CopyRight 2009-2020 © All Rights Reserved.版权所有: 中国海关未经授权禁止复制或建立镜像
双酚A国内外管控法规和检测方法研究进展
作者:孙 震1 郭铮蕾1 刘 莉1 万晓楠1 韩 深1 张朝晖1 杨 宇1*
孙 震1 郭铮蕾1 刘 莉1 万晓楠1 韩 深1 张朝晖1 杨 宇1*
关键词 双酚 A;毒性;管控;检测方法
Research Progress on Control Regulations and Detection
Technologies Related to Bisphenol A at Home and Abroad
SUN Zhen1 GUO Zheng-Lei1 LIU Li1 WAN Xiao-Nan1
HAN Shen1 ZHANG Zhao-Hui1 YANG Yu1*
Abstract Bisphenol A (BPA) is widely used as a plasticizing material in the production and processing of many products. Studies have confirmed that the estrogen-like effects of BPA can cause harm to human endocrinology, reproduction and other aspects. Many countries around the world impose control over BPA and continue to increase their efforts. In this paper, the control requirements of BPA in China and other countries were sorted out. The current valid testing standards for BPA were summarized and a review of the research progress of BPA and its analogues were presented. It could provide effective guidance for customs, testing agencies and export companies.
Keywords Bisphenol A; toxicity; regulation; detection method
双酚A(Bisphenol A),简称BPA,又称二酚基丙烷,化学名为2,2-二(4-羟基苯基)丙烷,是由两分子苯酚和一分子丙酮缩合而成。相对分子质量228,熔点155~158℃,沸点250~252℃,闪点79.4℃,常温下为白色固体。
双酚A是生产塑料的单体,主要用于生产聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等多种高分子材料。由双酚A和光气(COCl2)聚合形成的PC,具有无色透明、轻巧耐用和不易碎裂等特性,被广泛应用于婴儿奶瓶、矿泉水瓶、塑料餐具、医疗器械和食品包装的制作。而含有双酚A的环氧树脂主要用于食品及饮料容器的内部涂层。此外,双酚A还可用于生产增塑剂、黏合剂、阻燃剂和抗氧剂等精细化工产品。
1 双酚A的危害
双酚A的化学结构与合成雌激素——己烯雌酚相似,赋予其雌激素活性,与机体细胞内的雌激素受体结合会产生拟雌激素或抗雌激素作用,从而引起内分泌失调,干扰生殖系统和诱发儿童性早熟等不良影响[1]。研究证实双酚A可明显增加动物卵巢癌、前列腺癌和白血病等癌症的发生[2-7]。生活中人们通过呼吸、消化、皮肤触碰等都能接触到双酚A,但从食品接触材料中迁移到食品中的双酚A是危害最严重的摄入途径[8],尤其是在加热或接触酸性和碱性物质时,双酚A分子会加速水解,更容易从食品接触材料或容器中迁移到食品中。
禁用双酚A已逐渐成为全球共识,包括美国、中国和欧盟等国家和地区相继对食品接触材料和包装容器的双酚A出台了严格的限量规定。我国是食品接触产品的出口大国,国外日益严格的双酚A限量法规不仅给我国企业生产带来严峻的质量管理压力,也对海关和检测机构提出了更加严格的检测和监管要求。
2 欧盟及一些国家对双酚A的管控要求
2.1 欧盟
欧盟管控双酚A的主要指令2002/72/EC(委员会关于与食品接触的塑料材料和制品的指令)规定双酚A特定迁移量(SML)应≤0.6 mg/kg。2011年(EU)No.10/2011号法规替代了2002/72/EC指令,但对双酚A的限量未作修改。2018年欧盟修订了(EU)No.10/2011号法规中双酚A的限量值,并引入符合性声明要求,规定食品接触材料中双酚A的迁移量应低于0.05 mg/kg,同时禁止用于制造婴儿用聚碳酸酯奶瓶和婴幼儿用聚碳酸酯饮水杯或瓶。此外,要求提供与(EU)No.10/2011类似的符合性声明文件。目前,欧盟有关双酚A的管控见表1。
2.2 美国
美国对双酚A的管控禁令由州一级颁布,主要集中在可重复使用的儿童食品和饮料容器。表2罗列了美国部分州对双酚A实施的禁令。
2.3 中国
2011年,我国开始限制婴儿奶瓶中的双酚A。原卫生部联合五部门发布2011年第15号公告,规定禁止使用聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和含双酚A婴幼儿奶瓶,同时规定双酚A允许用于生产除婴幼儿奶瓶以外的其他食品包装材料、容器和涂料,但其迁移量应当符合相关食品安全国家标准规定的限量。GB 4806.6-2016《食品安全国家标准 食品接触用塑料树脂》中指明,单体及其他起始物的特定迁移限量、特定迁移总量限量、最大残留量等理化指标应符合本标准附录A及相关公告的规定,其中,双酚A环氧树脂的迁移量(SML/QM)限量为0.6 mg/kg,且再次明确不得用于生产婴幼儿专用食品接触材料及制品。
表3 中国对双酚A的管控禁令
Table 3 China's bans of Bisphenol A
禁令 | 生效日期 |
禁止生产聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他任何含双酚A的婴幼儿奶瓶 | 2011年6月1日 |
禁止进口和销售聚碳酸酯婴幼儿奶瓶和其他任何含双酚A的婴幼儿奶瓶 | 2011年9月1日 |
2.4 其他国家
自2010年起,奥地利、丹麦、澳大利亚等国家对婴儿产品、食品接触材料中双酚A陆续实施禁令,予以严格管控,见表4。
表4 其他国家对双酚A的管控禁令
Table 4 Other countries' bans of Bisphenol A
国家 | 法案 | 范围 | 限值 | 生效日期 |
奥地利 | 食品安全和消费者保护法案 | 奶嘴和牙胶 | 禁止 | 2012年1月 |
丹麦 | 丹麦兽医和食品管理局法案 | 3岁以下儿童用食品接触材料和物品 | 禁止 | 2010年 |
澳大利亚 | 联邦法律公报 | 婴儿奶嘴和固齿牙胶产品 | 禁止 | 2012年1月1日 |
比利时 | 法案 | 3岁以下儿童用食品接触材料和物品 | 禁止 | 2013年1月1日 |
法国 | 2010-729法案 | 婴儿奶瓶 | 禁止 | 2010年 |
法案 | 奶嘴、安抚奶嘴和咬牙胶 | 禁止 | 2012年12月26日 | |
3岁以下儿童使用的直接与食品接触的食品包装材料 | 禁止 | 2013年1月1日 | ||
除上述两项以外的食品接触材料和物品 | 禁止 | 2015年1月1日 |
3 双酚A检测方法研究进展
欧盟2005年发布了检测双酚A的CEN/TS 13130-13-2005号标准,德国和英国在此基础上于同年发布了本国标准。上述标准使用高效液相色谱法测定食品模拟物时,方法检测限为0.7 mg/kg。欧盟还针对玩具、儿童餐具、婴幼儿用品等产品中的双酚A出台了相应标准,见表5。
我国建立了GB/T 23296.16-2009以及针对化妆品、玩具、食品接触材料的双酚A检测标准,见表6。针对不同检测对象的前处理方法有所区别,但主要过程仍是提取—净化—上机。食品接触材料及制品的食品模拟物样品如果是水基、酸性食品和酒精类可直接进样,油基样品可通过甲醇溶液萃取后进样检测。水产品样品的前处理需经乙酸乙酯提取,凝胶渗透色谱及固相萃取净化,七氟丁酸酐衍生。化妆品样品的前处理经碱性乙腈溶液或正己烷和二氯甲烷混合容易超声提取,氨基固相小柱净化富集。玩具样品的前处理可直接水提取。色谱法是检测双酚A最简洁高效的方法。色谱-质谱联用法是在色谱法的基础上,用质谱仪作为检测器,可以获得更高分辨率和更低检出限。
目前,使用灵敏度高的液相、液质、气质方法仍是检测双酚类化合物的主流方法,对于不同基质的样品,前处理技术不断被开发和优化。杨永超等[9]建立了一种基于低共熔溶剂的液液微萃取-高效液相色谱联用技术,用于测定食用油中双酚A的方法。朱培杰等[10]建立了一种枪头式羧基化多壁碳纳米管固相萃取/高效液相色谱检测饮用水中5种双酚类化合物的分析方法。Li等[11]合成了新型复合材料金属有机骨架/壳聚糖/聚氧乙烯复合材料作为吸附剂,以涡流辅助固相萃取结合高效液相色谱法,检测塑料包装的饮料和水中双酚A及其结构类似物。针对如蜂王浆等更复杂的基质,Tu等[12]开发了糖化辅助液-液萃取前处理方法。
为满足检测快捷和操作简单的需求,近年来发展出很多双酚A免疫学检测技术,包括酶联免疫吸附技术[13]、电化学传感器[14-16]和胶体金免疫层析技术[17]等。研究者开发了多种生物传感器技术用于双酚A的检测,如Nguyen等[18]采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰玻碳电极上制备检测双酚A的电化学传感平台,检测灵敏度达到22 nm。
为应对双酚A的管制,双酚B(BPB)、双酚F(BPF)、双酚S(BPS)、双酚AF(BPAF)和双酚E(BPE)等双酚A类似物逐渐替代双酚A被使用。双酚A类似物在多种环境介质、食品、玩具、纸张、尿液、血液和母乳中被检出,并呈增多趋势[19-21]。因此,近年来双酚A检测的焦点扩大到双酚类物质的高通量检测,对双酚A检测方法的不确定度和标准样品的研究也在推进中[22-23],提高了检测的准确性和科学性。袁晓倩等[24]建立了超高效液相色谱-串联质谱法同时测定化妆品中8种双酚类及烷基酚类化合物含量的分析方法。牛宇敏等[25]建立了基于吡啶-3-磺酰氯衍生和超高效液相色谱-串联质谱检测尿液和血清中23种双酚类化合物的方法。刘松等[26]建立了超高效液相色谱/四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)测定白酒接触塑料制品中21种双酚类及其衍生物的筛查定量方法。
4 结语
本文介绍了双酚A的危害、国内外对双酚A的管控要求和双酚A检测标准及检测方法进展。随着对双酚A及双酚类似物影响机体的研究不断深入和明确,各国(地区)对双酚A的管控必将更加严格,并将管控范围扩大到双酚A类似物上。海关部门和出口企业应掌握各国(地区)对双酚A及双酚类似物的管控要求,从监管和生产上确保出口产品质量,避免贸易纠纷和经济损失。检测机构应确保在检测能力达到现有检测标准要求的基础上,积极拓展双酚A和双酚类似物的前处理技术和检测方法的应用。
参考文献
[1] 王佳. 双酚A对机体影响及其机制的研究进展[J]. 预防医学情报杂志, 2005, 21(5) : 541-544.
[2] Chen M Y, Ike M, Fujita M. Acute toxicity, mutagenicity, and estrogenicity of bisphenol-A and other bisphenols[J]. Environmental Toxicology, 2002, 17(1): 80-86.
[3] Ullah H, Jahan S, Ain Q U, et al. Effect of bisphenol S exposure on male reproductive system of rats: a histological and biochemical study[J]. Chemosphere, 2016, 152: 383-391.
[4] Qiu W, Shao H, Lei P, et al. Immunotoxicity of bisphenol S and F are similar to that of bisphenol A during zebrafish early development[J]. Chemosphere, 2018, 194: 1-8.
[5] 杨蕴嘉, 尹杰, 邵兵. 双酚A替代物-双酚S的研究进展[J]. 首都公共卫生, 2016, 10(5): 222-225.
[6] Zhao C, Tang Z, Yan J, et al. Bisphenol S exposure modulate macrophage phenotype as defined by cytokines profiling, global metabolomics and lipidomics analysis[J]. The Science of the Total Environment, 2017, 592: 357-365.
[7] Waidyanatha S, Black S R, Snyder R W, et al. Disposition and metabolism of the bisphenol analogue, bisphenol S, in Harlan Sprague Dawley rats and B6C3F1/N mice and in vitro in hepatocytes from rats, mice, and humans[J]. Toxicology and Applied Pharmacology, 2018, 351: 32-45.
[8] Mo R H, Liu H X, Lai R T, et al. Ultrasound-assisted upper liquid microextraction coupled to molecular fluorescence for detection of bisphenol A in commercial beverages[J]. Food Analytical Methods, 2017, 10(5): 1575-1581.
[9] 杨永超, 杜宇, 何成, 等. 低共熔液相微萃取-高效液相色谱法测定食用油中双酚A[J]. 分析试验室, 2022, 41(1): 33-37.
[10] 朱培杰, 涂雪元, 周家欢, 等. 枪头式羧基化多壁碳纳米管固相萃取/高效液相色谱测定饮用水中双酚类化合物[J].分析测试学报, 2021, 40 (9): 1328-1333.
[11] Li S, Si H Z, Li J S, et al. Metal organic framework/chitosan foams functionalized with polyethylene oxide as a sorbent for enrichment and analysis of bisphenols in beverages and water[J]. New Journal of Chemistry, 2020, 44(4): 1485-1492.
[12] Tu X J, Wu S Y, Liu W Y, et al. Sugaring-out assisted liquid-liquid extraction combined with high-performance liquid chromatography-fluorescence detection for the determination of bisphenol A and bisphenol B in royal jelly[J]. Food Analytical Methods, 2019, 12(3): 705-711.
[13] De Meulenaer B, Baert K, Lanckriet H, et al. Development of an enzyme-linked immunosorbent assay for bisphenol A using chicken immunoglobulins[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(19): 5273-5282.
[14] Zhan T, Song Y, Tan Z, et al. Electrochemical bisphenol A sensor based on exfoliated Ni2Al-layered double hydroxide nanosheets modified electrode[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2017, 238: 962-971.
[15] Li C. Construction of a sensitive bisphenol A electrochemical sensor based on metal-organic framework/graphene composites[J]. International Journal of Electrochemical Science, 2018, 13(5): 4855-4867.
[16] Messaoud N B, Dridi C, Ali M B, et al. Electrochemical sensor based on multiwalled carbon nanotube andgold nanoparticle modified electrode for the sensitive detection of bisphenol A[J]. Sensors and Actuators B, 2017, 253: 513-522.
[17] Peng X Y, Kang L C, Pang F Q, et al. A signal-enhanced lateral flow strip biosensor for ultrasensitive and on-site detection of bisphenol A[J]. Food and Agricultural Immunology, 2018, 29(1): 216-227.
[18] Nguyen T L, Le Q H, Nguyen T H, et al. An Electrochemical Sensor Based on Gold Nanodendrite/Surfactant Modified Electrode for Bisphenol A Detection[J]. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2020: 6693595.
[19] Chen D, Kannan K, Tan H, et al. Bisphenol analogues other than BPA: environmental occurrence, human exposure, and toxicity-A review[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(11): 5438-5453.
[20] Lee J, Choi K, Park J, et al. Bisphenol A distribution in serum, urine, placenta, breast milk, and umbilical cord serum in a birth panel of mother-neonate pairs[J]. The Science of the Total Environment, 2018, 626: 1494-1501.
[21] Dualde P, Pardo O, Corpas-Burgos F, et al. Biomonitoring of bisphenols A, F, S in human milk and probabilistic risk assessment for breastfed infants[J]. Science of the Total Environment, 2019, 668: 797-805.
[22] 李灿明, 柏建国. HPLC法测定食品接触材料中BPA迁移量的不确定度评定[J]. 食品研究与开发, 2017, 38(18): 158-162.
[23] 曾铭, 柳映青, 蒋小良, 等. PE塑料碗中双酚A迁移量标准样品的研制[J]. 中国口岸科学技术, 2020(9): 71-75.
[24] 袁晓倩, 韩晶, 简龙海, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定化妆品中8种双酚类及烷基酚类内分泌干扰物[J]. 分析测试学报, 2020, 39(7): 906-911.
[25] 牛宇敏, 王彬, 杨润晖, 等. 超高效液相色谱-串联质谱法同时测定尿液与血清中23种双酚类化合物[J]. 分析测试学报, 2020, 39(6): 715-721.
[26] 刘松, 赵振宇, 曾稳稳, 等. UPLC-Q-Orbitrap HRMS测定白酒接触塑料制品中21种双酚类及其衍生物[J]. 食品工业科技, 2021, 42(9): 263-269.
基金项目:国家重点研发计划课题(2019YFC1605101)
通讯作者:杨宇(1976—),女,汉族,山东人,博士,研究员,主要从事生物有害因子检测技术研究,E-mail: redyy99@sina.cn
1. 中国海关科学技术研究中心 北京 100026
1. Science and Technology Research Center of China Customs, Beijing 100026