加拿大多伦多大学ES&T：睡眠中的儿童会接触到床垫上的增塑剂、阻燃剂和紫外线过滤器吗？

环境人Environmentor · 公众号 · · 2025-05-06 08:53

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SVOCs，包括增塑剂、防污剂和阻燃剂，常见于睡眠微环境中的材料，如床垫。这些SVOC添加剂通常不会与添加的材料发生化学键合，不可避免地会迁移到周围的空气、灰尘、衣物、皮肤表面和玩具上。这种迁移的必然性基于基本的热力学原理，即高逸度的SVOC会被动扩散到低逸度区域，以达到平衡状态。在这种情况下，添加到材料中的SVOC处于高逸度状态且未发生化学键合，而上方的空气和人体则处于低逸度状态。这种 “被动” 迁移过程会导致儿童通过吸入、皮肤接触、灰尘摄入以及啃咬手、衣物、玩具和其他物品而接触到SVOCs。此外，儿童的活动会增加SVOC的释放。

大量证据表明，年幼儿童接触到的SVOCs水平较高。他们对吸入暴露更为敏感，因为其吸入速率比成年人高10倍。此外，由于手口动作频繁，儿童的暴露量也更高。而且，相对于体重，儿童的皮肤表面积比成年人多三倍以上，皮肤通透性也更高，因此皮肤接触暴露可能更高。

在此，我们测试了16款新型、价格较低的儿童床垫中选定的SVOCs，以检查其是否符合加拿大法规。接下来，我们验证了两个假设：一是儿童床垫的泡沫和罩子是SVOC排放的来源，因此会导致幼儿在睡眠微环境中早期接触这些物质；二是儿童的体温和体重会增加SVOC的排放率。在另一篇相关论文中，Vaezafshar等人发现，在加拿大多伦多和渥太华的25间儿童卧室中，睡眠微环境采样器中9种SVOCs的中位数浓度（在这种情况下为逸度）高于卧室空气，而放置在床垫上的采样器中两种PAEs和五种OPEs（包括异构体）的浓度高于睡眠微环境。这些结果表明，儿童在睡眠微环境中的接触量比在卧室空气中更高，且一些SVOCs源自床垫。我们关注的SVOCs包括PAEs、OPEs、二苯甲酮（BPs）和水杨酸酯（SALs）。多项研究记录了床垫释放的SVOCs和VOCs；然而，据我们所知，这是第一项纳入更符合实际情况的体温和体重因素的研究。温度主要通过影响蒸汽压来影响SVOC的排放，从而影响SVOC从材料的凝聚相转变为空气中气相的趋势。这种与温度相关的现象也适用于床垫和其他由聚氨酯泡沫制成产品的排放。预计床垫中化学物质的释放以及在睡眠微环境中的转移会随着身体重量对含有SVOCs材料的压迫而增加，这是因为压迫会压缩表面与身体之间的滞流空气层厚度，从而增加扩散速率，并将“受污染”的孔隙空气从泡沫中排出。

主要发现

1.床垫中的SVOC

在16款床垫中，45种目标邻苯二甲酸酯（PAEs）、有机磷酸酯（OPEs）、二苯甲酮（BPs）和水杨酸酯（SALs）里检测出了21种。其中，磷酸三（2-丁氧基乙基）酯（TBOEP）的检出频率为88%（16款床垫中有14款检测到），磷酸三（2-氯乙基）酯（TCEP）、磷酸三（2-异丙基苯基）酯（T2IPPP）和水杨酸甲酯（M-SAL）的检出频率为6.3%（16款里有1款检测到）。我们发现，床垫罩和泡沫中检测出的SVOCs总数、总浓度，与床垫价格没有关联。SVOCs的总数或浓度，和床垫罩所用聚合物类型（比如硬质聚氯乙烯（PVC），或者软质的聚丙烯（PP）与聚乙烯（PE）共聚物）也没有关系。不过值得一提的是，16款床垫罩里只有3款是PVC材质，而Boor等人测试的20款床垫罩中，有19款是PVC材质。下面我们会从预期增塑剂添加剂的角度，探讨这一情况的意义。最后，虽然并非所有床垫都能获取到相关信息，但SVOCs浓度和床垫组件的生产国之间，并没有明显联系。

SVOCs在泡沫和罩子中都能持续检测到，但在其中一个部位的浓度会高于另一个，这表明SVOCs从泡沫或罩子的主要来源迁移到了另一部位。在罩子中，PAEs、BPs和SALs的浓度更高，说明罩子是这些物质的主要来源（图S4展示了NMDS分析结果）。除了TBOEP，其他OPEs在泡沫中的浓度都更高（图S4）。NMDS分析显示，罩子和泡沫都是TCEP和TCPPs的来源，这可能是因为它们从泡沫中迁移出来，然后被罩子材料吸附，毕竟相较于大多数其他分析物，它们的蒸汽压更高，而且罩子材料的吸附能力也很强。

有研究表明，床垫，尤其是泡沫床垫，是OPEs的一个来源。OPEs可用作阻燃剂、增塑剂，还有其他用途。此次在泡沫中检测到的最高浓度出现在M-4床垫中，其中磷酸三（2-乙基己基）酯（TEHP）的含量为31000mg/kg，即3%，它在泡沫中既作为阻燃剂，又起到增塑剂的作用。其次是在床垫罩中的TBOEP，含量为22000mg/kg。TBOEP可作为增塑剂、阻燃剂和消泡剂，用于分解纺织品湿法加工过程中产生的泡沫。消泡剂会添加到纺织助剂中，比如染料载体、洗涤剂、湿润剂和印花糊料里，也会在聚合物生产过程中用作消泡剂，还能作为PVC的增塑剂。TBOEP的检出频率为88%，且浓度较高，这和在儿童睡眠微环境收集的灰尘中TBOEP含量较高的研究结果一致，而且儿童接触这种物质，患哮喘的几率也会增加。也有其他人报道过，住宅灰尘中TBOEP含量较高。此外，我们在M-8床垫中检测到了TCEP，其在泡沫和罩子中的含量分别为9000 mg/kg和6500 mg/kg，尽管加拿大法规禁止在用于3岁以下儿童的泡沫基产品制造或进口中使用TCEP。M-8床垫中的这些含量，比之前所有已发表的新床垫和含泡沫二手产品的数据都要高。

我们的数据表明，TCPP和TDCiPP仍在使用，推测是作为阻燃剂添加到床垫中，尽管满足特定的阻燃标准并不需要这些物质。我们在8款床垫中检测到了∑TCPPs（检出频率DF=50%，在M-3床垫的泡沫和罩子中，最高含量分别为8000 mg/kg和6900 mg/kg），在10款床垫中检测到了TDCiPP（检出频率DF=63%，在M-9和M-10床垫的泡沫中含量最高，为1700 mg/kg，其次是M-2床垫泡沫1600 mg/kg）。在美国制造的认证床垫M-16的泡沫中，检测到的∑TCPPs含量为1800 mg/kg，超过了加利福尼亚州0.1%（按重量计）的监管限值。在所有测试床垫中，我们检测到的TCPP和TDCiPP含量，比大约10年前Stapleton等人在美国床垫中检测到的含量要低，在此期间，美国开始限制这些OPEs的使用。例如，2014年，佛蒙特州将儿童产品和住宅软体家具中TCEP和TDCiPP的含量限制在低于0.1%。加利福尼亚州修订了软体家具的TB-117阻燃标准，现在不往泡沫里添加阻燃剂也能达到该标准（TB117 - 2013），并且要求制造商披露产品中阻燃剂的使用情况，还禁止销售儿童产品（包括床垫）中阻燃剂含量超过0.1%（按重量计）的产品。如前所述，加拿大虽已表明有相关意向，但尚未通过法规，来限制在床垫泡沫中使用TCPP和TDCiPP。OPE阻燃剂在包括床垫在内的多种产品中，添加浓度可为1%-30%（按重量计），以降低产品的可燃性；然而，满足加拿大儿童床垫的阻燃要求并不需要添加阻燃剂。我们检测到的TEHP最高含量为3%，在上述浓度范围内，但其他床垫中的含量远低于此，较低的含量可能是因为在生产其他需要添加阻燃剂以满足阻燃标准、却不用于床垫的泡沫时，产生了污染。

我们还检测到了BPs和SALs，推测床垫罩是这些物质的来源。这两类化学物质用于织物染料和合成树脂中，防止产品因紫外线照射而变质。这是首次有关于儿童床垫中紫外线过滤剂的数据。主要检测到的化学物质有BP（检出频率DF=63%，在M-15床垫罩中的最高含量为2300 mg/kg）、2-乙基己基水杨酸酯（2-E-H-SAL，检出频率DF=31%，在M-6床垫罩中的最高含量为9000 mg/kg）和苯基水杨酸酯（P-SAL，检出频率DF=69%，在M-8床垫罩中的最高含量为7100 mg/kg）。