Nová studie odhaluje schopnost textilií pohlcovat a vypouštět škodlivé chemikálie

Uvažovali jste někdy o chemikáliích, které jsou obsaženy ve vašem oblečení a domácích textiliích? Nejnovější výzkum vědců z RECETOXu, Masarykovy univerzity a Helmholtzova centra pro výzkum životního prostředí (Lipsko, Německo) vysvětluje, jak různé tkaniny absorbují a uvolňují škodlivé aromatické aminy (AAs), sloučeniny spojené s rakovinou a dalšími zdravotními riziky. Věnovat pozornost studiu nejběžnějších typů tkanin je obzvláště důležité, protože nám může pomoci lépe porozumět tomu, jak se tyto chemikálie chovají v interiérovém prostředí, například v našich domovech.

Recetox: Nová studie odhaluje schopnost textilií pohlcovat a vypouštět škodlivé chemikálie - Obrázek 1. Mikroskopické snímky tkanin, A – bavlna, B – polyester, C – vlna.

Co jsou aromatické aminy a proč bychom se o ně měli zajímat? 

Aromatické aminy (AAs) jsou škodlivé chemikálie nacházející se v běžných produktech, jako jsou barvy na vlasy, gumové materiály a tabákový kouř. „Vnitřní aktivity, jako je vaření jídel bohatých na bílkoviny a kouření, uvolňují tyto sloučeniny do vzduchu, což přímo ovlivňuje lidské zdraví. Zatímco některé AAs jsou kvůli své toxicitě regulovány, jiné zůstávají široce používány nebo nezáměrně produkovány. Dlouhodobé vystavení těmto látkám zvyšuje riziko rakoviny a dalších vážných zdravotních problémů,“ vysvětluje hlavní autorka studie Özge Edebali.

Překvapivý je fakt, že textilie dokážou zachytit AAs ze vzduchu a následně je uvolňovat, což přispívá k znečištění vnitřního prostředí. Protože většinu času trávíme uvnitř, pochopení, jak různé tkaniny interagují s AAs, nám může pomoci snížit expozici a zlepšit kvalitu vnitřního ovzduší. Praním se navíc chemikálie z textilií mohou dostat do odpadních vod a dále do přírody, což ohrožuje vodní ekosystémy.

„Výzkum testoval, jak různé textilie—bavlna, vlna a polyester—absorbují a uvolňují AAs v interiéru. Test byl proveden ve speciálně navržené komoře, kde byly různé textilie vystaveny AAs. Poté byly AAs měřeny v textiliích i ve vzduchu. Zjištění ukazuje, že bavlna absorbovala nejvyšší množství, což z ní činí významný zdroj chemické expozice. Tato zjištění poukazují na znečištění vnitřního prostředí a nutnost podniknout opatření, která by vedla k minimalizaci zdravotního rizika,“ říká Özge Edebali.

Běžné textilie fungují jako skryté rezervoáry, které přenášejí znečišťující látky do vnitřního ovzduší, a dokonce i do vodních ekosystémů prostřednictvím praní. Proto je pochopení tohoto procesu klíčem ke snížení expozice a vytváření bezpečnějšího vnitřního prostředí.

Projekt byl realizován s finanční podporou poskytovatele Grantové agentury České republiky v rámci projektu č. GF22-06020K a Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Německá výzkumná nadace) – MU 4728/2-1. Autoři děkují výzkumné infrastruktuře RECETOX (LM2023069) financované Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy za podporu. Tato práce byla podpořena výzkumným a inovačním programem Evropské unie Horizon 2020 v rámci grantové dohody č. 857560 (CETOCOEN Excellence).

Původní článek

Characterizing the distribution of aromatic amines between polyester, cotton, and wool textiles and air

Özge Edebali, Anna Goellner, Marek Stiborek, Zdeněk Šimek, Melis Muz, Branislav Vrana and  Lisa Melymuk

Environ. Sci.: Processes Impacts, 2025,27, 1054-1062

https://doi.org/10.1039/D5EM00015G

licensed under CC-BY 3.0

Následuje vybraná část z textu. Formát a hypertextové odkazy byly převzaty z originálu.

2 Materiály a metody

2.1. Stanovení koeficientů distribuce textilie a vzduchu

Cílem experimentu bylo stanovit koeficienty distribuce textilie a vzduchu u vybraných AA (aromatických aminů) (tabulka S2†) v laboratorních podmínkách jako poměr koncentrace v textilii a koncentrace v přilehlém vzduchu za rovnovážných podmínek. Experiment byl proveden extrakcí AA (zachycení na sorbentu Tenax® TA) z definovaného objemu vzduchu, který byl v kontaktu s kusem textilie obsahující řadu AA uvnitř expoziční komory. Po každé expozici textilie vzduchu byly po extrakci rozpouštědlem z textilie stanoveny koncentrace AA v textilním vzorku.

Experimentální zařízení sestávalo z expoziční komory tvořené třílitrovým skleněným válcem s plochým dnem a víkem s broušeným spojem (obr. 1). Expoziční komora byla navržena se závitovým přívodem vzduchu ve víku, provedeným jako ocelová kapilára provlečená přepážkou, a výstupem vzduchu ve spodní části. Komora pracovala v průtokovém uspořádání, což znamená, že se nejednalo o uzavřený systém. Předpokládali jsme, že dávka textilie (v jednotkách objemu vzduchu za jednotku času) byla výrazně vyšší než průtok vzduchu. V důsledku toho byly podmínky v komoře udržovány blízko rovnováhy rozložení textilie a vzduchu. Uvnitř komory byla srolována drátěná síť, která sloužila jako rám pro uchycení testované textilie. Malý ventilátor uvnitř komory sloužil k homogenizaci vzduchu v komoře a minimalizaci mezní vrstvy vzduchu na povrchu textilie. Komora byla udržována na konstantní teplotě 25 °C pomocí externího termostatického vodního okruhu.

K výstupu komory byly sériově připojeny dvě skleněné trubice naplněné Tenax® TA (Gerstel, Německo) pro zachycení AA z vzduchu odsávaného z expoziční komory. Vzduch byl z přístroje odsáván přes trubice Tenax pomocí malého vzduchového čerpadla připojeného k digitálnímu regulátoru hmotnostního průtoku vzduchu (Omega FMA-A2404, USA) nastavitelnému v rozsahu 0–200 standardních kubických centimetrů za minutu (sccm).

Environ. Sci. Processes Impacts, 2025,27, 1054-1062: Obr. 1 Schéma zařízení používaného k měření KTA AA; 1 – textilní kusy před zabalením do síťoviny komory (obr. S1†), 2 – skleněná komora s broušeným víkem, síťovinou a vzduchotěsným uzávěrem, 3 – ocelová kapilára provlečená přepážkou pro přívod vzduchu, 4 – kovová svorka, 5 – malý ventilátor, 6 – dvě skleněné trubice naplněné adsorbentem Tenax, zapojené do série, 7 – průtokoměr vzduchu, 8 – vzduchové čerpadlo s malým objemem

2.2. Příprava textilií a Tenaxu

Trubice Tenax (tepelné desorpční trubice Tenax® TA, 6 × 60 mm, Gerstel, Německo) byly před každým experimentem předem očištěny methyl-terc-butyléterem (MTBE, 12 h, Soxhletova extrakce). Po čištění rozpouštědlem byly trubice vloženy do kondicionéru trubic (Gerstel TC2, Gerstel, Německo) a sušeny po dobu 2 hodin v proudu čistého dusíku při teplotě 300 °C.

Byly testovány tři druhy textilních materiálů: vlna, bavlna a polyester. Všechny textilie byly bílé/nebarvené; podrobné informace jsou uvedeny v ESI obr. S2, textu S1 a tabulce S1.† Zakoupené textilie byly rozstříhány na větší pláty (27 × 32 cm; plocha 864 cm² každý), předčištěny (očištěny ve vodě v bubnové sušičce) a vysušeny (text S1 a obr. S3†). Textilie byly poté ošetřeny směsí 19 primárních aminokyselin (tabulka S2†). Po vyzkoušení různých metod dávkování byl pro zajištění homogenního dávkování textilních vzorků zvolen postup dávkování v rotační odparkě (text S2 a obr. S4–S7†). Vybrané aminokyseliny byly zředěny acetonem přidáním 1 ml standardu aminokyseliny (pro přidané hmotnosti jednotlivých analytů viz tabulka S3†) do přibližně 200 ml acetonu v kulaté baňce rotační odparky a smíchány protřepáním po dobu 5 minut. Poté byl do baňky naplněné acetonem přidán textilní list. Textilní vzorky byly dávkovány po dobu 6 hodin při zapnuté rotační odparkě (270 ot/min, 25 °C při normálním tlaku). Následně byl aceton odpařen (556 mbar, 40 °C) při pokračujícím otáčení baňky, což trvalo 1 hodinu, dokud nebylo dosaženo úplného vysušení. Po dávkování byly textilní vzorky uloženy v uzavřené baňce rotační odparky při teplotě 4 °C, dokud nebyly přeneseny do expoziční komory.

2.5. Analýza

Chromatografická separace cílových sloučenin v textilních a Tenaxových extraktech byla provedena pomocí kapalinového chromatografu (Agilent 1290 II LC System, Agilent Technologies, Santa Clara, CA) vybaveného kolonou Kinetex F5 Core–Shell HPLC a předkolonou (150 × 2,1 mm, velikost částic 1,7 μm, Phenomenex, Torrance, CA). Extrakty a kalibrační roztoky standardní směsi, připravené v koncentračním rozmezí 1,0–250 ng ml⁻¹ v ACN, byly zředěny, smíchány a injikovány pomocí sendvičové injekční techniky. Sekvence injekce sestávala z 3 μl destilované vody, následované 1 μl vzorku nebo kalibračního roztoku, 0,5 μl interní deuterované standardní směsi v ACN a dalších 3 μl destilované vody. Konečné složení injikovaného vzorku nebo kalibračního roztoku bylo 80 % vody a 20 % ACN. Bylo vybráno pět deuterovaných aminokyselin, které byly použity jako interní standardy (ISTD) v koncentraci 50 ng ml⁻¹, aby pokryly rozsah retenčních časů cílové směsi aminů. Teplota kolony byla nastavena na 35 °C. Mobilní fáze sestávala z vody (A) a ACN/methanolu (50/50) (B), oba obsahující 0,1 % (v/v) kyseliny mravenčí. Gradientní program byl následující: 0 min, 10 % B; 0–7 min, zvýšení z 10 % na 98 % B; 7–10 min, udržování na 98 % B; 10–10,3 min, snížení z 98 % na 10 % B, následované reekvilibrací na 10 % B až do 20 min. Průtok byl udržován na 0,3 ml min⁻¹.

Ke kvantifikaci AA byl použit trojitý kvadrupólový hmotnostní spektrometr Agilent 6495A (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) s hmotnostním rozlišením 0,7 amu (FWHM, autotune) a hmotnostní přesností 0,1 amu od 5 do 1000 m/z. Parametry iontového zdroje byly nastaveny následovně: teplota plynu 280 °C, průtok plynu 15 l min⁻¹, tlak nebulizéru 25 psi, teplota plášťového plynu 380 °C, průtok plášťového plynu 12 l min⁻¹, napětí kapiláry 3000 V (kladný režim) a napětí trysky 300 V. Přístroj pracoval v režimu ESI-pozitivního dynamického monitorování vícenásobných reakcí (dMRM). Pro analýzu MS/MS byly pro každý analyzovaný prvek sledovány dva přechody. Srážkové energie pro prekurzorové ionty [M + H]⁺ obou cílových analyzovaných prvků a ISTD jsou uvedeny v tabulce S4.† Pro sběr dat dMRM byl použit software Agilent MassHunter Workstation, LC/MS Data Acquisition (verze B.08.00) pro 6400 Series Triple Quadrupole, zatímco kvantifikace AA byla provedena pomocí softwaru Agilent MassHunter Quantitative Analysis, verze B.07.01 pro QQQ.