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环境监/检测

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天瑞仪器全线助力快递包装行业，让重金属与特定物质无处藏身

发布日期：2024/6/13 14:25:30 点击次数：56438

前言

随着电子商务和物流业的快速发展，快递已经成为一个不可替代的巨大产业，而包装是快递业非常重要的环节，为了加速快递行业的可持续发展向绿色低碳的转型升级，同时秉承生态环保和人身健康的宗旨，首个快递包装的强制性国标应运而生。
《快递包装重金属与特定物质限量》（GB 43352—2023）于今年6月1日起正式实施。本国标分别针对纸类、塑料类、纺织纤维类及复合材料类快递包装产品，提出了铅、汞、镉、铬等重金属总体限量要求和单独限量要求，同时规定了溶剂残留、双酚A、邻苯二甲酸酯等特定物质限量要求。这一标准的出台，势必对整个快递包装行业链的相关企业带来举足轻重的影响。

图1.快递包装分类图

标准中：纸类快递包装主要包括以牛卡纸、涂布白纸板、瓦楞纸板、蜂窝纸板、热敏纸等为主要原料制成的快递封套、包装箱、电子运单以及纸质填充物等；塑料类快递包装包括以树脂为主要原料制成的快递包装袋、塑料填充物、胶带、循环包装箱/袋等；；纺织纤维类快递包装包括以棉、麻、聚酯纤维等天然和化学纤维为主要原料制成的快递集装袋等。

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天价属及相应属性的检测
针对快递包装重金属及特定元素（除氟元素外）的检测，可通过EDX光谱仪进行前期的快速无损筛选分析，后期通过AAS、ICP-OES、ICP-MS进行精确定量分析。

图2.重金属与特定元素检测设备一览表

应用实例
1、ICP-MS2000E测定快递塑料包装袋中重金属
ICP-MS2000E电感耦合等离子体质谱仪因具有可多元素同时检测、检测范围广、检出限低等众多优点，近年来被广泛应用。

图3.ICPMS2000E外观图

针对刚正式实施的快递包装首个国标，参考GB43352标准，采用ICP-MS2000E测定快递塑料包装袋中铅汞镉铬等十项金属元素，各元素检出限在0.012~0.097μg/L，加标回收率在94.4%~102.2%之间，精密度在1.15%~6.60%之间；各元素测量值均在国标要求的限值范围内。本实验结果表明该方法具有良好的稳定性及精密度，完全满足快递塑料包装袋中重金属元素的测定。
2、AAS9000测试快递包装中的重金属
江苏天瑞仪器自主研发生产的AAS9000（火焰石墨炉一体式原子吸收光谱仪）搭配HG600S型氢化物发生系统原子吸收光谱仪因具有检出限低、准确度高、适配范围广、经济适用等优点而广泛应用于各行各业。

图4.AAS9000火焰石墨炉一体机外观图

参考标准GB/T 15337-2008，采用AAS9000搭配HG600S型氢化物发生系统，对快递包装纸箱中铅、镉、铬、汞等十几种元素进行加标回收测试，各元素不同测试方法的检出限、精密度、回收率均满足标准检测要求。
3、EDX对快递包装重金属元素的初步筛选分析
X射线荧光光谱法因其具有分析速度快，操作简单，无损等特点而被广为应用，尤其适用于样品量大的快递包装材料的初筛。

图5.X荧光光谱仪外观图

本方法采用江苏天瑞仪器公司的EDX3800和EDX6000C分别对不同的快递包装材料进行快筛检测，检出限低，可以满足快递包装国标中对特定元素的限值快筛要求，筛查结果符合标准方法验证，可大大提高检测效率。

图6.X荧光法测试超标样品及测试谱图

表1、重金属与特定元素限量值与检出限一览表

注 : “— ”表示本项指标不作限量要求。

氟（F^-）的检测——离子色谱法（IC）
氟（F^-）是一种有毒的卤素元素。对于快递包装而言，氟（F^-）含量的测定可用于评估塑料可降解包装袋的环保性能和使用寿命，对于保护环境和人类健康意义重大。
参照EN14582-2016标准，样品用氧弹燃烧仪燃烧后冷取、定容，经0.22μm水系滤膜过滤后，用天瑞仪器离子色谱仪TIC660进行测试，以保留时间和色谱峰进行定性，外标法进行定量；方法检出限5.0mg/kg，加标回收率为106%。通过本实验结果表明，该方法检出限低、灵敏度高、稳定性好、方法回收率高，且前处理方法简单，可满足快递外包装袋中氟离子的测试需求。

图7.TIC660离子色谱仪外观图

随机选取塑料可降解包装袋，按照本方法进行测试：

图8.实际样品测试谱图（F^-出峰时间Rt：5.271min）

表2.氟（F^-）限量值与检出限一览表

双酚A的测量——色谱仪色谱法（HPLC）
快递包装材料中涉及电子运单的部分，需进行双酚A的检测，参照GB/T 34455-2017的方法，结合快递包装的限量要求（≤200mg/kg），采用天瑞仪器自主研发生产的LC-310高效液相色谱仪，可进行精准的定性定量测试，线性关系良好，标准曲线相关系数R2≥0.999，准确度在91.1~104.4%之间，进行加标回收试验，回收率在90.3%~106.2%之间，可用于快递包装电子运单中双酚A的准确测试。

图9.LC-310外观图

图10.双酚A标准溶液色谱图（双酚A的保留时间Rt：5.05min）

表3、双酚A限量值与检出限一览表

高沸点溶剂使用量、邻苯二甲酸酯的检测工具
快递包装材料中的溶剂残留，可采用GC+顶空或GCMS+顶空的方式检测。纸类快递包装材料的溶剂残留总量和苯系物类残留参照《YC/T 207-2014 烟用纸张中溶剂残留的测定顶空-气相色谱/质谱联用法》标准，采用GC-MS6800+HS顶空自动进样方式测定；塑料类快递包装材料的溶剂残留和苯系物类残留参照《GB/T 10004-2008包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》中6.6.17中的方法，采用GC6800PLUS+顶空进样方式测定。
邻苯二甲酸酯的测试，参照《GB/T 22048-2022 玩具及儿童用品中特定邻苯二甲酸酯增塑剂的测定》标准，结合快筛的性能特点，可以采用天瑞仪器的快速热裂解RoHS检测仪（UPY-100）对邻苯二甲酸酯类物质进行快速筛查，对于检出的阳性样品后续可采用GC-MS 6800精确测试。

图11.溶剂残留与邻苯二甲酸酯检测设备一览表

应用实例
1、塑料类快递包装材料中6种邻苯二甲酸酯类有机物的快速筛查---UPY法
采用天瑞仪器自主研发的UPY-100快速热裂解RoHS检测仪，精确称取一定量的塑料类包装样品，通过程序升温热解析和高温裂解，将样品中的邻苯二甲酸酯类有机物在色谱柱中物理分离，并依次进入氢火焰离子化检测器检测，根据保留时间定性，峰面积定量，该方法可用于邻苯二甲酸酯类物质的快速筛查检测，其操作简单，无需样品前处理，无需环评困扰，针对大批量的样品检测是一个非常有效的快筛手段。

图12. 6种邻苯二甲酸酯标准物质色谱图

选取某品牌快递包装袋进行邻苯二甲酸酯的快筛测试，谱图和检测结果如下：

图13. 实际样品测试图

2、塑料类快递包装材料中6种邻苯二甲酸酯类有机物的精确测试—GCMS法
参照GB/T 22048-2022的方法，将样品拆分成最小单元，用有机溶剂对试样中邻苯二甲酸酯物质进行充分提取，提取液定容后用气相色谱/质谱联用仪GC-MS6800进行准确地定性和定量分析，依据目标化合物的保留时间和质谱图定性，用外标法定量。该方法可用于塑料类包装材料中邻苯二甲酸酯类物质的精确测试，线性范围良好，线性相关系数R均大于0.9995，方法回收率在92.3%--111.2%之间，精密度测试＜6.0%，可有效应用于快递行业上下游其余对于邻苯类物质的监测管控。