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玩具中有害化学物质的检测研究进展

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梁建坤 ^*

实验室检测 | 创新应用 2025,3(5): 48-50

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玩具中有害化学物质的检测研究进展

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梁建坤^*

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华测检测认证集团股份有限公司顺德分公司佛山 528305

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^*梁建坤，初级质量助理工程师，研究方向为电器电子产品、纺织品、玩具等产品的有害物质VOC 项目检测、数据分析与处理。E-mail: 675987065@qq.com

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出版时间: 2025-03-08

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摘要

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本文全面概述了玩具中有害化学物质的检测研究进展,首先分析了玩具中常见的有害化学物质,包括重金属、增塑剂、甲醛及挥发性有机化合物(VOCs)等,详细阐述了对儿童健康的潜在威胁,随后深入探讨了玩具中有害化学物质的检测方法,重点介绍了重金属检测的AAS、ICPAES、ICPMS等方法,增塑剂检测的GCMS、LCMS等技术,以及甲醛和VOCs检测的新进展。本文旨在为玩具生产企业、检测机构及政府监管部门提供有害化学物质检测方面的技术参考,促进玩具行业的健康可持续发展,确保儿童玩具安全无害。

关键词

玩具 / 有害化学物质 / 检测

引用本文

梁建坤. 玩具中有害化学物质的检测研究进展. 实验室检测, 2025 , 3 (5) : 48 -50 .

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0 引言

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玩具中有害化学物质的来源广泛, 涉及生产、加工、使用等多个环节。重金属如铅、镉、汞等, 作为常见的有毒元素, 极易通过玩具表面涂料、塑料部件等途径进入儿童体内,对儿童的神经系统、消化系统、免疫系统等造成不可逆的损害；增塑剂、多环芳烃、挥发性有机化合物 (VOCs) 等有害化学物质也广泛存在于玩具中,会对儿童的皮肤、呼吸系统甚至生殖系统产生不良影响。采用科学的检测技术与方法, 对于保障儿童玩具的安全性具有重要意义。本文旨在探讨玩具中有害化学物质的检测研究进展,以期为玩具的安全生产和监管提供科学依据。深入研究玩具中有害化学物质的检测方法和技术, 对于保障儿童健康成长具有重要意义。

1 玩具中常见有害化学物质分析

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(1)重金属。铅是一种有毒重金属,对儿童健康的危害尤为严重,长期接触铅会导致儿童智力发育迟缓、注意力涣散、反社会行为增加,还可能引起贫血、高血压、肾功能损害、免疫毒性及生殖器官的毒性。镉也是一种有毒重金属,长期接触镉主要会导致肾脏损害,引起钙、磷和维生素 D 的代谢障碍^[1]。

(2)增塑剂。邻苯二甲酸酯类增塑剂是一种常见的增塑剂, 被广泛用于塑料制品中, 然而增塑剂具有潜在的健康风险,可能干扰内分泌系统,导致儿童肥胖、自闭症、男童女性化、女童性早熟等疾病^[2]。

(3)甲醛。甲醛是一种已知的致癌物质,长期接触高浓度甲醛可能引发儿童咳嗽、皮疹等过敏症状,严重时甚至增加患白血病的风险。

(4)VOCs。VOCs 是一类具有刺激性气味的化学物质, 长期接触可能对儿童的呼吸系统产生不良影响。VOCs 能够刺激儿童的呼吸道黏膜,导致咳嗽、喉咙不适、气喘等症状, 还可能引发炎症反应, 影响呼吸道的正常功能。长期暴露在高浓度的 VOCs 环境中, 儿童的呼吸系统问题可能会持续加重,甚至导致慢性支气管炎、支气管哮喘等慢性疾病；某些 VOCs 如甲醛、苯等还具有致癌性,长期接触可能增加儿童患白血病、淋巴瘤等血液性疾病的风险^[3]。

2 玩具中有害化学物质的检测方法

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2.1 重金属检测方法

在玩具重金属检测中, 常用的方法包括原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等,不同方法各有优缺点。AAS 的原子吸收带宽很窄, 谱线干扰几率小, 测定比较快速简便,火焰原子吸收光谱法灵敏度可达${10}^{-9}$到${10}^{-6}$级,石墨炉原子吸收光谱法绝对灵敏度更高,但是测定不同元素需要更换光源灯, 操作相对繁琐, 且对于某些难熔元素, AAS 的灵敏度可能不尽如人意^[4]。ICP-AES 的检测范围广, 能够同时测定样品中的多种元素, 包括金属元素和部分非金属元素。灵敏度高, 能够精准测量各种变量的含量,且稳定性好,实验成本较低,实施起来更加便捷；但某些情况下,干扰可能导致测定结果失真。相对于其他方法, ICP-AES 的样品处理时间可能较长。ICP-MS 的元素覆盖范围广, 大多数第一电离电位低于氩的元素都可以通过 ICP-MS 进行分析; ICP-MS 的检出限极低, 能够检测极低浓度的元素; 使用高速扫描四极杆分析仪, 可以在短时间内完成样品中的完整元素组分析; 但是 ICP-MS 设备成本较高, 可能限制其普及程度, 且对操作要求较高, 需要专业的操作人员和维护团队。例如,许秀琴等^[5]在研究中利用 ICP-MS 技术检测了儿童玩具中的多种重金属元素, 发现该方法不仅能够快速准确地定量分析铅、镉、汞等有毒元素,而且其检出限极低,达到了$\mathrm{{pg}}/\mathrm{g}$级别,提升了检测的灵敏度; 通过优化样品前处理步骤, 有效减轻基质效应对检测结果的影响, 使得 ICP-MS 技术在复杂基质玩具样品中的应用更加可靠。

2.2 增塑剂检测

气相色谱 - 质谱联用技术 (GC-MS)是玩具中增塑剂检测最常用的方法, 该技术结合了气相色谱 (GC)的高效分离能力和质谱的高灵敏度、高准确度的定性定量能力, 能够准确检测出玩具中的增塑剂种类和含量。GC-MS 还可以用于检测玩具中的其他有害物质, 如多环芳烃等。液相色谱 - 质谱联用技术 (LC-MS) 也是玩具中增塑剂检测的重要手段之一, 与 GC-MS 相比, LC-MS 更适合于检测复杂基质中的增塑剂, 如含有多种添加剂的塑料玩具。LC-MS 具有高分辨率和高准确度, 能够准确识别增塑剂的分子结构, 并进行定量分析。除了 GC-MS 和 LC-MS 外, 还有其他一些检测方法也被用于玩具中增塑剂的检测, 如红外光谱分析 (FTIR)、热重分析 (TGA) 等, FTIR 用于识别增塑剂的分子结构, 通过特征峰来判定增塑剂的种类; TGA 则用于评估增塑剂的热稳定性和热分解行为, 为增塑剂的安全性评估提供重要依据^[6]。

随着对玩具中增塑剂危害性的认识不断加深, 各国纷纷制定了严格的检测标准和法规,比如欧盟在 2005 年颁布了关于邻苯二甲酸盐的 2005/84EC 指令, 要求所有塑胶材料的玩具和儿童产品所含 DBP、DEHP、BBP 三类增塑剂质量分数总和不得超过 0.1%；对于可被儿童放入口中的玩具及儿童产品的塑胶材料, DINP、DIDP、DNOP 三类增塑剂质量分数总和也不得超过${0.1}{\% }^{\left\lbrack 7\right\rbrack }$。中国、美国、日本等国家也制定了相应的玩具中增塑剂检测标准和法规。同时,随着科技的进步,玩具中增塑剂检测技术也在不断创新和应用, 一些新型的样品前处理方法被用于提高检测的灵敏度和准确度, 如固相微萃取 (SPME)、微波辅助萃取 (MAE) 等; 一些新型的检测仪器也被用于玩具中增塑剂的检测, 如超高效液相色谱 (UPLC)、高分辨质谱 (HRMS)等。新技术和新仪器的应用为玩具中增塑剂的检测提供了更加便捷、准确和高效的手段。例如, 黄永辉^[8]在研究中采用 GC-MS 技术检测了玩具中的多种邻苯二甲酸酯类增塑剂, 并通过与实际样品中的增塑剂含量进行对比,验证了该方法的准确性和可靠性。LC-MS 作为另一种重要的增塑剂检测方法, 也在近年来取得了显著进展, 黄理纳等^[9]开发了一种基于 LC-MS 的新型增塑剂检测方法, 具有高灵敏度和高选择性, 能够同时检测玩具中的多种增塑剂和其他有害物质, 为玩具安全检测提供了新的技术手段。

随着玩具种类的不断增多和功能的日益复杂, 样品中的基质效应也越来越严重,增加了增塑剂检测的难度和复杂性。因此需要加强样品前处理研究,开发新型、高效的样品前处理方法, 以减轻基质效应对结果的影响。

2.3 甲醛检测

早期的甲醛检测主要采用传统化学分析法, 比如酚试剂分光光度法、乙酰丙酮分光光度法等。这些方法操作简便、成本低廉, 但灵敏度较低, 且易受其他干扰物质的影响, 而在复杂基质如玩具样品中的甲醛检测中应用受到一定限制。GC、高效液相色谱(HPLC)等方法逐渐被应用于玩具中甲醛的检测。色谱技术具有高灵敏度、高选择性和高准确度的优点, 能够准确检测出玩具中的甲醛含量, 特别是 HPLC 法, 结合适当的衍生化试剂和检测器, 可以实现对甲醛的痕量检测^[9]。质谱联用法,如 GC-MS、 LC-MS 等, 是近年来玩具中甲醛检测的重要进展, 其不仅具有高灵敏度和高选择性, 还能够提供甲醛的分子结构信息,有助于对甲醛进行准确定性,同时还能检测玩具中的其他有害物质, 如增塑剂、重金属等。为了满足现场快速检测的需求, 近年来还开发了一些快速检测法, 如便携式甲醛检测仪、试纸法等,均具有操作简便、快速便捷等特点, 但灵敏度和准确度相对较低, 仅适用于初步筛查和现场监控^[10]。

李函珂等^[11]利用 HPLC-MS 检测了玩具中的甲醛含量, 该方法具有高灵敏度、高选择性和高准确度等优点, 能够准确反映出玩具中甲醛的实际含量, 通过选择合适的衍生化试剂和检测器条件, 可以进一步提高 HPLC-MS 对甲醛的检测灵敏度和准确性; 一些新型快速检测法如便携式甲醛检测仪、试纸法等也在玩具甲醛检测中得到了初步应用, 虽然其灵敏度和准确度相对较低, 但操作简便、快速便捷的特点使其在初步筛查和现场监控中具有重要价值^[12]。

2.4 VOCs 检测

传统的玩具中 VOCs 检测方法主要包括 GC、GC-MS 等,具有灵敏度高、选择性好、定量准确等优点,但是也存在一些局限性, 如样品前处理复杂、检测时间较长等。随着科技的进步, 一些新型检测方法逐渐应用于玩具中 VOCs 的检测,例如顶空气相色谱法(HS-GC)通过将样品置于密闭容器中加热,使 VOCs 挥发至顶空部分, 然后进行气相色谱分析, 简化了样品前处理过程, 提高了检测效率；热脱附 – 气相色谱法 (TD-GC)、固相微萃取 – 气相色谱法(SPME-GC)等新型检测方法也在玩具中 VOCs 检测中得到了应用^[13]。为了满足对玩具生产过程中 VOCs 排放的实时监控需求, 一些在线监测技术逐渐得到发展, 能够实时、连续地监测玩具生产过程中的 VOCs 排放情况, 为生产过程中的 VOCs 控制提供了有力支持^[14-17]。

例如,时丽艳等^[18]采用 HS-GC 检测了玩具捏捏乐中的 6 种苯系物 VOCs, 该方法简化了样品前处理过程、提高了检测效率, 且检测结果准确可靠。新型检测方法的出现为玩具中 VOCs 的快速、准确检测提供了新的技术手段和思路^[15]。刘晖等^[19]利用质子转移反应质谱(PTR-MS) 技术实时监测了玩具生产过程中的 VOCs 排放情况, 该方法能够实时、连续地监测多种 VOCs 的浓度变化,为生产过程中的 VOCs 控制提供了有力支持, 其高灵敏度和快速响应的特点使得 PTR-MS 在玩具 VOCs 检测中具有独特优势。离子色谱法 (IC) 作为另一种新型检测方法, 也在玩具中 VOCs 的检测中得到了初步应用,洪长迪等^[20]采用 IC 检测了玩具中的挥发性有机酸等 VOCs 成分, 该方法具有高选择性、高灵敏度和良好的重现性,能够准确测定玩具中 VOCs 的含量, 通过优化色谱条件和样品前处理步骤, 进一步提高了 IC 对玩具中 VOCs 的检测效率和准确性。

3 结束语

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综上所述, 玩具中有害化学物质的检测是复杂而重要的研究领域。本文通过对玩具中常见有害化学物质的分析和检测方法的探讨, 为玩具的安全生产和监管提供了有益参考。未来, 随着科技的进步和检测技术的不断创新, 玩具中有害化学物质的检测将更加准确、高效和便捷。

参考文献

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文献

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排序方式：

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2025年第3卷第5期

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首发时间：2025-07-09
出版时间：2025-03-08

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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