陳 璐，駱迎華，林圣光

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

0 引言

隨著環(huán)境保護(hù)工作的不斷推進(jìn)，生態(tài)環(huán)保理念逐漸深入人心，人們意識(shí)到環(huán)境的承載能力被大大削弱，大量資源的消耗對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的破壞，如果不加以改善，未來環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)將無法想象，急需將可持續(xù)發(fā)展的概念融入到各行各業(yè)中。因此，越來越多的消費(fèi)者順應(yīng)“綠色、環(huán)?！钡南M(fèi)潮流，傾向于購(gòu)買對(duì)人體和環(huán)境無毒無害的消費(fèi)品。在日常消費(fèi)需求較大的紡織品領(lǐng)域也融入了這種生態(tài)環(huán)保的消費(fèi)理念，人們開始使用生態(tài)紡織產(chǎn)品。這些產(chǎn)品主要包括直接或間接與皮膚接觸、或與口腔接觸的服裝、服飾、毛巾、床上用品、鞋襪、帽子、手套等各種紡織產(chǎn)品[1]。生態(tài)紡織產(chǎn)品的出現(xiàn)促進(jìn)了紡織市場(chǎng)的進(jìn)步，推動(dòng)著檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)生態(tài)紡織品檢測(cè)分析技術(shù)的研究和開發(fā)。

此外，許多國(guó)家、國(guó)際性組織、行業(yè)協(xié)會(huì)也推出了一些法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)來支持和引導(dǎo)生態(tài)紡織產(chǎn)品的發(fā)展。生態(tài)紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)、供應(yīng)和經(jīng)銷企業(yè)面對(duì)這些法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)保測(cè)試以便控制產(chǎn)品的品質(zhì)。在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，紡織產(chǎn)品在進(jìn)口或出口前都需要進(jìn)行環(huán)保檢測(cè)，一方面避免出現(xiàn)貿(mào)易爭(zhēng)端，另一方面可以維護(hù)自身利益。

由此可見，生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、人類健康和生態(tài)紡織品的生產(chǎn)、供應(yīng)和經(jīng)銷企業(yè)以及消費(fèi)者利益等方面都起著保護(hù)屏障的作用，在促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面起著不可或缺的作用。

1 生態(tài)紡織產(chǎn)品

1.1 生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)的現(xiàn)狀

人們消費(fèi)觀念的改變和對(duì)紡織產(chǎn)品質(zhì)量追求的提高，促進(jìn)了很多法律法規(guī)以及國(guó)際、國(guó)家、地方、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定及應(yīng)用。為了使紡織產(chǎn)品品質(zhì)得到保證和提升，相應(yīng)的檢測(cè)分析技術(shù)也隨之涌現(xiàn)，并不斷強(qiáng)化。

在生態(tài)紡織產(chǎn)品所用檢測(cè)儀器方面，人們研究出了精密而準(zhǔn)確的檢測(cè)分析儀器，并已經(jīng)投入使用。目前，大部分精密儀器都引入了計(jì)算機(jī)操作，減小了系統(tǒng)誤差，使得檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)，而且在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面效率大大很高。在大數(shù)據(jù)的背景下，國(guó)內(nèi)外檢測(cè)技術(shù)人員對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品的檢測(cè)技術(shù)和方法的了解及掌握比較透徹。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于生態(tài)紡織產(chǎn)品的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)頗多，他們對(duì)產(chǎn)品的原料和產(chǎn)品都提出了明確的要求，從而達(dá)到嚴(yán)格把控產(chǎn)品品質(zhì)的目的。國(guó)際上，生態(tài)紡織品協(xié)會(huì)（Oeko-Tex）對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品本身提出了生態(tài)標(biāo)簽；歐盟從紡織產(chǎn)品原料、生產(chǎn)以及產(chǎn)品本身提出了生態(tài)標(biāo)簽；我國(guó)對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品也有對(duì)應(yīng)的技術(shù)和檢測(cè)要求。

1.2 生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)的內(nèi)容

對(duì)于生態(tài)紡織產(chǎn)品的原料、生產(chǎn)過程的產(chǎn)品及最終產(chǎn)品本身，目前主要的檢測(cè)項(xiàng)目包括甲醛、致癌/致敏染料、偶氮、pH值、含氯有機(jī)載體、可萃取重金屬、揮發(fā)性有機(jī)化合物、鎳釋放、阻燃劑、六價(jià)鉻、鄰苯二甲酸酯、農(nóng)藥殘留、烷基酚、五氯苯酚和四氯苯酚、多環(huán)芳烴、有機(jī)錫、全氟辛烷磺酸/全氟辛酸、多氯聯(lián)苯/多氯三聯(lián)苯/多氯化萘、臭氧破壞物質(zhì)等。鑒于生態(tài)紡織產(chǎn)品的產(chǎn)品特性，其產(chǎn)品的檢測(cè)項(xiàng)目涉及范圍較大，因而需要使用的檢測(cè)儀器也較多，主要有紫外可見分光光度計(jì)（UV-vis）、氣相色譜（GC）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、pH 計(jì)、原子吸收光譜儀（ICE）、液相色譜儀（LC）、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC-MS）等[2]。利用紫外可見分光光度計(jì)儀器進(jìn)行檢測(cè)，不但操作簡(jiǎn)單，而且試驗(yàn)結(jié)果的精密度和重復(fù)性都比較好，因而被廣泛應(yīng)用于生態(tài)紡織產(chǎn)品的檢測(cè)分析中。

2 紫外可見分光光度計(jì)

1940年美國(guó)Beackman公司研制成功了第一臺(tái)紫外分光光度計(jì)，并于1945 年成功推廣和規(guī)模化生產(chǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，紫外分光光度計(jì)儀器得到深入的開發(fā)和研究。目前，作為最為實(shí)用的分析工具之一，其使用最多，覆蓋面最廣，幾乎每個(gè)分析實(shí)驗(yàn)室都會(huì)應(yīng)用到，被廣泛應(yīng)用于生命、環(huán)境、材料、農(nóng)業(yè)、食品等科學(xué)領(lǐng)域。利用紫外分光光度計(jì)儀器，可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析以及純度分析，是環(huán)境檢測(cè)、食品檢測(cè)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)等檢測(cè)領(lǐng)域必備的儀器，但在生態(tài)紡織品的檢測(cè)中，它主要用于甲醛及重金屬的定性和定量分析。

紫外可見分光光度計(jì)儀器根據(jù)其結(jié)構(gòu)一般可分為單光束、雙光束、準(zhǔn)雙光束以及雙波長(zhǎng)四類，其中雙光束紫外可見分光光度計(jì)使用較多[3]。而雙光束紫外可見分光光度計(jì)又可分為兩種類型，即：兩束單色光+兩只比色皿+兩只光電轉(zhuǎn)換器；兩束單色光+兩只比色皿+一只光電轉(zhuǎn)換器。后者在國(guó)內(nèi)外的高檔雙光束紫外可見分光光度計(jì)儀器中應(yīng)用較為普遍。

紫外可見分光光度計(jì)儀器主要由電光源系統(tǒng)、外光路系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、光度室系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、放大器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理、打印輸出等7 個(gè)系統(tǒng)組成[4]。

2.1 紫外可見分光光度計(jì)的原理

物質(zhì)原子或分子中的電子吸收一定能量（一定波長(zhǎng)）的輻射發(fā)生電子能級(jí)躍遷，形成物質(zhì)吸收光譜。由于不同物質(zhì)分子對(duì)紫外可見光譜區(qū)（波段范圍150～800 nm，具體劃分詳見表1）輻射吸收強(qiáng)度不同，因而利用這一特性可以使用紫外分光光度法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量以及結(jié)構(gòu)的分析。

表1 紫外可見光譜區(qū)類型

光吸收定律，也就是朗伯-比耳定律（Lambert-Beer），現(xiàn)在人們一般稱它為比耳定律。在入射光波長(zhǎng)、強(qiáng)度以及溶液溫度等保持不變的情況下，當(dāng)一束平行單色光通過均勻、非散射的某一有色溶液時(shí)，該溶液的吸光度A與質(zhì)量濃度C（mol/L）和光通過溶液的光程b（cm）乘積成正比，摩爾吸光因數(shù)為K（L·mol-1·cm-1），可以用公式表示為A=KbC。

2.2 紫外可見分光光度計(jì)的特點(diǎn)

2.2.1 適用濃度范圍廣，準(zhǔn)確度高

使用紫外可見分光光度計(jì)儀器進(jìn)行分析，其檢測(cè)的質(zhì)量濃度范圍很廣。在痕量分析時(shí)，質(zhì)量濃度范圍為10-8%～10-6%；在常量分析過程中，質(zhì)量濃度范圍可在1%～50%。應(yīng)用紫外可見分光光度計(jì)儀器分析時(shí)的相對(duì)誤差為1%～3%，甚至可減少到千分位。

2.2.2 應(yīng)用廣泛

紫外可見分光光度計(jì)儀器廣泛應(yīng)用在生命、環(huán)境、材料、農(nóng)業(yè)、食品等科學(xué)領(lǐng)域。大部分化學(xué)元素以及特殊的化學(xué)鍵在紫外可見分光光度區(qū)有不同程度的吸收，因而利用分光光度計(jì)的原理可以制定合適的顯色條件對(duì)大部分物質(zhì)進(jìn)行分析。在紡織行業(yè)，由于條例法規(guī)對(duì)物質(zhì)的限量以及新的染料和染料助劑的合成要求，紫外分光光度法被廣泛應(yīng)用于生態(tài)紡織品檢測(cè)領(lǐng)域。

2.2.3 操作簡(jiǎn)便

使用紫外可見分光光度計(jì)儀器一般可以歸納為3 個(gè)步驟：一是配制需要的溶液；二是將空白溶液放入吸收池進(jìn)行測(cè)試，對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)零；三是將待測(cè)液放入吸收池進(jìn)行測(cè)定，且操作簡(jiǎn)便、快速。

2.2.4 分析成本低

相對(duì)于其他分析儀器，紫外可見分光光度計(jì)儀器價(jià)格不是很貴，在使用過程中，除了氘燈和鎢燈耗損較大外，其余零部件的損耗卻很少。國(guó)產(chǎn)氘燈壽命為500～800 h，單價(jià)約為200 元/只，而進(jìn)口氘燈壽命為1 000～2 000 h，1 800～3 800 元/只。另外，鎢燈正常的使用壽命一般超過10 000 h。由此可見，紫外可見分光光度計(jì)儀器的使用成本較低，因而分析檢測(cè)的成本也不高。鑒于生產(chǎn)紡織品的企業(yè)大多為中小企業(yè)，且利潤(rùn)率不高，因而應(yīng)用紫外可見分光光度計(jì)儀器對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)可以降低企業(yè)用于分析檢測(cè)的成本。

2.3 紫外可見分光光度計(jì)在生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用

當(dāng)分子中存在生色基團(tuán)（發(fā)色基團(tuán)）或者助色基團(tuán)時(shí)，輻射會(huì)引起分子中電子能量的改變。常見的生色基團(tuán)有碳碳雙鍵、碳氧雙鍵、碳氮三鍵、氮氮雙鍵、氮氧雙鍵、碳硫雙鍵等，助色集團(tuán)有羥基、氨基、氰基、鹵族元素等。這些基團(tuán)的存在或者通過反應(yīng)生成發(fā)色基團(tuán)，可以采用分光光度法對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品中的甲醛、重金屬等項(xiàng)目進(jìn)行分析檢測(cè)，詳見表2。

表2 生態(tài)紡織產(chǎn)品中用紫外分光光度計(jì)檢測(cè)項(xiàng)目

2.3.1 定性分析

紫外可見光檢測(cè)某一物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)中的分子或原子吸收某一特定波長(zhǎng)的光能，分子振動(dòng)能級(jí)和電子能級(jí)發(fā)生相應(yīng)的躍遷。由于每種物質(zhì)原子、分子及分子空間結(jié)構(gòu)不同，對(duì)光能的吸收情況也不同，所以每種物質(zhì)的光譜曲線都有特殊性，可以根據(jù)波形圖以及光譜曲線中特征波長(zhǎng)處的最大吸收峰值來判斷某種物質(zhì)的存在。生態(tài)紡織產(chǎn)品原材料中可能會(huì)含有一些殘留的重金屬等有害物質(zhì)及后整理加工過程中添加的一些助劑，因而可以利用紫外分光光度法進(jìn)行分析檢測(cè)，或輔助其他檢測(cè)手段進(jìn)行分析。

2.3.2 定量分析

紡織產(chǎn)品在生產(chǎn)加工過程中，甲醛常作為防皺整理助劑用于抗皺免燙整理、提高色牢度、涂料印花的交聯(lián)劑等，因而最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品中可能會(huì)有甲醛殘留。甲醛是一種對(duì)人體健康有危害的物質(zhì)，會(huì)對(duì)人體皮膚和呼吸道產(chǎn)生刺激，引發(fā)過敏、誘發(fā)癌癥等。由于甲醛在酸性條件下可與乙酰丙酮及銨離子反應(yīng)，生成黃色的顯色化合物，在波長(zhǎng)為412 nm 處會(huì)根據(jù)其黃色物質(zhì)質(zhì)量濃度的不同而對(duì)光表現(xiàn)出不同的吸收強(qiáng)度，因而可以用紫外分光光度法對(duì)生態(tài)紡織產(chǎn)品中的甲醛進(jìn)行檢測(cè)。用分光光度計(jì)法檢測(cè)生態(tài)紡織產(chǎn)品中的甲醛，試驗(yàn)步驟簡(jiǎn)潔明了，且操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)精確度高，結(jié)果重復(fù)性好，是檢測(cè)機(jī)構(gòu)常用于甲醛檢測(cè)的分析方法，也是企業(yè)對(duì)產(chǎn)品中是否含有甲醛的一種常用的自檢方法。

3 結(jié)論及展望

紫外可見分光光度計(jì)在生態(tài)紡織產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用目的很明確，且具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足很多中小企業(yè)對(duì)紡織產(chǎn)品的原料或生產(chǎn)過程中的半成品、成品中游離和水解甲醛、重金屬等項(xiàng)目檢測(cè)的需求。隨著科技的進(jìn)步，紫外可見分光光度計(jì)的應(yīng)用范圍越來越廣，甚至可以與其他分析儀器相互聯(lián)用，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。