兒童玩具中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的危害及其檢測方法

崔 雯 ，徐 婧 ，聞 毅 ，楊立剛 ，張 林 ，康學(xué)軍

（1.東南大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210009；2.東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009；3.東南大學(xué)兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210096）

兒童玩具中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的危害及其檢測方法

崔 雯1，徐 婧1，聞 毅1，楊立剛2，張 林1，康學(xué)軍3

（1.東南大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210009；2.東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009；3.東南大學(xué)兒童發(fā)展與學(xué)習(xí)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210096）

綜述鄰苯二甲酸酯類增塑劑的危害、限量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法，并對增塑劑的替代品做相關(guān)描述，為玩具企業(yè)及玩具檢測機(jī)構(gòu)制定措施提供依據(jù)。

兒童玩具；鄰苯二甲酸酯類增塑劑；檢測方法

玩具與兒童生活息息相關(guān)，玩具中的有害物質(zhì)對兒童健康有很大影響。玩具中的有害物質(zhì)主要包括重金屬、增塑劑、有機(jī)化合物、阻燃劑、多環(huán)芳烴等。其中，增塑劑是為了增加玩具的彈性和韌性而添加的?，F(xiàn)筆者就鄰苯二甲酸酯類增塑劑的危害、限量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法等作一綜述，為玩具企業(yè)及玩具檢測機(jī)構(gòu)制定措施提供依據(jù)。

1 概述

增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子間的次價(jià)健，即范德華力，進(jìn)而增加聚合物分子鏈的移動性，降低聚合物分子鏈的結(jié)晶性，增加聚合物的塑性，表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降，而伸長率、曲撓性和柔韌性增加。

增塑劑的種類很多，用于兒童玩具的增塑劑主要為鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)（PAEs），如鄰苯二甲酸二酯（DEHP）、鄰苯二甲酸丁二酯（DBP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸二異壬酯（DINP）、鄰苯二甲酸二異癸酯（DIDP）、鄰苯二甲酸二正辛酯（DNOP）等。此類增塑劑屬于外增塑劑，把它添加在需要增塑的聚合物內(nèi)，可增加聚合物的塑性。它們一般不與聚合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此易從玩具中遷移和溶出，兒童在接觸玩具時，可造成危害。

增塑劑主要添加在PVC塑料玩具中，Ruth Stringer等[1]在對17個國家72種PVC玩具的檢測中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有PVC玩具含有鄰苯二甲酸酯類化合物（最多的占玩具總重量的10%～40%）。玩具中的鄰苯二甲酸鹽主要包括DINP和DEHP，有的玩具中還含有DIDP等。

2 增塑劑的危害

2.1 對肝臟的危害

Akira Tanaka等對鄰苯二甲酸酯類化合物的生化研究表明，DBP是大鼠肝琥珀酸脫氫酶的強(qiáng)烈抑制劑[2]，無論口服還是注射DEHP，都能在睪丸和大腦中檢測到[3]。Takahashi Terue[4]對鄰苯二甲酸酯的生化研究顯示，鄰苯二甲酸酯能夠抑制肝線粒體的呼吸，其中烷基鏈的長度比芳香環(huán)對抑制作用的影響更大。

Chris F等[5]關(guān)注的主要是鄰苯二甲酸酯類化合物對腎臟和肝臟的潛在長期影響。研究中發(fā)現(xiàn)，DINP可使肝重量及肝細(xì)胞病理程度增加，長期高級別接觸DINP的老鼠肝腫瘤發(fā)病率上升。通過唾液模擬遷移的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估發(fā)現(xiàn)，它對3～12月嬰幼兒影響最大，而對于較大年齡兒童不會造成明顯影響。

2.2 對生殖系統(tǒng)的影響

生殖毒性研究結(jié)果表明，DEHP對幼齡大鼠的精囊有損害。喂食雄性4周齡大鼠2.8g/kg DEHP，10d后可見其輸精管萎縮，前列腺重量減少；喂食雌性大鼠2g/kgDEHP，12d后可使性周期延長，排卵障礙，血清中雌二醇濃度下降[6]。

L Earl Gray等[7]對圍產(chǎn)期DEHP等暴露對雄性大鼠性分化研究表明，BBP和DEHP會改變性別分化，阻礙男性睪丸激素釋放，睪丸重量減輕，導(dǎo)致睪丸發(fā)育畸形、生殖畸形。其中BBP、DEHP的作用較強(qiáng)，DINP作用相對較弱。

2.3 對內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響

鄰苯二甲酸酯作為一種環(huán)境內(nèi)分泌干擾物，具有抗雄激素作用和可能的擬雌激素樣作用，能夠擾亂機(jī)體正常的內(nèi)分泌功能，影響機(jī)體生長發(fā)育。因此，年齡是決定其損害嚴(yán)重程度的關(guān)鍵因素之一。胎兒發(fā)育需要一定的激素水平，嬰幼兒3月齡時睪酮需維持在較高水平，青春期時男女體內(nèi)分別需要大量雄激素和雌激素。故胎兒、嬰幼兒和青春期都是PAEs易對健康產(chǎn)生損害的敏感期[8]。

上述研究表明，玩具中鄰苯二甲酸酯類增塑劑存在潛在危害，應(yīng)加以重視。

3 現(xiàn)行限量標(biāo)準(zhǔn)

為確保PVC玩具的安全性，各國都制定了相應(yīng)的限量標(biāo)準(zhǔn)。

2005年，歐盟頒布了關(guān)于鄰苯二甲酸鹽的2005/84/EC指令，并于2007年1月16日起開始執(zhí)行。該指令要求：所有玩具和兒童產(chǎn)品中的塑膠材料中，DBP、DEHP、BBP增塑劑質(zhì)量百分比總和不得超過0.1%；對于可被兒童放入口中的玩具及兒童產(chǎn)品的塑膠材料中，DINP、DIDP、DNOP增塑劑質(zhì)量百分比總和不得超過0.1%。

美國對玩具中鄰苯二甲酸酯增塑劑限量標(biāo)準(zhǔn)較為寬松，ASTM F963規(guī)定玩具奶嘴、搖鈴和咬圈中的DEHP含量不得超過3%。但最近舊金山、華盛頓州等多個州出臺了類似歐盟的較嚴(yán)格的立法限制[9]。

芬蘭于1999年9月23日頒布法令，3歲以下兒童使用的與口接觸的玩具及兒童用品中，禁止含有DINP、DEHP、DBP、DIDP、BBP，總限量為0.05%，并于1999年10月19日生效；意大利于1999年9月30日頒布法令，3歲以下兒童使用的與口接觸的玩具及兒童用品中，禁止含有DIDP、DEHP、DBP、DNOP、BBP，總限量為0.05%；丹麥規(guī)定自1999年4月1日起，3歲以下兒童使用的玩具及兒童用品，禁售其中含有DIDP、DINP、DEHP、DBP、DNOP、BBP 的產(chǎn)品，總限量為 0.05%[10]。此外，巴西、韓國等也有類似規(guī)定。

4 檢測方法

對于玩具中鄰苯二甲酸酯類增塑劑的檢測方法很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，其中主要有ASTM D3421法、氣相色譜法、氣相-質(zhì)譜法、液相色譜法等。

4.1 ASTM D3421法[11]

國際上對玩具中鄰苯二甲酸酯類增塑劑還沒有通用的檢測方法，各檢測機(jī)構(gòu)一般是參照 ASTM D3421法進(jìn)行，但這種方法時間長，操作繁瑣、強(qiáng)度大，對其中一些物質(zhì)無法準(zhǔn)確定性，檢測限也較低，故無法滿足檢測要求。

4.2 氣相色譜法

楊左軍等[12]利用新型溶膠-凝膠富勒烯涂層，采用頂空固相微萃取-氣相色譜法對PVC塑料制品中的鄰苯二甲酸酯類增塑劑在模擬體液（模擬人體汗液、模擬人體唾液）中的遷移行為進(jìn)行了研究，對其固相微萃取條件和色譜分析條件進(jìn)行了優(yōu)化，并對PVC塑料制品在模擬體液中的浸泡條件進(jìn)行了研究。該方法的最低檢出限分別為0.082～0.730μg/L（模擬人體汗液）和 0.079 1～1.370 0μg/L（模擬人體唾液），回收率為 82%～107%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）<8%。此方法利用固相微萃取技術(shù)處理樣品，是一種新型無溶劑、無污染的樣品預(yù)處理技術(shù)；并且研究增塑劑在體液中的遷移行為對污染物評價(jià)有實(shí)際意義。

劉振華等[10]將塑料樣品進(jìn)行粉碎，用正己烷溶劑抽提，然后采用氣相色譜法（GC），選用氫火焰電離檢測器（FID），采取程序升溫進(jìn)行檢測，用內(nèi)標(biāo)法對其進(jìn)行定量分析，測定的結(jié)果精密度較好，變異系數(shù)為4.2%，回收率在52%到69%之間。

賀一訓(xùn)等[13]對PVC塑料中DEHP增塑劑的測定進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，采用超聲波抽提技術(shù)，用三氯甲烷作提取劑及溶劑，根據(jù)超聲波的空化作用，使PVC中DEHP迅速溶于三氯甲烷溶液以達(dá)到提取目的，而后用氣相色譜法在10分鐘內(nèi)測定DEHP。用傅里葉紅外定性鑒定。提取時間為20分鐘，回收率為96%～102%，最小檢測量為12.5mg/kg。該法的特點(diǎn)在于簡單、快速、準(zhǔn)確，但是只能用于DEHP的測定，不能測定玩具中其他增塑劑的成分。

4.3 氣相-質(zhì)譜法

氣相-質(zhì)譜法（GC-MS）是目前使用較廣泛的一種方法。

Ken-Chuh Ting等[14]采用GC-MS的方法進(jìn)行測定。這種方法敏感性高，不僅可檢測兒童玩具中6種鄰苯二甲酸酯的含量，還可檢測其他消費(fèi)產(chǎn)品中鄰苯二甲酸酯含量。

劉麗等[15]采用 GC-MS單離子檢測法對 PVC中的DEHP、DBP進(jìn)行了檢測，外標(biāo)法定量，平均回收率為 99.0%～100.2%，檢測限為10.0mg/kg，精密度為0.67%～0.88%，該研究還比較了超聲波抽提與索氏抽提的前處理效果，結(jié)果表明二者間無顯著性差異。

王新豫等[16]采用超聲萃取、高壓密閉微波萃取及開放式超聲微波協(xié)同萃取3種方式萃取樣品中的鄰苯二甲酸酯，并通過GC-MS方法測定其含量。此法主要探討預(yù)處理的方法，通過對3種萃取樣品的方法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)開放式超聲微波萃取效果較好。

王成云等[17]提出了氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用同時檢測PVC玩具和兒童用品中6種限用增塑劑的方法，以乙酸乙酯為溶劑，采用微波萃取法提取PVC玩具和兒童用品中6種限用鄰苯二甲酸酯類增塑劑，以DHP為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行定量。該方法平均回收率為91.15%～98.72%，RSD 為 1.98%～4.47%，檢測限（S/N=5）分別為0.5mg/L（DBP、BBP、DEHP、DNOP）和 10mg/L（DINP、DIDP）。此法的優(yōu)點(diǎn)在于可以同時測定兒童玩具中6種限用鄰苯二甲類增塑劑，且簡單快速，精密度好，回收率高。

黃理納等[18]研究開發(fā)針對PVC玩具中包括歐盟指令1999/815/EC 禁用的 DBP、BBP、DEHP、DNOP、DINP、DIDP 在內(nèi)的 8種增塑劑的GC-MS測定方法。采用二氯甲烷作萃取劑，用溶劑抽提儀在2小時內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速增塑劑提取，采用總離子流色譜（TIC）和選擇離子色譜（SIM）測定增塑劑含量。解決了含多種同分異構(gòu)體的DINP、DIDP與DNOP之間色譜峰重疊問題，具有較好的線性關(guān)系及回收率，可滿足歐盟法規(guī)的檢測限要求。但該方法只適用于PVC，對其他類型塑料的適用性還有待進(jìn)一步研究。2007年將該方法已轉(zhuǎn)化為國家標(biāo)準(zhǔn)并即將發(fā)布[19]。

4.4 液相色譜法

氣相色譜檢測器易受其他有機(jī)物污染，靈敏度變動較大，對樣本前處理要求較高，且鄰苯二甲酸酯類沸點(diǎn)較高，要求有較高的氣化溫度及柱溫，相對于此，液相色譜法有其優(yōu)越性。

劉超等[19]采用 Lichrospher C-18（250mm×416mmID，5μm）色譜柱，以乙腈-水為流動相，流速為110ml/min，乙腈從70%到100%線性梯度洗脫，采用質(zhì)譜檢測器對鄰苯二甲酸酯進(jìn)行定性鑒定。DMP、DEP、DBP 和 DOP 濃度分別為 111～89mg/L，19～74mg/L，19～71mg/L和19～68mg/L時線性關(guān)系良好，平均回收率分別為83%、89%、86%、87%（n=5）。此法雖用于一次性塑料中增塑劑的測定，但一次性塑料與玩具中的增塑劑有相似之處，故玩具中增塑劑的測定亦可采用此方法。

孫震等[20]采用液相-電噴霧質(zhì)譜（HP LC-ESIMS）法對聚氯乙烯玩具中的6種鄰苯二甲酸酯類增塑劑進(jìn)行了測定。樣品用2∶1的氯仿-甲醇溶液在索氏提取器中浸提，以乙腈-水為流動相進(jìn)行梯度淋洗分離，檢測波長為224nm，DEHP、DNOP、BBP、DBP的檢出限大約為5×10-6，DINP和DIDP因是其同分異構(gòu)體的混合物，峰比較寬，靈敏度不高，檢出限大約為5×10-5。本方法適用于 PVC 兒童用品和玩具中 DEHP、DNOP、BBP、DBP、DINP和DIDP等鄰苯二甲酸酯類增塑劑的測定。采用此種方法，6個組都能夠分開，但DINP和DIDP的分離不夠好，且靈敏度不高。

徐靖等[21]首次建立了同時測定塑料玩具中8種鄰苯二甲酸酯的超高效液相色譜法。以乙醇為溶劑，在前處理過程中對樣品采用無水硫酸鈉脫水處理，使雜質(zhì)減少。采用超聲萃取法提取塑料玩具中8種鄰苯二甲酸酯。該方法的回收率為93.6%～98.8%，RSD為0.5%～2.3%，檢出限達(dá)0.16～0.76ng。該方法簡單、快速、準(zhǔn)確，適用性較強(qiáng)，可用于玩具中鄰苯二甲酸酯類化合物的測定。

陳珠靈等[22]建立了一種可同時分離和檢測塑料玩具中5種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)的高效液相色譜分析法，以shim-pack VP-ODS（4.6mm×150mm，5μm）為分離柱；以甲醇-水（體積比為90∶10）為流動相，流速：1.0ml/min，檢測波長：230nm。該方法所測得的5種鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)在0.5～1000mg/L內(nèi)具有良好的線性，相關(guān)系數(shù)r=0.9996，檢出限達(dá)0.34～0.96μg/L，平均回收率在93.00%～105.23%。在對樣品提取和純化的基礎(chǔ)上，對玩具中鄰苯二甲酸酯類物質(zhì)進(jìn)行了分析，結(jié)果令人滿意。

5 鄰苯二甲酸酯類增塑劑的替代品

鄰苯二甲酸酯類增塑劑對人體尤其是兒童的危害較大，因此，急需找到合適的替代品。目前研究的替代品種類有：檸檬酸酯系列、植物油基增塑劑、聚合物型增塑劑、環(huán)己烷二酯系列、離子液體等[23]。

Leonard G Krauskopf等[24]發(fā)現(xiàn)超過200多種物質(zhì)可作為PVC的增塑劑，雖然其中1/3已能滿足商業(yè)需求，但它們很難達(dá)到鄰苯二甲酸酯類的性能且成本較高，要代替鄰苯二甲酸酯類仍有一定困難。

但檸檬酸酯類增塑劑無毒性，優(yōu)點(diǎn)突出，將成為傳統(tǒng)增塑劑的“綠色”替代品，符合塑料助劑的發(fā)展方向，具有較好的市場發(fā)展前景[25]。

綜上所述，鄰苯二甲酸酯類增塑劑對兒童的腎臟、肝臟及生殖系統(tǒng)有潛在影響。研究開發(fā)鄰苯二甲酸酯類增塑劑替代品，并建立玩具中有害化學(xué)物的暴露評估方法和安全預(yù)警機(jī)制，將有利于降低玩具對兒童健康的危害。

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R136.3

B

1671-1246（2011）07-0108-03

注：本文為國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃資助項(xiàng)目（081028644）