玩具是我国大宗出口商品,世界上近2/3的玩具是在中国生产的,而限制玩具中有害化学物质含量,一直是全球关注的一个焦点话题,世界各国尤其是发达国家纷纷出台日益严格的法规和标准对玩具中有害化学物质进行限制。除了不断修订玩具安全标准外,还不断推出新法令法规,增加有关限制玩具中有害化学物质的项目,或降低玩具中有害化学物质的限量。
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玩具重金属检测方法
一般而言当金属密度大于 4.5g/m3时即可称为重金属,根据这一定义,元素周期表中有 54 种重金属。重金属不能被生物所降解,当人体使用被重金属污染的米饭、肉类和蔬菜的时候,重金属就会在人体满满累积,达到一定累积量后,重金属与体内蛋白质、酶发生作用明显,使它们失去活性,产生中毒现状。
玩具中的重金属检测并不是对54种重金属都进行检测,根据我国的 GB 6675、国际玩具安全标准ISO 8124-3,对镉、铬、铅、汞、砷、钡、硒和锑等重金属做出了明显的限定。欧盟与 2009 年在此基础上又增加了10种限定重金属:铝、铜、锰、镍、钴、硼、锡、有机锡、锶和锌。重金属检测数量增多了,并且检测标准更为严格了,限定量再次降低,同时还分析了元素的不同存在形态。很多国家在玩具有害物质限量上尤其自身标准。如美国规定金属首饰里释放的铅不能超过 175Lg。
对重金属检测主要采用原子发射光谱法(ICP-MS),该方法精度高,检出限低,对多种金属能同时进行,广泛应用于玩具、食品和环保等行业。相关人员选取了不同玩具表面的刮取物,如塑料、金属、织物、玻璃、木料、纸片和液态材料等,对这些样品进行ICP-MS 测定,发现了17种可迁移的重金属:A、Sb、As、Ba、B、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Ni、Se、Sr、Sn、Zn,该方法的检出限为0.01~0.68μg/kg,相对标准偏差均不大于5.2%,回收率达到了92~109%,方法简便可靠,能满足测定要求。
玩具增塑剂检测方法
2005年欧盟颁布的关于邻苯二甲酸盐的2005/84/EC指令,并于2007年1月16日起开始执行。该指令要求:对于所有玩具和儿童产品中的塑胶材料,DBP、DEHP、BBP此3类增塑剂质量百分比总和不得超过0.1%;对于可被儿童放入口中的玩具及儿童产品中的塑胶材料,DINP、DIDP、DNOP此3类增塑剂质量百分比总和不得超过 0.1%。
美国玩具标准对邻苯二甲酸酯增塑剂要求较为宽松,ASTM F963规定玩具奶嘴、摇铃和咬圈中的DEHP含量不得超出3%。但最近旧金山、加州和华盛顿州等多个州有类似欧盟的较严格的立法限制。此外,南美的巴西、韩国等有类似的规定。
对玩具中 DEHP 的检测研究主要是通过提取、浓缩,然后进行气相色谱分析测定。但是无论玩具中 DEHP 的含量多少,对人体有直接危害的是溶出的那一部分 DEHP,现在对 DEHP 的研究侧重于对溶出 DEHP 溶出量的检测分析。相关研究人员对 PVC 材质玩具的溶出 DEHP 进行了检测分析,发现利用新型溶胶-凝胶富勒烯涂层,结合顶空固相微萃取-气相色谱法能够达到检测要求,其中最低检出限为 1.56ng/,实际最低可测样品含量低至0.001%,RSD 为3.57。
玩具多环芳烃的检测进展
多环芳烃的检测主要有液相色谱法和气相色谱-质谱法,不同的方法其预处理不一样,预处理方法主要有超声波提取法加速溶剂萃取法和微波萃取法。2007 年德国 GS 认证授权机构要求在 GS 标志认证中必须要有经过 PAHs 测试的依据,该项规定于2008年4月1日生效。新规定要求,3 岁以下儿童可放入口中产品(部件)中16种 PAHS 不得检出(< 0.2mg/kg);其他玩具产品及部件中的 16 种 PAHs 总含量必须低于 10mg/kg,苯并(a)芘含量必须低于 1mg/kg。样品可用甲苯等溶剂萃取,将得到的萃取液经浓缩、净化、定容后进行 GC-MS 或HPLC 分析。GC-MS 以全扫描方式测定萃取液中 16 种多环芳烃化合物,扫描质量范围 35~400,以选择离子扫描方式定量。也可用带荧光检测器的高效液相色谱仪进行分析。
检测可参考德国DIN ISO13877或美国EPA8310。我国正着手制定相关国家标准。样品可用甲苯等溶剂萃取,将得到的萃取液经浓缩、净化、定容后进行CC-MS或HPLC分析。GC-MS以全扫描方式测定萃取液中16种多环芳烃化合物,扫描质量范围35~400,以选择离子扫描方式定量。也可用带荧光检测器的高效液相色谱仪进行分析。
玩具有机化合物的检测进展
2005年,欧洲标准化委员会(CEN)发布了 EN71-9 标准,该标准对玩具中所含的有机物质提出了总体要求,限制的有机化学物质近百种,对每种有机化学物质都规定了限量,主要包括阻燃剂、染料、芳香胺、单体、可迁移溶剂、可吸入溶剂、防腐剂、增塑剂(不包括邻苯二甲酸酯类增塑剂)等几类。
有机化合物种类繁多,玩具中有机化合物的制样方法和提取方法也众多,有机化合物的检测对测试技术要求高,对限量要求也高,对有机化合物的检测一般是选取合适的溶剂进行提取,之后利用HPLC、HPLS-MS、GC、GC-MS等测定。
先根据玩具的类型和用到的材料从EN71-9找出需要测试的项目以及限量,然后按EN71-10、11对玩具样品进行提取和测试。由于EN71-9标准对玩具所涉及的有害化学物质繁多,而且限量要求较高,对测试手段和测试技术的要求也很高,大多化合物的检测是采用合适的溶剂进行提取后采用GC、HPLC、GC-MS或HPLC-MS测定。
其中,可迁移单体甲醛用乙酰丙酮显色后用分光光度计检测;可迁移溶剂采用配电子捕获检测器的顶空气相色谱(HSCC-ECD)检测;对可吸人溶剂等挥发性有机化合物(VOC)采用热解吸-GC/MS定性和定量。