侗族山区传统染料植物调查及其安全性研究

兰世超　石云昌　雷朝霞　赵君　张红

摘 要 侗族山区染料植物的利用历史悠久，为更好地传承发扬当地的传统染布技术，调查了侗族山区常用的染料植物及相关的染色工艺，并针对板蓝染色、薯莨染色和毛桐染色的安全性能进行研究。调查结果表明，侗族山区现有的染料植物有12个科12属12种，用于染布的有5种，用于染食品的有7种。安全性能研究结果表明，经植物染料染色的纺织布中pH值、甲醛含量以及重金属镉、铜和铅含量都远低于最新国家标准，安全性能良好，具有较好的发展前景。

关键词 传统植物染料;甲醛含量;重金属含量;侗族山区

中图分类号：TS193.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.092

侗族山区有丰富的植物資源，其中染料植物、香料植物、药用植物的资源尤为丰富，受到侗族群众的喜爱，关于香料植物和药用植物的研究目前已取得显著进展，但是关于染料植物的研究鲜见报道[1-3]。侗族山区人民利用染料植物历史悠久，形成了自己独有的一套染色工艺。利用传统的天然染料植物和传统的染布技术对棉布进行染色后，可用来制作传统服装。但是，自从合成染料出现后，天然染料就逐渐从织物染色领域退出[4]。与植物染料相比，合成染料工艺简单、重现性好、色牢度高、成本较低，在世界上得到广泛运用[5-6]。但是，合成染料中含有致癌物质，给人类健康带来了巨大隐患，同时也给环境造成了严重污染[7-8]。绿色环保和健康安全是当今社会倡导的主题，传统植物染料凭借其无毒害，安全健康，有特色，可以应用于真丝物、婴儿纺织品、装饰物品上等优势，再次被广泛关注和利用[9-13]。

但是，侗族传统的染布技术未能得到很好的传承、利用和研究，也没有关于其安全性的系统研究。基于此，对侗族山区的染料植物及染色工艺进行调查，并对该工艺染出的染料安全性能进行研究，为侗族山区传统染料植物及其技艺传承、开发利用提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与试剂

1.1.1 材料

侗族传统纺织棉布、板蓝、薯莨、毛桐。

1.1.2 试剂

自酿米酒、纯碱、牛皮胶、甲醛标准液、氯化钾、蒸馏水、浓硝酸、高氯酸、盐酸、酚试剂、硫酸铁铵。

1.1.3 仪器

木制蒸桶、木桶、木架、木锤、分光光度计、恒温振荡箱、pH计、玻璃仪器若干、JL系列天平秤、50 mL聚四氟乙烯坩埚、AA-6300型火焰原子吸收分光光度计、加热板。

1.2 实验方法

1.2.1 调查方法

本项目将采取访谈、实地勘察等田野调查法，对侗族传统植物染料及其传承应用进行全面调查研究，记录植物的生活环境及其染色部位和染色用途，并采样。

1.2.2 pH测定方法

根据GB/T 7573—2009纺织品水萃取液pH值的测

定[14]。取样品剪成小块，1 g为一份，每个样品3份，将样品放入含50 mL 0.1 mol·L-1 KCL溶液的250 mL带塞三角瓶中，浸泡，室温振荡2 h，过滤，取滤液进行pH值的测定，取平均值。

1.2.3 甲醛含量测定

参照梅爱华等[15]的研究方法，配制1 μg·mL-1的甲醛标准液，按照表1向试管中依次加入相应的试剂，摇匀后分别加入1 mL 2 g·L-1酚试剂，摇匀后再加入0.5 mL 20 g·L-1硫酸铁铵（取2 g硫酸铁铵用0.1 mol·L-1的盐酸定容至100 mL）摇匀，进行显色，室温放置反应15 min。使用分光光度计进行测定，波长为630 nm，并制成标准曲线，结果如图1。

检测甲醛的方法是根据GB/T 2912.1-1998《纺织品甲醛的测定》进行测定[16]。取样品剪碎，称取2 g，将每个样品置于三角烧瓶中，加水100 mL，密封，水浴（40 ℃）振荡加热60 min，过滤，滤液进行蒸馏，以水为吸收液。分别取样液各5 mL于烧杯中，加入1 mL 2 g·L-1酚试剂和0.5 mL 20 g·L-1硫酸铁铵摇匀，放置反应15 min，分光光度计630 nm波长处进行测定。计算样品中甲醛含量。

1.2.4 重金属离子含量测定

最新推出的GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》并没有涉及纺织品中重金属含量，但GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》对可萃取重金属含量作了明确要求，同时国际纺织品生态学研究与检测协会推出的2010版Oeko-Tex Standard 100标准对重金属含量作了更严格的要求[17]。本实验参照此标准对铅、镉和铜3种可消解试样中的重金属进行测定[18]。分别称取适量的氯化镉、硫酸铜、硝酸铅配成含铅、镉、铜100 mg·L-1的标准储备液并稀释成10 mg·L-1的工作液，将工作溶液配制成适当的梯度浓度，并在相应的波长下测定铅、镉、铜的吸光度，绘制标准曲线。铅、镉、铜的标准曲线如图2～4所示。

称取样品1 g于聚四氟乙烯坩埚中，加入20 mL盐酸，加热至180 ℃，所剩溶液约3 mL左右时，取下稍冷，加入硝酸10 mL，高氯酸6 mL，加盖加热至220 ℃，1 h后开盖，继续加热至冒浓烟时加盖，待黑色有机物分解后，开盖并蒸至内容物呈灰白色黏稠状。取下冷却，用1%稀HNO3定容至10 mL，离心，取上液在火焰原子吸收分光光度计上进行测定，计算出离子的含量。

2 结果与分析

2.1 传统染料植物调查

通过访问和实地勘察侗族山区常用染料植物发现，染料植物有12个科12属12种，如表2所示。

2.2 传统染色工艺

2.2.1 传统板蓝染色工艺

将采摘的板蓝倒入木桶，加水没过板蓝，浸泡3 d，待板蓝色素全部溶解，将其过滤去渣，最后得到靛水。然后加入石灰与靛水混合不断搅拌，直至无气泡产生。加盖静置，去除上层清液，沉淀便是初步制得的靛泥。取靛泥3.5 kg、米酒2.5 kg、纯碱1 kg，混匀后放入木桶加水至木桶容量的90%，发酵15 d左右染液呈浅绿色或棕黄色，如果不是则为失败，需重新制备。

1）将布料放入染液中泡3～4 min，捞出沥干水分，重复4次，最后洗去浮色晒干，每次重复需搅拌染液直至出大量泡沫后静置2 h。2）将晒干布料蒸30 min，取出晒干，放入染缸染色2 min，沥干水分，再放染缸染色2 min，再沥干水分，如此重复4次，洗去浮色，将洗净布料捶打直至柔软;第二步需重复两次。3）晒干后用牛皮胶水溶液（200 g牛皮胶，加入能润湿一匹布的水量即可）润湿，晒干，后放入染缸染色3 min，取出捶打至柔软，第三步重复4次，布料呈暗红色即可。

2.2.2 传统薯莨的染色工艺

将500 g薯莨削皮切片，加水将色素泡出后加入米酒250 g，纯碱10 g，浸泡24 h（室温可保存3 d）。将布料放入染液中，染液没过布料，浸泡1 min晒干，重复3次即可，染液只能浸泡一次，每次需更换染液。

2.2.3 传统毛桐的染色工艺

取适量毛桐树根，树龄大更佳，洗净，剥皮，根皮放入锅中，加水没过，煮1 h，加适量米酒，搅拌均匀，放凉即为染液，室温可保存3 d。将布料放置盆中，倒入染液，染液需没过布料，浸泡15 min，洗去浮色，晒干，重复3次即可。染液不可重复使用。

2.2.4 传统枫树染色工艺

将枫树嫩枝、叶、皮一起剁碎，揉搓30 min，在40～60 ℃水温中浸泡24 h，水量需没过枫叶，在浸泡过程中需不间断揉搓5～6次，每次揉搓15 min，过滤，滤液即为染液。若染液颜色较浅，可重复该步骤3次。染液泡糯米，需没过米10 cm左右，浸泡4～5 h染色完成。

2.2.5 传统密蒙花染色工艺

取适量密蒙花放入锅中，加水没过，水量2 800～3 000 mL为佳，煮10 min，待水颜色变深过滤，滤液即为染液。待染液冷却至温热浸泡糯米，4～5 h染色完成。

2.3 pH值

经检测，以上使用板蓝、薯莨和毛桐染色法染色的布料pH值分别为7.48、7.5和7.5，见图5。按照GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》，婴幼儿纺织产品pH值要求4.0～7.5，直接接触皮肤的纺织品pH值要求4.0～8.5，非直接接触皮肤的纺织品pH值要求4.0～9.0[18]。因此认为，实验用的三种样品的pH值都在标准范围内，符合规范。

2.4 甲醛含量

实验结果表明，板蓝、毛桐和薯莨染色法染色的布料甲醛含量分别为3.91 mg·kg-1、4.56 mg·kg-1和4.47 mg·kg-1，如表3所示。甲醛是有毒物质，对人体伤害很大，长期使用含量超标的纺织物会诱发癌症。我国国家标准GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》、GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》明确限定了纺织品的甲醛含量，要求婴幼儿纺织产品甲醛含量低于20 mg·kg-1，直接接触皮肤的纺织品甲醛含量低于75 mg·kg-1，非直接接触皮肤的纺织品甲醛含量低于300 mg·kg-1[17，19]。实验的三种样品甲醛含量均远低于20 mg，符合我国的安全技术规定。传统染料制备工艺粗简，且制备工艺中加有米酒，而米酒中含有甲醇，植物体内也含有醇类物质，经过氧化后会产生少量甲醛，导致经植物染色的纺织品中甲醛含量还未达到OEKO-TEX标准100，制作工艺有待进一步加强。但侗族染料取之于纯天然植物，染色过程中没有加入任何化学药品和添加剂，有广阔的发展前景。

2.5 重金属离子含量分析

实验结果表明，板蓝、薯莨和毛桐染色法染色的布料重金属含量如表4所示。人体吸收重金属后累积到一定程度会导致肺部疾病、皮肤病、心脏病以及血液疾病等[5]。OEKO-TEX Stan dard 100-2010标准要求，对于被消解样品中的重金属含量，I类产品铅为90.0 mg·kg-1，镉为40.0 mg·kg-1，铜为25.0 mg·kg-1，Ⅱ-Ⅳ类产品铅为90.0 mg·kg-1，镉为40.0 mg·kg-1，铜为50 mg·kg-1[20]。本实验的三种重金属含量都符合生态纺织品标准。

3 结论

参照GB 18401—2010《国家纺织品基本安全技术规范》、GB/T 18885—2009《生态纺织品技术要求》和OEKO-TEX Stan dard 100-2010标准，经检测，天然植物染料染制的纺织品pH值、甲醛含量、重金属离子含量均符合安全技术规定，具有广阔的市场前景[17，19]。但是，植物染料存在產量低、染色重现性差、色牢度差、颜色单一、染色工艺繁琐、费时费力等弊端[8，21-25]。因此，应加大对相关科学技术的研究，改良天然植物染料染制工艺，提高色牢度和染色重现性，研发出健康环保的新功能型纺织品，加快天然染料的开发和利用，有效传承传统染布技艺。

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