本文關(guān)鍵詞：食品紙塑復(fù)合包裝材料中重金屬的檢測(cè)及遷移規(guī)律研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),食品紙塑復(fù)合包裝材料在食品包裝工業(yè)上被廣泛使用,其安全性是食品安全不可分割的部分。食品紙塑復(fù)合包裝材料融合了塑料和紙的優(yōu)點(diǎn),但紙和塑料在生產(chǎn)中均會(huì)加入多種功能助劑,因此存在重金屬遷移、游離單體及降解產(chǎn)物等超標(biāo)問(wèn)題。重金屬可能會(huì)遷移到食品中,一旦被人體攝食,易在人體內(nèi)蓄積從而引發(fā)潛在危害,甚至毒性反應(yīng),對(duì)人體健康是一種威脅。論文以食品紙塑復(fù)合包裝材料為研究對(duì)象,針對(duì)其中毒性較強(qiáng)的重金屬(鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞)的檢測(cè)方法、遷移試驗(yàn)及理論遷移預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1.濕法消解-火焰原子吸收法檢測(cè)鉛、鎘方法的優(yōu)化研究確定了食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘的前處理方法：0.5000g樣品用12mL硝酸處理效果最好；優(yōu)化了測(cè)定鉛的最佳檢測(cè)條件：分析波長(zhǎng)為283.3nm,燈電流為8mA,光譜帶寬為0.7nm,燃燒器高度為7mm,空氣流量為14.5L·min-1,乙炔流量為2.2 L·min-1;測(cè)定鎘的最佳檢測(cè)條件：分析波長(zhǎng)為228.8nm,燈電流為6mA,光譜帶寬為0.7nm,燃燒器高度為5mm,空氣流量為15.5 L·min-1,乙炔流量為2.2 L·min-1;鉛在0.10～1.00μg·mL-1,鎘在0.02～0.10μg·mL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢出限分別為0.068μg·mL-1和0.0028μg·mL-1,鉛的回收率在93.86-100.04%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.61%～4.07%,鎘的回收率在93.43%～96.29%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.29%～4.78%。2.濕法消解-分光光度法檢測(cè)六價(jià)鉻方法的優(yōu)化研究確定了食品紙塑復(fù)合包裝材料中六價(jià)鉻的前處理方法：1.0000g樣品用14mL混合酸(硝酸：高氯酸=3：1)處理效果最好；優(yōu)化了分光光度法檢測(cè)六價(jià)鉻的條件：當(dāng)(1+1)硫酸最佳用量為0.5mL,(1+1)磷酸最佳用量為0.5mL,顯色劑最佳用量為2mL時(shí),所測(cè)定的六價(jià)鉻濃度最高；六價(jià)鉻在0.04-0.28μg·mL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9999,檢出限為0.0075μg·mL-1；六價(jià)鉻的回收率在93.81-96.83%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.83%-3.07%。3.濕法消解-原子熒光法檢測(cè)汞方法的優(yōu)化研究確定了食品紙塑復(fù)合包裝材料中汞的前處理方法：0.5000g樣品用10mL濃硝酸和2mL雙氧水消解4h的效果最好；優(yōu)化了原子熒光光度計(jì)檢測(cè)汞的最佳儀器條件：負(fù)高壓：210 V；原子化器高度：10 mm；燈電流：Hg:10 mA；載氣流量：500mL·min-1;屏蔽氣流量：900 mL·min-1;注入量：0.5mL；讀數(shù)時(shí)間：10s；延遲時(shí)間：1.0s；測(cè)定方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；讀數(shù)方式：峰面積；載流介質(zhì)為5%鹽酸,硼氫化鉀溶液和氫氧化鉀溶液的濃度均為5g·L-1；汞在0.00-40.0ng·mL-1范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)為0.9992,檢出限為0.0025μg·mL-1；汞的回收率在95.93-97.38%之間,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.02%-3.85%。4.食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞的遷移試驗(yàn)研究試驗(yàn)研究了不同材質(zhì)、不同厚度的食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞在20℃、40℃和60℃溫度下向3%乙酸、10%乙醇、20%乙醇和50%乙醇水溶液的遷移：采用兩種方法進(jìn)行遷移研究：一種是選取2種樣品進(jìn)行直接遷移試驗(yàn),另一種選取4種樣品先高濃度污染處理后再進(jìn)行遷移試驗(yàn)；這兩種方法在相同的遷移條件下得到的規(guī)律一致,4種重金屬在相同的遷移條件下的規(guī)律也一致。結(jié)果表明：在同一溫度下,不同樣品的同一元素在同一食品模擬物中的最大遷移量與樣品該元素的初始遷移濃度成正比,而真實(shí)遷移率與初始遷移濃度無(wú)關(guān)；不同樣品的同種元素在同種食品模擬物中隨著溫度的升高,其最大遷移量增大,真實(shí)遷移率增大；4種元素在20℃、40℃和60℃溫度下向4種食品模擬物中的遷移規(guī)律相同,同一元素在同一溫度下向3%乙酸中的遷移速度最快,向50%乙醇水溶液中的遷移速度最慢,隨著溫度的升高,遷移速度增快；同種材質(zhì)的同種元素的最大遷移量在印刷材料中比無(wú)印刷材料中要大；文中從“微觀”角度分析了初始遷移濃度、溫度、分子結(jié)構(gòu)、食品模擬物、材料總厚度、印刷對(duì)4種重金屬元素遷移的影響；還從“宏觀”角度分析了食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞的初始總量及在20℃、40℃和60℃下向4種食品模擬物中的遷移總量,得出食品紙塑復(fù)合包裝材料用于貯藏酸性食品時(shí)不太安全,而在低溫時(shí)貯藏牛奶制品,水包油食品,含有多于20%乙醇的食品時(shí)較安全,從而為評(píng)價(jià)食品紙塑復(fù)合包裝材料的安全性提供了理論依據(jù)。5.本文以食品紙塑復(fù)合包裝材料為研究對(duì)象建立了“有限包裝-無(wú)限食品”重金屬遷移預(yù)測(cè)模型,基于Fick第二定律,考慮擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù),結(jié)合初始條件和邊界條件,利用數(shù)值方法得到了重金屬遷移濃度的近似解。利用經(jīng)典模型估算了4種重金屬在不同溫度的擴(kuò)散系數(shù),根據(jù)分配系數(shù)的定義計(jì)算了4種重金屬在20℃、40℃和60℃時(shí)向4種食品模擬物中的分配系數(shù)。分析擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù),發(fā)現(xiàn)與遷移試驗(yàn)結(jié)果符合,說(shuō)明擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù)的估算合理。利用Matlab軟件將得到的遷移預(yù)測(cè)趨勢(shì)與實(shí)際遷移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,從而進(jìn)行效果評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)值的變化趨勢(shì)與預(yù)測(cè)模型基本一致。遷移量的偏差也符合實(shí)際情況,本模型較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞向3%乙酸、10%乙醇、20%乙醇和50%乙醇的遷移情況。
【關(guān)鍵詞】：重金屬 紙塑復(fù)合包裝材料 檢測(cè) 方法 遷移 遷移模型 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TS206.4
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-11
• 符號(hào)說(shuō)明11-17
• 1 緒論17-49
• 1.1 課題背景17-18
• 1.2 食品紙塑復(fù)合包裝材料18-21
• 1.2.1 食品紙塑復(fù)合包裝材料定義及性能18
• 1.2.2 食品紙塑復(fù)合包裝材料的應(yīng)用現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 食品紙塑復(fù)合包裝材料存在的問(wèn)題19-21
• 1.3 國(guó)內(nèi)外與食品紙塑復(fù)合包裝材料相關(guān)的法規(guī)21-23
• 1.3.1 美國(guó)FDA相關(guān)法規(guī)21
• 1.3.2 歐盟EU及歐共體EC相關(guān)法規(guī)21-22
• 1.3.3 我國(guó)相關(guān)法規(guī)22-23
• 1.4 食品包裝材料中有害物質(zhì)的檢測(cè)及遷移研究23-27
• 1.4.1 食品紙質(zhì)包裝材料中有害物質(zhì)的檢測(cè)及遷移研究23-24
• 1.4.2 食品塑料包裝材料中有害物質(zhì)的檢測(cè)及遷移研究24-26
• 1.4.3 食品紙塑復(fù)合包裝材料中有害物質(zhì)的檢測(cè)及遷移研究26-27
• 1.5 重金屬的危害及檢測(cè)研究27-38
• 1.5.1 重金屬檢測(cè)前的樣品預(yù)處理方法29
• 1.5.2 鉛的危害及檢測(cè)研究29-31
• 1.5.3 鎘的危害及檢測(cè)研究31-33
• 1.5.4 六價(jià)鉻的危害及檢測(cè)研究33-35
• 1.5.5 汞的危害及檢測(cè)研究35-37
• 1.5.6 幾種重金屬的綜合檢測(cè)研究37-38
• 1.6 遷移模型的研究38-42
• 1.6.1 包裝遷移數(shù)學(xué)模型38-40
• 1.6.2 擴(kuò)散系數(shù)和分配系數(shù)分析40-42
• 1.7 遷移研究42-46
• 1.7.1 食品模擬物的選用42-44
• 1.7.2 遷移實(shí)驗(yàn)的研究44-46
• 1.8 本論文的研究意義和主要內(nèi)容46-49
• 1.8.1 研究的目的及意義46
• 1.8.2 研究的主要內(nèi)容46-49
• 2 食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘的檢測(cè)方法優(yōu)化49-65
• 2.1 引言49-50
• 2.2 儀器與試劑50
• 2.2.1 主要儀器50
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑50
• 2.3 材料與方法50-52
• 2.3.1 試驗(yàn)材料50-51
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法51-52
• 2.4 優(yōu)化前儀器默認(rèn)的工作條件52
• 2.5 結(jié)果與分析52-63
• 2.5.1 儀器最佳條件的選擇52-58
• 2.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制58
• 2.5.3 樣品前處理分析58-60
• 2.5.4 樣品的檢測(cè)60
• 2.5.5 方法檢出限和精密度60-63
• 2.6 本章小結(jié)63-65
• 3 食品紙塑復(fù)合包裝材料中六價(jià)鉻的檢測(cè)方法優(yōu)化65-79
• 3.1 引言65-66
• 3.2 儀器與試劑66-67
• 3.2.1 主要儀器66-67
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑67
• 3.3 材料與方法67-70
• 3.3.1 試驗(yàn)材料67-68
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)方法68-70
• 3.4 結(jié)果與分析70-77
• 3.4.1 分光光度法的優(yōu)化70-72
• 3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制72-73
• 3.4.3 樣品前處理分析73-74
• 3.4.4 樣品的檢測(cè)74-75
• 3.4.5 方法檢出限和精密度75-77
• 3.5 本章小結(jié)77-79
• 4 食品紙塑復(fù)合包裝材料中汞的檢測(cè)方法優(yōu)化79-91
• 4.1 引言79-80
• 4.2 儀器與試劑80
• 4.2.1 主要儀器80
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑80
• 4.3 材料與方法80-82
• 4.3.1 試驗(yàn)材料80-81
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法81-82
• 4.4 結(jié)果與分析82-88
• 4.4.1 儀器條件的優(yōu)化82-85
• 4.4.2 測(cè)量條件的選擇85
• 4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制85
• 4.4.4 樣品處理?xiàng)l件的選擇85-86
• 4.4.5 樣品的檢測(cè)86-87
• 4.4.6 方法檢出限和精密度87-88
• 4.5 本章小結(jié)88-91
• 5 食品紙塑復(fù)合包裝材料中鉛、鎘、六價(jià)鉻、汞的遷移試驗(yàn)研究91-127
• 5.1 引言91
• 5.2 儀器與試劑91-92
• 5.2.1 主要儀器91-92
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑92
• 5.3 試驗(yàn)條件的確定92-99
• 5.3.1 試驗(yàn)材料92-93
• 5.3.2 樣品水分含量和厚度的測(cè)定93
• 5.3.3 食品模擬物的選用93-94
• 5.3.4 遷移方式的選擇94-96
• 5.3.5 遷移單元96
• 5.3.6 遷移試驗(yàn)時(shí)間與溫度的設(shè)定96-97
• 5.3.7 遷移后模擬液的處理97-98
• 5.3.8 鉛、鎘、六價(jià)鉻、汞的檢測(cè)條件98-99
• 5.4 試驗(yàn)方法99-101
• 5.4.1 高濃度污染液及標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備99-100
• 5.4.2 樣品的選取及制備100
• 5.4.3 樣品初始濃度的測(cè)定和計(jì)算100-101
• 5.5 結(jié)果與分析101-125
• 5.5.1 樣品的水分含量101-102
• 5.5.2 樣品的厚度102
• 5.5.3 樣品中初始遷移濃度102-104
• 5.5.4 遷移規(guī)律及分析104-123
• 5.5.5 樣品中鉛、鎘、六價(jià)鉻和汞的遷移總量分析123-124
• 5.5.6 鉛、鎘、六價(jià)鉻、汞的遷移微觀分析124-125
• 5.6 本章小結(jié)125-127
• 6 食品紙塑復(fù)合包裝材料中重金屬遷移模型數(shù)值模擬及其效果評(píng)價(jià)127-153
• 6.1 引言127
• 6.2 塑料的遷移機(jī)理及模型參數(shù)127-131
• 6.2.1 塑料的遷移機(jī)理127-128
• 6.2.2 模型參數(shù)128-131
• 6.3 有限厚紙塑重金屬遷移預(yù)測(cè)模型建立131-134
• 6.3.1 假設(shè)條件131-132
• 6.3.2 擴(kuò)散模型132-133
• 6.3.3 差分格式的建立133-134
• 6.4 遷移預(yù)測(cè)模型的效果評(píng)價(jià)134-150
• 6.4.1 擴(kuò)散系數(shù)134-136
• 6.4.2 分配系數(shù)136-139
• 6.4.3 數(shù)值解預(yù)測(cè)趨勢(shì)139-150
• 6.5 本章小結(jié)150-153
• 結(jié)論與展望153-157
• 結(jié)論153-155
• 展望155-156
• 創(chuàng)新點(diǎn)156-157
• 參考文獻(xiàn)157-173
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果)173-175
• 致謝175

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：食品紙塑復(fù)合包裝材料中重金屬的檢測(cè)及遷移規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：331434