南非婴儿服装中重金属和甲醛含量的测定:以大开普敦地区商店为例

抽象

在此，我们报告了从高端和低端市场商店购买的不同颜色的婴儿服装(棉、聚酯、尼龙、合成橡胶和聚乙烯)中甲醛、pH值和重金属(Pb、As、Co、Cr、Ni和Cd)的测定。重金属的浓度是通过电感耦合等离子体(ICP)在湿消化后，并在使用人工汗液提取选定范围的皮肤接触婴儿服装后确定的。除镍为10.49%外，其余重金属的相对标准偏差均小于5%。重金属的浓度在湿消化样品被发现是在以下范围:Pb(0.02 - -23.662毫克/公斤)、(0.009 -0.033毫克/公斤),有限公司(0.001 - -1.053毫克/公斤),Cr(0.053 - -6.373毫克/公斤)、镍(0.039 - -36.715毫克/公斤),和Cd(0.001 - -0.914毫克/公斤),而浓度在人工汗液中提取样本在以下范围:Pb(0.006 - -1.658毫克/公斤),(没有发现),有限公司(0.001 - -1.05毫克/公斤),Cr(0.112 - -0.371毫克/公斤)、镍(0.062 - -0.121毫克/公斤),和Cd(0.001 - -0.018毫克/公斤)。湿消化后的婴儿服装中Pb、Cr和Co的浓度最高，而As、Ni和Cd的浓度最高。所有样品的甲醛浓度均在Oeko-Tex推荐的可接受范围内。在分析的34个样本中，有15个样本的pH值高于Oeko-Tex限值。超过Oeko-Tex限值的样品pH值在碱性区域，最高为11.31，超过3.81。

1.简介

纺织总是通过可穿戴的服装人体皮肤接触，清洁服装，地毯，家具罩，和床上用品只是仅举几例。因此，最重要的是，这些纺织品和服装不构成健康风险，人类和动物在曝光的情况下，对环境造成危害。尽管这些问题，很多化学物质和重金属的正在纺织制造过程中使用，例如，死亡过程使用偶氮染料和金属配合物染料[1]。

偶氮染料是最常用的组中的纺织工业染料，他们的报道构成关于纺织品生产[所有染料的60％和70之间2,3.]. 纺织品中的化学污染物主要是含有致癌胺的染料、金属、氯漂白剂、阻燃剂、卤素载体、游离甲醛、杀菌剂、五氯酚和柔软剂[4]。据报道，芳香胺可通过细菌生物转化偶氮染料和消费产品的曝光释放承担人类健康的风险，特别是关联到一定的AAS致突变性和致癌性[2]。

产品安全法规越来越严格；因此，需要对甲醛和重金属等有毒物质进行更多的检测，尤其是在儿童玩具和服装中，因为儿童往往把这些物品放在嘴里。甲醛被用来增加纺织品的抗皱性和抗皱性，它还帮助一些染料和墨水更好地渗透到织物中。合成染料生产中使用的原材料不应含有已知会危害健康的化合物。甲醛具有毒性、过敏性和致癌作用，可引起头痛、喉咙灼热感和呼吸困难等症状[5]。长期接触甲醛可导致癌症。

重金属在纺织产品也发现，他们的存在的部分原因是使用的染料尤其是活性染料，因为它们含有高水平的重金属的痕迹。重金属可能即使在低浓度的纺织产品带来了一些健康风险的人，因为他们可以通过皮肤接触的衣服到达人体。在纺织品的重金属高水平也可能导致废水中高的金属的水平，这对环境，水质，和微生物产生负面影响。据报道，某些金属的存在，例如，在棉花导致在制造，染色的问题，和处理质量[6]. 持续暴露在汞、镉、砷、铅等低浓度有毒元素中，会产生一些不良影响[4,7]。在南非，对服装产品中有毒物质的研究非常有限;因此，这项研究是为了消费者的安全和纺织工业本身进行的。

这项研究的目的是调查婴儿服装中重金属和选定的有机污染物的水平，因为他们（婴儿）受到的影响最大，以检查他们是否在Oeko-Tex标准100的限制范围内，该标准禁止使用一些对人类有害的化学物质[10个]。间由环保纺织品，pH值，甲醛浓度，并萃取重金属控制的参数进行了研究。

2.实验

2.1条。材料

2.1.1。pH值的测定

纺织工艺涉及使用强酸或碱，其可能会刺激皮肤接触时。使用由国际标准化组织（：2005 ISO 3071）开发了一种方法来测定pH值。About 2.0 g of the apparel samples was cut into small pieces having approximately 2 cm × 2 cm so that the test samples could be effectively wet. The handling of the samples was minimal to avoid contamination. The cut samples were put in a 250 mL volumetric flask containing 100 mL of water whose pH and temperature was 7.5°C and 27°C, respectively, and agitated to ensure that all the fabric was wet. After 2 hrs of shaking, the first extract was decanted into a 50 mL beaker and stirred with a pH electrode. The second and third extracts were decanted in separate beakers, and the pH values were measured immediately.

2.2条。萃取法测定重金属

2.2.1。提取使用人工汗液

采用ISO 3160/2标准程序制备人工汗液。在一个典型的实验中，大约20 g NaCl，17.5 g NH₄Cl, 5 g CH_3.将COOH、15 g乳酸溶解在1升去离子水中，用氢氧化钠溶液调节pH至4.7。将约2.0 g裁剪好的服装样品与50 mL人工汗液混合，摇晃24小时后过滤。采用ICP法对滤液进行分析。

2.2.2条。电感耦合等离子体分析

ICP来测定所提取的样品中的重金属的浓度。它是使用配备有侧面上等离子体接口分光阿科斯ICP-OES仪器上进行。样品入口是使用四通道蠕动泵，其提供液体样品的分段流动完成的。用于样品分析之间，即洗涤硝酸的10％的溶液，可以分析下一个样品之前。Prior to analysis, the ICP-OES measurement conditions were optimized and the following conditions were used: plasma power, 1400 W; pump speed, 30 rpm; coolant flow, 14.00 L/min; auxiliary flow, 2.10 L/min; and nebulizer flow, 0.80 L/min.

2.2.3。重金属的消解

阿通过Sungur和Gulmez [改性的方法的版本9]，使用由湿消化以确定重金属的浓度。In a typical experiment, about 2.0 g of apparel sample was heated at 110°C for an hour in 20 mL of 1 : 5 H₂O₂（30%）/HNO_3.(70%)酸混合物。得到的溶液经过冷却和过滤。过滤后，用去离子水注入溶液50ml, ICP分析。

2.3。甲醛的测定。

使用ISO 14184-1中所述的方法测定甲醛浓度。从低端和高端市场商店购买的服装经过明确的标识、分离、编码，然后切成小块，然后将每个试样的约2.5 g放入100 mL蒸馏水的250 mL容量瓶中。然后将其摇匀并在40℃下加热一小时，然后过滤所得溶液。将每种过滤溶液约5 mL与5 mL乙酰丙酮在试管中混合，并使用标准甲醛溶液进行同样的操作。将试管放入温度约为40℃的水中1小时，然后在室温下放置30分钟。将乙酰丙酮加入水中，用同样的方法处理，制备空白品。然后用紫外-可见分光光度计在412 nm波长下分三次测量吸光度。

2.3.1条。标准溶液的制备

约1500 μg/mL stock solution was prepared by diluting 0.95 mL of 37% (m/V) formaldehyde solution with 250 mL of distilled water. Using the stock solution, 75 μ制备g/ml甲醛溶液，用于制备校准溶液。制备的校准溶液浓度为0.15 μ克/毫升，0.30 μ0.75 g / mL,μ克/毫升，1.50 μ克/毫升，和3.00 μ克/毫升。

样本代码，描述，成分，颜色，和从高端和低端市场商店购买的织物类型婴儿服装的呈现于表1和2， 分别。各种服装的面料被由棉，聚酯，尼龙，氨纶，和聚乙烯，最常见的是100％棉的。服装类型包括编织打印，针织打印，织造桩，纬编，机织绒头染色，毛圈针织物，纬编染色，和编织。样本的范围包括牛仔裤，袜子，帽子，接收毛毯，背心，毛巾，围兜，和种植者。

三。结果和讨论

重要的是要控制宝宝的服装，这与直接接触皮肤的pH值是很重要的，以避免刺激和瘙痒的皮肤。在这项研究中，人们发现，从两个高端和低端市场存储的服饰的50％以上是推荐的pH水平范围内，如表3.。出从高端市场存储17个的样品，47.06％的pH高于推荐的范围内，而从低端市场存储17个样品的41.18％的pH高于推荐范围。从低端市场Store示例L10具有3.81的最高pH值偏差，它是由100％棉。通常，所有这些都不在建议的范围内的样品在碱性区域，没有在酸性区域。那些织物其不是在推荐的范围可能引起接触性皮炎，由于它们的碱的性质，因为天然人体皮肤表面的pH是平均低于5，其是用于其驻地菌群有益的。据报道，在皮肤的酸碱度的改变起到皮肤疾病的发展中的作用，如刺激性接触性皮炎，寻常痤疮，过敏性皮炎，鱼鳞病，和白色念珠菌感染[10个];因此，织物pH值的控制是必要的。Teijin Fibers Limited在2011年宣布，他们开发了一种新的聚酯纤维，可以保持皮肤温和的酸性pH值，类似于健康的皮肤。据我们所知，在南非还没有关于婴儿服装pH值测定的研究，尽管我们认为pH值是一个重要的测量参数。

从两个高端和低端市场购买的商店服装为甲醛浓度下进行测试，发现其结果示于表4。所有服装必须通过Oeko-Tex的限制意味着他们不构成健康对人体的危害，由于甲醛甲醛内浓度。在另一项研究中，Novick等人。[11个]他们分析了20件衣服的甲醛含量，发现只有3件衣服的甲醛含量高于国际纺织法规规定的浓度。皮肤接触甲醛可能引起原发性刺激或过敏性皮炎。根据国际癌症研究机构（IARC），甲醛被归类为对人类致癌的物质（1组）[德意志北方银行]. 甲醛的其他作用包括粘膜刺激、即刻过敏反应（I型过敏）、上呼吸道刺激、神经生理学作用和眼部刺激[13个,14个]。

表中显示了从高端和低端市场商店购买的服装湿消化后重金属的浓度5和6，分别是。重金属的浓度范围如下：铅（0.02–23.662 mg/kg）、砷（0.009–0.033 mg/kg）、钴（0.001–1.053 mg/kg）、铬（0.053–6.373 mg/kg）、镍（0.039–36.715 mg/kg）和镉（0.001–0.914 mg/kg）。重金属对人体的毒性作用已被充分记录在案，纺织品中金属的最大允许值由不同的法规给出；在本研究中，将与Oeko-Tex标准进行比较。只有铅（<90）和镉（<40）是Oeko-Tex标准100规定的湿消解提取限值的元素，但对于人工汗液提取，所有研究元素都有Oeko-Tex标准限值。

Pb和Cd在婴儿服装的浓度低于推荐的限制下环保纺织标准意味着婴儿服装研究不会构成健康风险由于Pb或Cd。Pb的最高浓度(23.662毫克/公斤),公司(1.053毫克/公斤),和Cr(6.373毫克/公斤)被发现在服装从低端市场购买商店,而最高浓度(0.033毫克/公斤)、镍(36.715毫克/公斤),和Cd(0.914毫克/公斤)被发现从高端市场服装商店。砷在大多数高端和低端市场商店的织物中浓度最低。金属浓度的丰度依次为:高端服装市场的Ni > Pb > Cr > Cd > Co >和低端市场商店的Ni > Pb > Cr > Co > Cd >。在几乎所有的织物中，镍是含量最丰富的元素。虽然镍是人类和动物健康所必需的微量元素，但体内大量的镍会导致出生缺陷、哮喘、呼吸衰竭和慢性支气管炎。它还能在动物体内的不同部位引起癌症[15个]. 高镍浓度和长期暴露于人体可导致肝脏、心脏损伤和皮肤刺激，如文献中所述[16个]。

样品T7这是由100％棉的蓝色染色的面巾具有至少量最元件，即，铅，钴，铬和镍的。与此相反，T9，由100％棉的白色背心有所有检测到的元素的最高浓度（铅，铬，镍，和Cd）暗示，这是从高端样品服装中所有最坏服饰市场的门店。这是在服装中发现的铬可以从中并没有得到全部纳入纤维染料起源，这可能铬出汗时会影响婴儿。这种皮肤接触可吸收的危险路线，促进皮炎17岁]。铬（VI）在某些纺织工艺使用，并且即使在低浓度是高毒性的。铬的高水平已报道引起身体脂肪百分比的减少，从而导致成减肥人类[18岁]。有一些临床和实验室证据表明，六价铬(Cr(VI))是大多数毒性作用的原因[19个]。

与皮肤直接接触的衣服通常会排汗，这可能会导致纺织品中的金属流失，皮肤会吸收。17岁]。成人学习服装时，由于出汗运动员保持与衣服接触体育活动，如马拉松比赛将是特别关注的。在所有被检测的纺织服装重金属的使用人工汗液萃取后（浓度表7)比湿消化的要低。人工汗液中重金属的低浸出率是纺织品质量的一个标志。测定这些因出汗而从纺织产品中进入人体的重金属含量是非常重要的。

选用皮肤接触服人工汗液提取的浓度分别为:Pb (0.006-1.658 mg/kg)、As(未检出)、Co (0.001-1.05 mg/kg)、Cr (0.112-0.371 mg/kg)、Ni (0.062-0.121 mg/kg)、Cd (0.001-0.018 mg/kg)，见表7。The levels of the heavy metals followed the order Pb > Co > Cr > Ni > Cd which is different from the order found in wet digestion extraction due to the variance in solubility of the heavy metals in different extraction media. T5 and L14 are the only skin-contact samples whose Pb concentrations were higher than the limits recommended by Oeko-Tex. The concentration range of Pb in this study was higher than that found by Rovira et al. [4]，在皮肤接触性服装样品中的范围为0.03-0.32 mg/kg。这些服装的铅浓度高于Oeko-Tex推荐的限值，可能会对穿着它们的婴儿造成健康风险，因为铅是一种神经毒素，它会影响人类大脑以及生殖系统。铅引起的某些神经损伤是无法逆转的。在儿童中，铅影响阅读和推理能力，在某些情况下，铅与听力损失、言语延迟、平衡困难、暴力倾向、笨拙、激动和/或活动减少和嗜睡有关[20个]。

L8是唯一一个钴浓度高于Oeko-Tex限值的样品，但它略高于Oeko-Tex限值。如果钴从衣服中渗出并与皮肤接触，可能会导致湿疹等皮肤问题。Chave和Warin报道了使用含钴凝胶后发生严重手部湿疹的病例[21岁]，并且产品已经停产当湿疹消失。钴是一种皮肤敏化，这可能导致接触性皮炎变应性任一或刺激性，而后者是最频繁的[4]。

在T12将其制成80％棉，18％聚酯和2％氨纶中检测到了除镉没有元素。砷不使用人工汗液提取的所有样品中检测到。钴只有少数样品中检测到。CD是已在所有样品中，但只在非常低的浓度发现相对于其他元素时的唯一元件。在所研究的所有样品中，Cr和Ni是唯一没有超过Oeko-Tex限制的元素。使用人工汗液使婴儿皮肤接触衣服的重金属水平的指示，虽然汗水的组成个体之间以及在同一个体不同而不同，这取决于主体区域，年龄，季节，气候，饮食，存在感染和活动水平[的22个]。因为每个人的汗液都不一样，这也就意味着每个人排出的重金属的量也不一样，导致每个人的副作用也不一样。

4。结论

确定婴儿服装中可提取的重金属含量非常重要，因为它反映了对人类健康可能产生的影响。如今，证明所有纺织品成品中几乎不含甲醛，以避免对人体构成危害是非常重要的。这项研究表明，甲醛浓度在Oeko-Tex 100范围内，这意味着服装不会因为甲醛的存在而对人体造成健康风险。大约44.12%的分析服装的pH值高于建议范围，这意味着南非纺织品样品在制作服装前应更经常地进行pH值分析。人工汗液提取后的婴儿服装重金属含量均低于湿法消化后的服装。砷是唯一一种在使用人工汗液提取后没有在所有服装中检测到的金属。只有一个样品(L8)的钴浓度(1.05 mg/kg)高于Oeko-Tex限值(1.0 mg/kg)，但它略高于Oeko-Tex限值。只有两个样品(T5 = 1.492 mg/kg)和L14 (1.658 mg/kg)的Pb浓度高于Oeko-Tex推荐的限值(Pb < 0.2 mg/kg)。在所研究的所有样品中，Cr和Ni是唯一没有超过Oeko-Tex限制的元素。一般来说，从低端市场商店购买的样品与从高端市场商店购买的服装相比，金属浓度高于Oeko-Tex限值。 The highest concentrations of all the metals detected were found in apparel purchased from low-end market stores. Although the composition of sweat varies between individuals, the results of this study using artificial sweat gave an indication of the levels of the heavy metals in baby skin-contact clothes in Cape Town, South Africa. The results of this study might be useful to evaluate potential human risk when exposed to heavy metals from textile materials.

数据可用性

用于支持该研究结果的数据包括在项目之内。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

作者感谢来自技术站:服装和纺织品(TSCT)的财政支持，并感谢西开普省大学(UWC)环境和纳米科学组(ENS)的ICP分析和食品科学系(CPUT)的UV-Vis分析。

参考

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