防護(hù)口罩中甲醛及微生物檢測方法的探討

魏峰++++朱曉軍++++王玥

摘要：分析防護(hù)口罩測試標(biāo)準(zhǔn)中甲醛和微生物測試過程中可能存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)和口罩實際使用過程，提出口罩測試標(biāo)準(zhǔn)中甲醛和微生物測試過程需要完善的地方，為更為正確地描述防護(hù)口罩的安全性和實用性提供數(shù)據(jù)支撐，為更好地保護(hù)消費(fèi)者身體健康提供標(biāo)準(zhǔn)保障。

關(guān)鍵詞：防護(hù)口罩；重點(diǎn)關(guān)注項目；甲醛；微生物

我國目前在防護(hù)口罩尤其是PM2.5防護(hù)口罩的銷售市場高速增長。為監(jiān)測防護(hù)口罩的質(zhì)量，保護(hù)消費(fèi)者的身體健康，以更為有效地防止霧霾的侵?jǐn)_，國家相繼出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要有GB 2626—2006《呼吸防護(hù)用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》，TAJ001—2015《PM2.5防護(hù)口罩》和GB/T 32610—2016《日常防護(hù)型口罩技術(shù)規(guī)范》等。這些標(biāo)準(zhǔn)在口罩的防護(hù)效率、泄漏率、防護(hù)效果、偶氮、pH值、微生物等方面規(guī)定了限值和測試方法，但是通過分析研判這些標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合現(xiàn)有口罩實際情況，本文認(rèn)為國內(nèi)出臺的口罩防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中在甲醛和微生物測試方面仍存在著一定的不足之處，難以正確合理地評估防護(hù)口罩在實際佩戴過程中由于產(chǎn)品本身的問題給消費(fèi)者帶來的潛在危害。由此，本文提出了在口罩測試標(biāo)準(zhǔn)中需要完善的部分，以更為準(zhǔn)確地評價產(chǎn)品的性能。

1 甲醛

1.1 甲醛危害及防護(hù)用品中甲醛檢測依據(jù)

20世紀(jì)20年代以來，紡織用甲醛樹脂開始在面料整理中使用，在紡織印染行業(yè)助劑中添加甲醛，可以達(dá)到防縮水、抗皺、防水、防褪色、阻燃等功能[1]。此外，在助劑中添加甲醛還能夠滿足保持印花、染色的耐久性和改善手感等需求。甲醛是一類致癌和致畸性物質(zhì)，會對人體健康造成危害。因此，國家對紡織品中的甲醛含量進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定，分別針對兒童、成人非直接接觸衣物和成人直接接觸衣物等進(jìn)行了限值規(guī)定[2]。

近年來，口罩中采用棉紗布或無紡布制造口罩時，也同樣面臨著甲醛超標(biāo)問題。因此，在這兩年新出臺的口罩標(biāo)準(zhǔn)TAJ 1001—2015和GB/T 32610—2016中均對口罩中甲醛的含量進(jìn)行了限定。這兩份標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定甲醛的測試采用GB/T 2912.1—2009《紡織品 甲醛的測定 第1部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，甲醛含量的測定采用乙酰丙酮比色法。但是，盡管該方法具有很強(qiáng)的實用性，但在實際測定過程中，仍然存在著一些問題，會影響到樣品中甲醛含量的測定結(jié)果。主要問題為：

一是分光光度計的吸光度范圍問題，分光光度法中吸光度在0.2～0.8之間時數(shù)據(jù)采信度較高，被測試試樣的吸光度太大或太小，都可能會產(chǎn)生比爾定律偏離。因此在吸光度測定時，還需考慮到吸光度問題，濃度過高時需進(jìn)行溶液稀釋；而濃度過低時，則需要加大取樣量，以獲得滿意的精度。無疑，這會增加測試過程的工作量以及實驗室成本。

二是雙甲酮的確認(rèn)問題，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，如果懷疑吸收不是來自于甲醛而是受其他因素影響，則需用雙甲酮進(jìn)行確認(rèn)試驗[3]。因此，對于樣品中出現(xiàn)的甲醛是否需要進(jìn)行確認(rèn)試驗，則是由檢測人員自行決定。同樣地，對于實驗室之間數(shù)據(jù)的一致性和人力物力的成本都會帶來一定的麻煩。

三是萃取過程中樣品的褪色問題，如果在萃取過程中產(chǎn)品出現(xiàn)褪色現(xiàn)象，會污染到萃取液并干擾到檢測結(jié)果，使得測試結(jié)果發(fā)生偏離[1，4]。

四是干擾物質(zhì)存在問題，在萃取過程中，比色法會受到一些化學(xué)物質(zhì)如酚、SO2、胺等物質(zhì)的干擾，進(jìn)而影響到測試結(jié)果的準(zhǔn)確性[4]。

五是乙醛等物質(zhì)存在的問題。通常來說，在產(chǎn)品處理過程中加入甲醛進(jìn)行整理時，會引入到乙醛等物質(zhì)，而乙醛同樣會對人體產(chǎn)生危害，低濃度的甲醛同樣會引起眼、鼻及上呼吸道刺激癥狀及支氣管炎。高濃度吸入則會有一定的麻醉作用，對皮膚也存在有致敏性。采用比色法無法對乙醛等其他有害物質(zhì)的存在進(jìn)行檢測。

基于此，本文采取了高效液相色譜法檢測口罩中甲醛的含量，以有效地排除在比色法萃取及測量過程中產(chǎn)生的各種干擾，以更快更準(zhǔn)確地測試出口罩中所含有甲醛的真實含量。

1.2 試驗部分

（1）儀器與試劑

Agilent 1260高效液相色譜儀，檢測器為DAD檢測器（安捷倫科技有限公司）；Milli-Q超純水儀（美國Millipore公司）；DKZ-450B型電熱恒溫振蕩水槽（上海森信實驗儀器有限公司）；XS205DU電子天平（梅特勒—托利多儀器有限公司）。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)品：10500 mg/L，購買于中國計量科學(xué)研究院。乙腈（HPLC級，德國Merck公司）；DNPH（分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；磷酸（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；超純水（18.2 MΩ·cm）。

（2） 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

DNPH溶液的配制：1.2g DNPH加入到30 mL水和170mL濃磷酸中，溶解后得到DNPH溶液。

取0.1mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，移入裝有20mL蒸餾水的50mL容量瓶中，振蕩搖勻后用蒸餾水稀釋至刻度，即為甲醛標(biāo)準(zhǔn)母液。隨后，在8個10mL容量瓶中，分別加入4 mL乙腈，然后分別加入0.005mL、0.025mL、0.05mL、0.25mL、0.50mL、1.0mL、2.5mL和5.0 mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)母液，立即加入0.5 mLDNPH溶液，搖勻后用蒸餾水稀釋至刻度，放置60min后經(jīng)0.45μm濾膜過濾后上機(jī)分析，制作甲醛標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（3） 樣品的處理

準(zhǔn)確稱取2g試樣（精確至0.1 mg），放入到100 mL錐形瓶中，加入50 mL去離子水后在40℃水浴中振蕩60 min后過濾至錐形瓶中，冷卻至室溫后備用。

將4 mL乙腈、5 mL過濾后萃取液和0.5 mL二硝基苯肼溶液加入到10 mL容量瓶中，蒸餾水定容后，放置衍生60 min后經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后上機(jī)分析。

（4）液相色譜條件

色譜柱：Eclipse XDB C18 （4.6mm×250mm，5μm）；進(jìn)樣量：20μL；柱溫：30 ℃；檢測波長：350nm；流速：1mL/min；流動相A：超純水；流動相B：乙腈。洗脫程序：40% A；運(yùn)行時間10min。

1.3 結(jié)果與討論

甲醛經(jīng)衍生后通過高效液相色譜分析后的色譜圖和光譜圖見圖1。其中色譜圖上3.5min處為DNPH色譜峰，5.25min處為甲醛-DNPH色譜峰。標(biāo)準(zhǔn)曲線在0.01mg/L～10mg/L范圍內(nèi)與峰面積呈現(xiàn)線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)為0.99973。

（1）實際樣品檢測

通過本文所采用方法對4種防護(hù)用品分別進(jìn)行檢測，測試結(jié)果見表1。從表中可以明顯可出，4種防護(hù)口罩均檢測出少量的甲醛，盡管含量低于標(biāo)準(zhǔn)中要求的甲醛檢出值，但是當(dāng)使用比色法進(jìn)行防護(hù)口罩中甲醛的檢測時，測試過程中的干擾極有可能會影響到最終的判定。與此同時，圖2給出了其中一個樣品的測試色譜圖，峰1為甲醛，峰2和峰3分別為乙醛和丙酮與DNPH的衍生物。在測試過程中，有少量的乙醛和丙酮被檢測出，也說明防護(hù)口罩中確實是會存在著其他的有毒有害物質(zhì)。

（2）方法回收率與精密度

對樣品進(jìn)行添加回收試驗，共選取兩個濃度進(jìn)行試驗，每個濃度水平進(jìn)行5次重復(fù)試驗，方法回收率和精密度見表2。結(jié)果表明，加標(biāo)回收率范圍在88.80% ～ 102.5%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.5% ～ 6.2%。

2 微生物

2.1 微生物危害及防護(hù)用品中微生物的限值

霧霾天氣微生物會附著在顆粒物上，目前已知的霧霾空氣中大約有1300種微生物[5]，其中有部分已知微生物會引發(fā)人類的過敏和肺部疾病。在新頒布的防護(hù)口罩標(biāo)準(zhǔn)TAJ 1001—2015和GB/T 32610—2016中均對防護(hù)口罩中微生物進(jìn)行了限值規(guī)定，其中大腸菌群和致病性化膿菌不得檢出，真菌菌落總數(shù)和細(xì)菌菌落總數(shù)分別不大于100 cfu/g 和200 cfu/g。

值得注意的是，由于佩戴防護(hù)口罩的霧霾空氣中往往會存在著一定量的微生物，但目前市售的防護(hù)口罩中大部分都不具有抗菌性，因此這就會使得在使用過程中附著在顆粒物上的微生物被吸附過濾在防護(hù)口罩上。消費(fèi)者佩戴防護(hù)口罩時的局部微環(huán)境為微生物的生長提供了合適的溫濕度，在吸氣過程中就極有可能將微生物吸入呼吸道，從而帶來二次污染。鑒于此，針對防護(hù)口罩在附著有一定微生物時，在一定溫度和時間下，微生物是否還存在就成為一個值得研究的問題。

2.2 試驗部分

（1） 儀器與試劑

恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；水浴鍋（上海森信實驗儀器有限公司，DKZ-450B型）；恒溫調(diào)速搖瓶柜（上海知楚儀器有限公司，ZQTY-70S型）；高壓滅菌鍋（上海申安醫(yī)療器械廠，LDZM-60KCS型）；二級生物安全柜（美國Thermo，1300-A2型）。

大豆蛋白胨肉湯（TSB）；大豆蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基（TSA）；營養(yǎng)肉湯（NB）；SCDLP液體培養(yǎng)基；稀釋液；計數(shù)培養(yǎng)基（EA），均采購于北京陸橋技術(shù)有限責(zé)任公司。

菌種：大腸桿菌 （ATCC 11229）。

（2）凍干菌的活化

將凍干菌融化分散在5 mL的TSB中呈懸浮狀，在37℃下培養(yǎng)24 h；用接種環(huán)取菌懸液以劃線法接種到TSA平皿上，在37℃下培養(yǎng)24 h；從培養(yǎng)皿上取典型菌落接種在TSA斜面試管內(nèi)，在37℃下培養(yǎng)24 h，斜面試管儲存于冰箱內(nèi)（5℃～10℃）作為保存菌。

（3） 試驗菌液的培養(yǎng)和制備

培養(yǎng)A：用接種環(huán)取保存菌，以劃線法接種EA平面皿上，在37℃下培養(yǎng)24 h。

培養(yǎng)B：取20 mL肉湯NB放入到100 mL的錐形瓶內(nèi)，用接種環(huán)取培養(yǎng)A的典型菌落接種在肉湯內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為溫度37℃，振動頻率為110 min-1，時間為24 h。

培養(yǎng)C：取20 mL肉湯NB放入到100mL的錐形瓶內(nèi)，取0.4mL培養(yǎng)B菌液加入瓶內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)后菌濃度為107cfu/mL。培養(yǎng)條件為溫度37℃，振動頻率為110min-1，時間為3h。

試樣菌液的制備：用水對肉湯NB進(jìn)行稀釋，調(diào)節(jié)培養(yǎng)C的菌液濃度為103 cfu/mL，作為試驗菌液。

采用分光光度計測定菌液濃度。

（4）樣品的處理

試樣的接種：取0.2 mL試驗菌液分散接種在小瓶內(nèi)的試樣（試樣質(zhì)量4.00 g）上。

培養(yǎng)及洗脫：將已接種試驗菌液的小瓶在37℃下分別培養(yǎng)0h、24h、144h和168h。隨后在培養(yǎng)后小瓶中分別加入20mL SCDLP培養(yǎng)基，振蕩器振蕩5次后將細(xì)菌洗下。

菌落數(shù)的測定：取1 mL上述溶液分別注入兩個平皿內(nèi)，各加入15 mLEA，室溫下放置至培養(yǎng)基凝固后，將平皿倒置放置在37℃下培養(yǎng)48 h，隨后對菌落總數(shù)進(jìn)行計數(shù)。

2.3 結(jié)果與討論

常用防護(hù)口罩主要分為一次性防護(hù)口罩和可更換性防護(hù)口罩。由于一次性防護(hù)口罩使用周期較短，因此本試驗只針對4種防護(hù)口罩開展了0 h和24 h微生物生長情況培養(yǎng)。對于可更換性防護(hù)口罩，則將時間分別設(shè)定為0h、24h、144h和168h。

圖3給出了一次性防護(hù)口罩在0 h和24 h的微生物生長情況，從圖中可以明顯看出，4種一次性防護(hù)口罩在0 h時菌落總數(shù)較少，約為5～12 個；經(jīng)過24 h后，菌落總數(shù)有了顯著的增加，增長為300～400個左右（表3），充分表明當(dāng)微生物附著在口罩上時，合適的溫度會促進(jìn)菌群的生長。

可更換性防護(hù)口罩的結(jié)果也表明了相同的趨勢（圖4），即24 h后菌落總數(shù)增長明顯，但144 h和168 h的菌落總數(shù)有所回落（表3），這可能是時間較長，部分菌出現(xiàn)凋亡所致。

3 結(jié)語

（1）在測試口罩中甲醛的含量時，采用比色法會對最終結(jié)果帶來一定的干擾，而選擇采用高效液相色譜法時，則會彌補(bǔ)比色法的諸多缺陷，能夠更為準(zhǔn)確地給出口罩中甲醛的真實含量；因此，本文建議在口罩中甲醛的測試方法標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)修訂為液相色譜法，以避免假陽性樣品的檢出。

（2）即使新購買的防護(hù)口罩在測試時微生物指標(biāo)是合格的，但是由于空氣中存在著微生物，在使用者佩戴口罩的微環(huán)境中，仍可以檢測到微生物的增殖，從而為消費(fèi)者帶來二次污染。因此，建議防護(hù)口罩能夠采用抗菌性技術(shù)，并且在防護(hù)口罩的測試標(biāo)準(zhǔn)中增加抗菌性能測試，以更為有效地保護(hù)公眾健康。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝思瑤. 消除紡織品甲醛檢測中褪色干擾的研究[J].山西大同大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2016， 32（1）： 45-47.

[2] GB 18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》[S].

[3] GB/T 2912.1—2009《紡織品 甲醛的測定 第1部分：游離和水解的甲醛（水萃取法）》[S].

[4]張春玲. 高效液相色譜法測定紡織品中游離甲醛含量[J].現(xiàn)代測量與實驗室管理， 2007， （4）： 11-13.

[5] 田埂. 霧霾中的“危險分子”[J].生命世界， 2014， （6）： 54-57.

（作者單位：無錫出入境檢驗檢疫局）