Multi-Element Analysis of Relevant Elements and Macromolecular Contaminants in Black Polymeric Food-Contact Materials and it’s Origin

Význam tématu

Důkladné sledování stopových a makromolekulárních kontaminantů v polymerních materiálech používaných v potravinářství je nezbytné pro ochranu zdraví a prevenci nelegálního využívání odpadních elektrických a elektronických zařízení (WEEE).

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit, zda se v černých polymerních částech potravinářských výrobků objevují indikátory použití materiálů z WEEE. Pro tento účel autoři kombinovali několik analytických přístupů k detekci bromovaných zpomalovačů hoření, prvků a makromolekulárních kontaminantů.

Použitá metodika a instrumentace

• Rentgenová fluorescenční analýza (XRF EDX-800P) pro rychlé neinvazivní stanovení bromu.
• Termodesorpční GC-MS (QP2010) pro identifikaci bromovaných zpomalovačů hoření (decaBDE, DBDPE, BTBPE).
• ATR FTIR (IRPrestige-21) pro ověření polymerní matice a srovnání s databázovými spektry.
• Pyrolyzní GC-MS pro doplňující identifikaci organických kontaminantů.
• ICP-OES (ICPE-9820 s mini hořákem a ICPE-9800 Series) pro simultánní stanovení As, Be, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Ni, Pb, Sb, Zn a vybraných vzácných zemin (Ce, Dy, La, Nd, Pr, Y).
• Hydridová technika pro nízké koncentrace Hg a As.

Hlavní výsledky a diskuse

• V sedmi z deseti vzorků černých polymerních dílů byl detekován brom v rozmezí 60–5980 mg/kg.
• Ve formě zpomalovačů hoření byly nalezeny decaBDE, DBDPE a v jednom případě i BTBPE spolu s TBBPA.
• Vyšší koncentrace Sb (typicky kolem 504 mg/kg u vzorku PBT susicí pánve) korelovaly s přítomností bromovaných látek, což naznačuje použití Sb2O3 jako synergistu.
• Typické prvky používané ve WEEE, včetně feritových kovů a vzácných zemin, se objevily v Br-pozitivních vzorcích, zatímco Br-negativní vzorky byly čisté.

Přínosy a praktické využití metody

Kombinace destruktivních i nedestruktivních analýz umožňuje spolehlivou detekci a identifikaci nelegálních příměsí z WEEE v potravinářských polymech. Metodu lze aplikovat v laboratořích zaměřených na QA/QC, regulaci migrace kontaminantů a plnění požadavků EFSA a Nařízení RoHS.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysoce rozlišených technik (HR-ICP-MS, GC×GC-MS) pro zvýšení citlivosti a specifity.
• Rozšíření analýzy na barevné a transparentní polymerní matrice.
• Využití strojového učení pro automatizovanou identifikaci spektrálních vzorů a predikci zdrojů kontaminace.

Závěr

Šetření prokázalo, že v černých polymerních částech kontaktujících potraviny jsou často zastoupeny nelegální složky z WEEE. Navrhovaný soubor metod poskytuje robustní nástroj pro odhalení těchto kontaminantů a podporuje zvýšení bezpečnosti potravin.

Reference

• Puype F. et al. Evidence of WEEE relevant substances in polymeric FCAs sold on the European market. Food Addit. Contam. A. 2015.
• Samsonek J., Puype F. Occurrence of brominated flame retardants in black thermo cups. Food Addit. Contam. A. 2013.
• Knoop J. et al. Interference-Free Determination of REEs in Electronic Waste using ICP-OES. J. Chem. Chem. Eng. 2014.