回收PET“同级再利用”中风险性物质的检测2022/1/22 16:52:26阅读量：1757收藏

      随着人们对塑料污染越来越关注，提高塑料的回收利用率成为解决白色污染问题的有效途径之一。

      2020年，国家发改委和生态环境部联合印发的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(发改环资[2020]80号)中特别指出回收在解决塑料污染中的重要作用，并提出到2025年基本建立我国的塑料回收管理制度。

      据统计，我国每年废塑料回收量约为1890万吨，其中PET（Polyethylene terephthalate, 聚对苯二甲酸乙二醇酯）材质约占总回收量的22%。

      PET瓶是一种广泛用于矿泉水、饮料、食用油等多种食品的包装材料。过往，回收的PET食品包装瓶（以下简称rPET）通常经过清洗、加工、熔融、纺丝等工艺，被加工成聚酯纤维，做为纺织原料使用（即所谓的“降级利用”）。

      但现在，随着各行各业的环保意识不断增强，越来越多的食品和食品包装企业意识到，rPET不应仅仅被降级用于纺织行业，也应重新加工后回用于食品包装材料（即“同级利用”），实现rPET的高值化循环再利用。

图片来源：www.amcor.com/insights/blogs/what-is-closed-loop-recycling

01. 安全要求

      要实现rPET的同级再利用，使得其回收、再生后能重新用于食品包装，需满足的基本前提条件是：rPET中的风险性物质的量必须足够低，能够满足食品安全要求!

      有研究表明，rPET材料中可能会存在多种来源的风险性污染物，主要包括：

      - 瓶内残留的食物或饮料；

      - 瓶身残留的标签和胶粘剂；

      - 消费者在使用完初始的食品后重新装入的洗涤剂或消毒剂、农药或杀虫剂、燃料油等其他化学物质的残留；

      - 回收过程中混入的非食品级PET；

      - 回收过程中混入的非PET类塑料；

      - 再生过程中需要额外加入的化工原料，等。

      这些风险性物质若不能在再生工艺中被充分去除，则重新加工成食品包装用PET时，就可能会迁移到食品中，对消费者身体健康带来风险。

      因此要实现rPET的同级再利用，首先必须对rPET中含有的风险性物质种类和浓度范围进行分析，以便对再生工艺和加工后的产品开展进一步风险评估。

02. 研究进展

      美国FDA和欧洲食品安全局（EFSA）分别早在1994年和1997年，就开始对其国内（或区域内）的rPET进行污染物调查研究，并在之后分别出台了一系列相关指南性文件。

      我国对rPET用于食品接触材料的安全研究总体上还处于起步阶段，关于食品接触用rPET材料中的污染物分析检测技术鲜有报道，也尚未有成熟的方法或标准，这对进行rPET的风险评估带来很大挑战。

      IQTC根据国内rPET行业现状和风险评估需求，开发建立了rPET中挥发性、半挥发性、不挥发性污染物和金属元素的检测方法，取得一系列研究成果。

图片来源：Erema

03. 检测方法

技术路线

      rPET中的污染物种类复杂，含量变化范围大，受基质干扰明显，对其直接进行靶向定性定量分析较为困难。

      IQTC利用多年来在非有意添加物（NIAS）研究中积累的丰富经验，在参考国内外文献基础上，通过大量的实验室优化试验，将二维气相(GC×GC)和高效液相色谱(UPLC)分别与四极杆质谱-串联飞行时间高分辨质谱技术(Q-TOF)相结合，并利用实验室内长期开发积累的高分辨质谱数据库资源，分别针对rPET中的挥发性、半挥发性、不挥发性污染物建立了检测方法。

方法概述

      对于挥发性污染物，采用顶空-固相微萃取(HS-SPME)作为前处理手段，对挥发性成分进行有效富集，提高检测灵敏度，并利用全二维气相色谱的强大分离能力和高分辨质谱的强大定性能力，建立了全二维气相色谱-四极杆-飞行时间质谱法(GC×GC-Q-TOFMS)。与国外文献报道的方法相比，本方法检出的挥发性物质种类更多、灵敏度更高。相关成果已发表在核心期刊《分析测试学报》2021年第11期。

      对于半挥发性污染物，采用溶解-沉淀法作为前处理手段，有效去除高分子基质干扰，并利用全二维气相色谱的强大分离能力和高分辨质谱的强大定性能力，建立了液体直接进样的GC×GC-Q-TOFMS方法。与国外文献报道的方法相比，本方法能检出更多种类的半挥发性物质，灵敏度也更高。

      针对不挥发性污染物，采用溶解-沉淀法作为前处理手段，有效去除高分子基质干扰，并利用高分辨质谱的强大定性能力，建立了UPLC-Q-TOFMS法，该方法能够对样品中的寡聚物、增塑剂、清洗剂、农药等组分进行检测（欧盟EFSA和美国FDA进行的污染物调查中未针对不挥发性污染物进行调查）。相关研究成果已发表在《分析测试学报》2021年第11期。

      对于金属元素，IQTC建立了超级微波消解前处理技术结合ICP-MS和ICP-OES的分析方法，测定rPET中的31种金属元素含量。

04. IQTC的相关工作

      除研究建立rPET中污染物分析方法外，IQTC还受上海君石研究院食品接触材料可持续发展联合工作组委托，组织开展中国rPET中污染物的本底调查工作。

      该项工作也得到国内不同地区的rPET龙头企业支持和积极参与，对不同来源、不同加工方式的rPET样品进行污染物本底分析。预计该项工作将于2022年内完成，届时分析数据也将提交国家相关机构用于后续的风险评估用途。

      IQTC也期待与rPET行业的更多相关企业进行技术交流与合作，共同助力实现食品包装领域可持续发展目标。