,规定其在纺织品中的残留量限定总量不超过1.0mg/kg。

5.2有机锡化物

有机锡化物在纺织品的生产过程中主要用作防腐剂和增塑剂,高浓度的有机锡化合物对人体和环境十分有害,具有干扰生物体内荷尔蒙的合成、分泌、输送等作用,进而影响生物体的发育、生化、行为或生殖等生命活动。因此,GB18885—2009[1]明确规定了三种有机锡化合物的限量值:三丁基锡(TBT)、二丁基锡(DBT)和三苯基锡(TPhT),其中婴幼儿产品中TBT和TPhT的含量不得高于0.5mg/kg。

5.3邻苯二甲酸酯

邻苯二甲酸酯是一种环境激素类物质,它通常用于纺织行业中的染色助剂。在纺织品中,主要应用于纺织涂层制品、塑料印刷品、柔软性泡沫材料以及塑料制成的装饰附件。动物试验表明,其对人类和动物有雌性激素效应,使之出现生殖系统病变,一种危害健康的化学品。GB18885—2009[1]对婴幼儿用品和直接接触皮肤用品作了限量规定,邻苯二甲酸酯总量不得超过0.1%,而对非直接接触皮肤用品提出限量要求。

5.4烷基酚聚氧乙烯醚类化合物

烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)也是环境激素的典型代表,是近年来出口纺织品检测中新出现的有毒有害物质。2011年8月末绿色和平组织公布了全球品牌服装有毒有害物质残留的调查结果,显示耐克、阿迪达斯、彪马、匡威、KAPPA、H&M等多家全球知名服装品牌中含有壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)残留。NPEO是APEO的重要组成部分,占80%~85%。APEO系列产品因具有润湿、渗透、乳化、分散、增溶、去污等多种优异功能,所以纺织助剂中涉及的品种多、用量大。但是APEO的安全性和生物降解性也引起大家注意。APEO本身具有致癌性和致变异性,并且生物降解缓慢,属于环境激素化学物质,入侵人体后具有类似雌性激素的作用,即所谓的“雌性效应”和生殖畸变性,已经成为包括人类在内的所有生物界的天敌。

6杀虫剂

棉、麻纤维等天然纤维在生长过程中常会用到多种农药,如各种杀虫剂、除草剂、落叶剂、杀菌剂等来抵抗害虫侵害,而动物纤维也会存有残留的农兽药,虽然毒性强弱不一,但都易被皮肤接触吸收。虽然在纺织品加工过程中,绝大部分农药会被去除,但仍有可能存在部分残留。GB18885—2009[1]规定婴幼儿产品中60种可能对人体造成危害的杀虫剂的总量不得超过0.5mg/kg,其他三类纺织品中杀虫剂的总量不得超过1.0mg/kg。因此对纺织品中的残留农药必须严格控制,当然,如果产品不含天然纤维,则不必进行杀虫剂残留的检测。

7挥发性物质和特殊气味

GB18885—2009[1]中控制使用的可挥发性化学物质主要包括甲醛、甲苯、苯乙烯、乙烯基环己烷、4-苯基环己烷、丁二烯、氯乙烯、芳香化合物、挥发性有机物等9种。挥发性物质很容易通过血液-大脑的障碍,从而导致中枢神经系统受到抑制,会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状,严重时甚至会引发抽搐、昏迷,伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统,造成记忆力减退等严重后果。其对人体的影响可分为三种类型:一是气味和感官,包括感官刺激,使人感觉干燥;二是黏膜刺激和其他系统毒性导致的病态,如刺激眼黏膜、鼻黏膜、呼吸道和皮肤等;三是具有基因毒性和致癌性。纺织服装在生产加工中或多或少地要引入一些有气味的物质,这些气味的产生源于加工中使用的化学整理剂和助剂及储运中吸附在环境中的气味,其中有些气味对人体的健康危害较大。任何与产品无关或虽与产品有关但浓度过大的气味都表明纺织品上有过量的化学品残留,有可能对健康造成危害。GB18885—2009[1]和GB18401—2010[2]都对异味作出明确的规定:霉味、高沸程汽油味(如汽油、煤油味)、鱼腥味、芳香烃气味、香味等均定为异味。最突出的特殊气味是涂料印花织物上的火油气味、树脂整理纺织品中的鱼腥味、涂层织物的溶剂气味、涂料印花浆中烃类和丙烯酸酯的臭味以及某些功能整理,如阻燃整理、无甲醛免烫整理所产生的气味等。

8其他有害物质

8.1pH值

在染色和整理纺织品的过程中需要使用各种染料和整理剂,这些物质经加工处理后容易出现pH值偏高或偏低的情况,而人体的皮肤表层一般呈弱酸性,以防止疾病的入侵。因此要求纺织品上pH值控制在中性或弱酸性,偏高或偏低都对人体不利,轻则引起皮肤过敏、瘙痒;重则导致皮肤溃疡,进而引起其他疾病。GB18401—2010[2]中对婴幼儿的纺织品规定pH值为4.0~7.5,而直接接触皮肤的纺织品要求pH值为4.0~8.5,GB18885—2009[1]中对婴幼儿的纺织品和直接接触皮肤的纺织品pH值均为4.0~7.5。

8.2色牢度

从表面看来,色牢度本身不是致毒因素,不涉及到纺织品的生态问题,但是在人类的汗液、唾液中生物酶的作用下,能够促进染料分解而导致对人体健康的损害。因此,标准GB/T18885—2009[1]和GB18401—2010[2]将耐水色牢度、耐汗渍(酸性/碱性)色牢度、耐干摩擦色牢度和耐唾液色牢度唾液(仅对婴幼儿,因为婴幼儿喜欢吮吸和咬嚼衣物,容易通过唾液吸收有害物质)4种色牢度指标作为监控内容。综上所述,纺织品中可能存在很多有毒有害物质,应对穿衣安全引起足够重视。纺织生产企业应加大生态纺织品的研发力度,开发对人体有益的功能性纺织品。检测机构也应紧跟时代需要,提高人员素质和检测水平,为生产企业和消费者提供可靠的检测数据。

8.3阻燃整理剂

阻燃整理剂是一种用作纺织品整理中起阻燃功能的化学整理剂。阻燃剂种类繁多,按化学结构分为有机类和无机类。有机类阻燃剂主要是以磷和溴为中心阻燃元素而构成的化合物;无机类阻燃剂主要是钛、锑等金属化合物或卤化物。经研究表明,某些类别的阻燃整理剂对环境及人体的免疫系统会造成影响,均为有机类阻燃剂,如多氯联苯(PCBs)。多溴联苯(PBBs)由于与多氯联苯(PCBs)具有极为类似的结构,因此也被禁用。GB/T18885—2009[1]对多种有害阻燃剂进行了限制。

9总结

纺织品中有毒有害物质直接影响到我们的身体健康,特别是对婴幼儿更是严重,纺织品的安全性能已成为国内关注的焦点。我国作为纺织品生产和出口大国,更应该做好有毒有害物质的控制工作,通过检验在源头上降低有毒有害物质在纺织品中的残留,与国际接轨,增加出口额。

作者:柳永杰 官杰 丁伟 王肖 单位:山东省纤维检验局


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