食品塑料包装中重金属检测技术的应用现状

食品塑料包装中重金属检测技术的应用现状

刘雪濛

河北省塑料包装材料工程技术创新中心

摘要：塑料食品包装中所含重金属伴随食品一起进入人体后,会对人的身体健康造成严重的危害。同时,这些塑料食品包装被丢弃后还会对土壤和环境造成影响。因此国家制定了严格规定,限制重金属含量。本文将对检测食品的塑料包装成份的一些技术手段进行介绍。

关键词：塑料；食品；重金属；检测

引言：食品安全涉及到的环节很多,而食品包装的安全是其中重要的一环。塑料包装具有品种多、性能好以及防潮耐腐蚀等性能,在我国的食品加工、销售等领域被广泛应用。但目前人们已经逐渐认识到塑料包装对人体健康和自然环境都会带来一定的不利影响,尤其当塑料包装中含有铅、汞等重金属成份时,更是会造成严重的危害。因此对塑料包装重金属成份进行检测的方法和技术是实现食品安全的重要技术手段。

一、塑料食品包装的重金属来源和危害

塑料食品包装中的重金属主要来自于三个流程，首先是印刷过程中的污染，由于所接触的染料中含有重金属，因此很容易让重金属残留物附着在食物上；其次则是食品在生产中所添加的添加剂，部分食品加工厂为了加强保质期或者让食品看起来更诱人，会在食品加工中添加一些重金属超标的添加剂；第三则是塑料包装本身在制作过程中被重金属所污染[1]。

当前在食品卫生领域最受关注的重金属包括汞、铅、砷、铬、镉等等，而这些重金属含有明显的生物毒性，并且非常容易在人体内进行堆积，同时非常难降解，长期堆积必然会给人体造成严重危害，如果在垃圾处理时没有正确处理，也会对自然环境造成极大的破坏。对人体来说，摄入过量的砷会导致砷中毒，甚至危及生命危险；过量的镉会囤积在人的肾脏和肝脏，还会导致骨质疏松或者消化道疾病，严重会造成肾衰竭的情况；而铅则是属于神经毒素，过度摄入铅必然会损伤人的智力。

像是在20世纪50年代在日本出现的水俣病和痛痛病，在查明过后才发现是食品遭受到汞和镉的污染，才导致大量传播，自此重金属对食物的污染也引起了社会各界的关注。而近几年我国经济的飞速发展也导致了环境治理和环境污染失衡的情况，像是水体污染严重等情况，导致许多城市河段水质都出现了重金属超标的情况。同时我国的土地也出现的重金属污染面积扩大的趋势，因此加强食物中重金属含量的控制也是迫在眉睫的。

而存在于包装中的重金属物质在和食物接触后会残留在食物当中，进而渗透到人体进行堆积以及伤害，因此必须要利用先进、科学的检测技术和方法，加强对塑料食品包装袋的检测，以确保食品的安全问题能够得到保障。

二、食品塑料包装检测的前处理方法

（一）湿法消解

湿法消解是利用酸性溶液或者碱性溶液在加热的条件下对样品中存在的有机物或者还原性物质进行破坏的方法，经常使用的酸解体系有：硫酸-硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-盐酸、氢氟酸以及过氧化氢得到，这些物质可以把需要检测的物体中所含的有机物以及还原性物质进行全面破坏，而碱解体系大多数利用了苛性钠溶液。由于食品塑料包装中所含的待检测金属元素是不一样的，因此需要用到的消解体系也不一样。像是在测定检测品中的铬含量是可以选择硫酸-过氧化氢的消解体系来进行消解，确保能够达到最好的效果，相对于其他消解体系来说，盐酸和铬能够产生非常容易挥发的三氯化铬，极大影响了铬的回收率，而高氯酸对铬进行消解会有一定的危险性。而在测定六价铬时则会采用氢氧化钠-碳酸钠体系在碱性环境进行消解，因为在碱性提取溶液中，三价铬和六价铬中间的形态变化可能性能够控制在最小范围呢。湿法消解所用到的设备非常简单，不过在使用中由于涉及到过量的化学物质，因此需要注意通风以及加强对工作人员的防护，同时还需要注意好空白污染，尽量避免检测过程中发生不必要的危险。

（二）微波消解

微波消解大多是指利用微波加热封闭容器中的消解液和样品，从而在高温增压的条件下让样品快速溶解和消化。封闭容器反应和微波的两种特点可以确保样品能够快速、完全消解，同时还有空白低的特点，当然也必然会带来一定的高压甚至过压的隐患以及消化样品小而不足的情况。如今的商品微波消解系统一般都会采用测温测压以及对温度和压力控制的系统，因此可以保障工作过程中的安全性，确保避免出现高温以及高压的危险情况。硝酸-过氧化氢消解体系经常会利用与食品塑料包装的重金属元素含量测定上，而微波消解对于诸如汞之类的易挥发元素的效果非常理想，因此在对易挥发重金属元素进行检测时基本会采用微波消解的方法。

三、检测塑料食品包装中重金属的技术

（一）紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法是在190~800nm波长范围内测定物质的吸光度,用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。此项检测技术的检测准确度非常高,操作简单且重现性比较好。应用UV-UIS技术可以对塑料食品包装中的六价铬含量进行检测,检定二苯碳酰二肼与六价铬反应生成的紫红色化合物。这是一种选择性较强的有效测定方法。

（二）原子分光光度法

AAS是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收,由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。此项技术的特异性好,适应范围光且具有高度的灵敏性。由于不同的原子化的方式可以氛围GFAAS和FAAS两种。GFAAS虽然在分析的精度上有所不足,但其灵敏度更高,检出限也更低,在配合基体改进剂使用时可以较好的完成重金属检测。FAAS虽然分析的速度比较快也比较稳定,但是其灵敏性比较低,同时在检测重容易产生一些有害或有毒的气体。在实际应用中,AAS可以用于对塑料包装中的铜、铅、铬、镉等成份的检测,使用范围也十分广泛,但其局限性是每次只能对一种元素进行检定

[2]。

（三）氢化物发生-原子荧光光谱法

HG-AFS是利用惰性气体作载气,将气态氢化物和过量氢气与载气混合后,导入加热的原子化装置,氢气和氩气在特制火焰装置中燃烧加热,氢化物受热以后迅速分解,被测元素离解为基态原子蒸气,其基态原子的量比单纯加热其他等元素生成的基态原子高几个数量级。此项技术的具有灵敏程度高、检出限比较低、选择性比较好且线性范围比较宽、操作非常简捷等优点。同时氢化物与AFS的联用使得这两种技术相互补充,受基体的干扰更少并进一步提高了分析的灵敏度。

（四）ICP发射光谱法

目前用于原子发射光谱的主要光源是电感耦合等离子体(ICP)。ICP具有环形结构、温度高、电子密度高、惰性气氛等特点,用它做激发光源具有检出限低、线性范围广、电离和化学干扰少、准确度和精密度高等分析性能。应用ICP-OES技术对塑料食品包装进行重金属检测时,可以同时检出多种元素的含量和迁移,工作效率大大提高。但这种技术也具有一定的局限性,不仅在检测中会消耗大量的惰性气体,而且检测铅和汞元素时,其检出限比较高。

（五）ICP质谱法

ICP-MS技术是一项用于对无机元素和同位素进行分析和测试的技术,是将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成。这项技术十分先进,可以对多个重金属成份同时进行检测,其检测的准确程度和精密度都比较高,对检测结果发生干扰的因素比较少,分析的速度比较快,检出限比较低,而且线性范围广。这项技术的检测指标明显要好于其他的分析技术,但是其局限性也十分明显,其对工作环境的要求非常严格,同时检测的成本也比较高,影响了这项技术在实际检测重金属成份时的推广和应用。

结论：塑料的食品包装充斥于人们的生活之中,其安全问题受到了全社会的高度重视,因此要对塑料包装的重金属含量进行严格的检测,不断对检测方法和技术进行改进和完善,还要不断研发新型材料,让食品包装向着生物性、无污染性的绿色环保方向发展,保证食品安全。同时在目前的技术条件下,检测人员要根据目标物的浓度水平以及检测条件等多种因素的实际情况,恰当的选择检测方法和技术,进行科学的检测,监督食品包装的卫生标准和质量标准。

参考文献：

[1]潘沛玲.食品塑料包装中重金属检测技术的应用现状[J].塑料助剂,2023(01):36-38+43.

[2]徐静.食品塑料包装中重金属检测技术的应用[J].化工管理,2021(32):70-71.