孟军
（通标标准技术服务有限公司顺德分公司，广东佛山 528333）
人类近1/3 的时间是睡眠时间，在睡眠过程中，人的口鼻与床垫的距离较近，睡眠时口鼻距离床垫的平均高度被定义为睡眠微环境（Sleeping microenvironment-SME）；
而床垫的VOC（挥发性有机化合物）释放对微环境的影响至关重要[7]。这也意味着床垫是否含有挥发性有机物对家居健康有十分重要的意义。对于儿童，尤其是婴幼儿睡眠行为的特殊性（睡眠时间较长），风险的临界值低，暴露于VOC 的风险更高。已经有大量的研究表明，早期的VOC 暴露，对婴幼儿呼吸系统和免疫系统的影响较大，增加了过敏性疾病的患病几率。调查资料显示，我国约有27%～47%的儿童有各类睡眠障碍，出现入睡困难、睡觉打鼾、肢体抽动和频繁夜醒等睡眠问题。除婴幼儿自身身体状况因素外，也可能是睡眠环境要素引起的。床垫作为睡眠环境要素中与婴幼儿直接接触的物品，其质量的优劣对于婴幼儿的睡眠质量有重要影响。为此，2021 年5 月发布了新标准QB/T 5590-2021《婴幼儿床垫》，相对于成人床垫，该标准对婴幼儿床垫的质量安全性能提出了更高的要求。其中，甲醛释放量的限量要求由0.05 mg/(m2·h)降低值至0.04 mg/(m2·h)，同时增加了总挥发性有机物的限量要求（TVOC ≤0.4 mg/(m2·h)）。在QB/T 5590-2021 标准出现之前，商家往往依据成人床垫的标准QB/T 1952.2-2011《软体家具 弹簧软床垫》或GB/T 26706-2011《软体家具 棕纤维弹性床垫》来检测婴幼儿床垫，甚至为了节约成本而不进行检测，导致婴幼儿床垫市场鱼目混珠，许多不适合婴幼儿身体发育特征的床垫在市场上滥竽充数[1]。一些不法商贩采用成本低廉而色彩鲜艳的染料或者不合格的芯料以降低制作成本，这种床垫的VOC、甲醛等有害物质往往较高，给婴幼儿身体健康带来了直接的危害。为了研究婴幼儿床垫的甲醛释放量和TVOC 释放现状，本文依据QB/T 5590-2021 对20 张婴幼儿床垫进行了检测，同时对甲醛释放量和TVOC 的释放来源进行了详细分析与研究，为生产企业提供一些参考以提高产品质量。
1.1 试验仪器
1 m3环境气候舱；
紫外可见分光光度计；
热脱附仪-气相色谱质谱联用仪；
Tenax TA 吸附管；
恒流空气采样器。
1.2 试验材料
（1）从电商平台随机购买20 张婴幼儿床垫。采购的样品涵盖了目前市面上常用的内芯材料，包括化纤棉、棕纤维、乳胶、3D 材料以及它们的复合材料。
（2）试剂：1.0 μg/mL 甲醛标准溶液；
酚试剂；
硫酸铁铵；
VOC 混合标准溶液：包括苯、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、对/间二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯和正十一烷标准物质，浓度分别为10 μg/mL、100 μg/mL，利用甲苯响应值半定量分析除标准物质外的其他化合物。
1.3 舱内试验条件
温度：（23±0.5）℃；
湿度：（50±3）%；
承载率：（1±0.02）m2/m3；
空气置换率：（1±0.05）h-1；
样品表面空气流速：0.1 m/s～0.3 m/s。
1.4 试验方法
依据标准QB/T 5590-2021《婴幼儿床垫》，按GB/T 18587-2001 试验方法进行：
（1）从婴幼儿床垫上裁取尺寸为500 mm×800 mm 的试样；
（2）提前1 天～2 天启动1 m3环境实验舱，将环境实验舱调整为：空气交换率1.0 h-1，温度（23±1）℃，相对湿度（50±5）%，空气流速≤0.3 m/s，运转稳定，检测舱内空气的本底浓度并达到试验要求：TVOC 浓度（以甲苯计）≤20 μg/m3；
任何一种单独的VOC 浓度≤2.0 μg/m3；
（3）将制取的样品平铺于气候箱内，关闭舱门，开始计时，24 小时后抽取舱内空气进行甲醛和TVOC 的测试。
对采集到的20 组样品分别进行测试，检测结果如表1 所示。20 组样品中有2 组样品甲醛释放量不合格，不合格率为10%，其中有一组样品甲醛释放量高达0.148 mg/m2·h，几乎是限量要求（≤0.04 mg/m2·h）的4 倍。有1 组样品TVOC 不合格，不合格率为5%，同时有2 组样品的TVOC 分别高达0.31 mg/m2·h、0.39 mg/m2·h，接近限量指标的要求（≤0.4 mg/m2·h）。
表1 20 张婴幼儿床垫的甲醛释放量与TVOC 检测结果
通过样品的检测结果及其对应的内芯材料发现，对于内芯材料仅含有环保棕材料的复合面料覆面的样品，它们的甲醛释放量和TVOC 数值均较低。对于含有乳胶的样品，其TVOC释放量一般较高，其中样品6 的TVOC 超标，仅含有乳胶的样品15 释放的TVOC 高达0.39 mg/m2·h，接近标准限量要求，这很可能是乳胶释放所致。为此，本文进一步研究了乳胶原材料的甲醛释放量和TVOC 释放规律（如表2 所示）。由表2 可知，除了样品a 的甲醛释放量（0.100 mg/m2·h）较高外，其他样品的甲醛释放量均较低。关于乳胶的TVOC 释放量方面，从拆开包装到放入气候箱24 h 后采样，结果显示多数乳胶的TVOC 数值很高，其中样品a 和样品e 的TVOC 数值分别高达0.821 mg/m2·h、0.870 mg/m2·h，远远超过限量要求，这也是婴儿床垫样品TVOC 释放的主要来源。通过研究样品a 和样品e 的TVOC 释放量随放置时间的关系发现，乳胶的TVOC释放量随放置时间的增加迅速减少。放置时间由24 h 增至168 h 时，样品a 的TVOC 数值由0.821 mg/m2·h 迅速减少至0.122 mg/m2·h，样品e 的TVOC 数值更是从0.870 mg/m2·h 迅速降至0.060 mg/m2·h。因此，婴儿床垫放置一段时间后，其挥发性有机物释放量将会大大降低。
表2 乳胶的甲醛释放量和TVOC
另外，表1 中样品1 的甲醛释放量高达0.148 mg/m2·h，应该是劣质的化纤棉释放所致，化纤棉加工过程使用的防腐剂或胶黏剂引入了甲醛。样品2 内芯材料虽然只有环保棕，但是其覆面材料有一面是颜色鲜艳的织物凉席。有记者调查发现[2]，网上随机购买的6 张凉席中就有一张的甲醛含量超标，其甲醛含量超过标准要求的1.25 倍。2015 年江苏省质监局开展凉席产品监督抽查发现，抽查的78 批次竹凉席的合格率仅为37.2%，存在的主要问题是甲醛含量和甲醛释放量超标[3]。2014年国家质检总局抽查的50 批次凉席中[4]，有8 批次甲醛含量超过75 mg/kg，23 批次甲醛含量在20 mg/kg～75 mg/kg 之间。因此，样品2 的超标甲醛释放量和TVOC 很可能归因于那一面凉席。凉席中的甲醛主要来源于以下几个方面[3]：（1）生产过程经过脱色、漂白、机械编织等工序时残留甲醛；
（2）上色、印花等后处理工序带入；
（3）加工助剂（防霉剂、防虫剂等）。
为了更好地辨别样品的挥发性有机物（VOC）的来源，本文定性分析了TVOC 释放量较高的3 张婴幼儿床垫的VOC种类，即对样品的色谱图中峰面积占比最大的5 个色谱峰进行NIST 库检索，定性分析婴儿床垫所释放的VOC 种类，其中以匹配度大于85%作为定性认定准则。3 个样品的VOC 种类如表3 所示，样品2 释放的TVOC 中有接近一半是N,N-二甲基甲酰胺（简称DMF）。DMF 是多种高聚物良好的溶剂，可用于合成纤维的湿纺丝，能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带有染料的特点。因此，该样品的DMF 很可能是在生产颜色艳丽的纺丝席面时引入的。样品2 其他的VOC 主要有酯类、醇类和烷烃类。样品6 释放的VOC 主要由醇醚类和烯烃类组成，而且超过一半VOC 是醇醚类。醇醚类主要是作为制备乳胶时添加的助剂。同时该样品释放出一定量对人体健康有危害的苯乙烯，生产乳胶制品的主要原材料之一是合成乳胶丁苯橡胶，而丁苯橡胶则是由苯乙烯和丁二烯共聚获得[5]，即该样品的苯乙烯挥发物来源于乳胶制品的原材料残留。因此，该样品的VOC 主要来源于乳胶。样品15 释放的TVOC 中有超过一半是胺类，其中二乙基胺峰面积占比约50%，苯胺占比约7%。氨及其复合保存体系氨加上二硫化四甲基秋兰姆/氧化锌被视为天然乳胶主要保存剂，也就是说，该样品释放的胺类挥发物同样来源于内芯材料乳胶。值得注意的是，该样品还释放了苯系物二甲苯（占比3.38%），苯系物对人体毒性较大，长期接触有害挥发性有机物可能使人体患有呼吸系统疾病、心血管和神经系统疾病，包括哮喘、慢性阻塞性肺病和白血病[6]。
表3 部分婴儿床垫VOC 种类
本文依据最新发布的标准QB/T 5590-2021《婴幼儿床垫》对婴幼儿床垫的甲醛释放量和TVOC 进行了检测。检测结果表明，婴幼儿床垫的产品质量安全性能不容乐观，甲醛释放量不合格率达到10%，TVOC 不合格率达到5%。通过分析甲醛与挥发性有机物的来源发现，甲醛主要由加工化纤棉或者织物凉席时引入，挥发性有机物主要来源于乳胶或者织物凉席。因此，建议企业在生产婴幼儿床垫时选择检测合格的内芯材料，特别注意乳胶、化纤棉和织物制品等原材料的环保性能，同时建议消费者购买婴幼儿床垫后通风放置至少7 天后再使用，特别是内芯含有乳胶的床垫。
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