Detektion von Schwermetallen in Kinderspielzeug mit Röntgenfluoreszenz

Schwermetalle und andere Schadstoffe in Kinderspielzeug – teilweise in gesundheitsgefährdenden Konzentrationen – sorgen immer wieder für Schlagzeilen. Dadurch entsteht erheblicher Druck auf die Hersteller, ihr Spielzeug auf Schadstoffe zu prüfen, um Schadstofffreiheit zu gewährleisten und es mit entsprechenden Prüfsiegeln versehen zu können.

Kinderspielzeug unterliegt in Europa der Spielzeugrichtlinie bzw. der Spielzeugnorm DIN EN 71. Diese Norm beschreibt z. B. Prüfkriterien für die mechanischen und physikalischen Eigenschaften, für organische Verbindungen, für elektrische Spielzeuge, aber auch Grenzwerte für den Gehalt an bestimmten Schwermetallen und anderen Schadstoffen. Laut Norm wird das Spielzeug für ein bzw. zwei Stunden einer Salzsäure mit 0,07 mol / l ausgesetzt, die den Magensaft simuliert. Was sich darin löst, wird dann einer Analyse, meist mit AAS oder ICP, unterzogen. Nachteil ist hier, dass das Spielzeug zerstört werden muss und die Kontrollen recht aufwendig sind.

Abb. 1: Schadstoffanalyse an verschiedenen Spielzeugen mit dem
FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD

Die Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA) stellt im Gegensatz dazu eine einfache Methode dar, um schnell und zerstörungsfrei die Konzentrationen von Pb, Hg, Cd und anderen Schwermetallen zu bestimmen. In Tabelle 1 sind Nachweisgrenzen für verschiedene Kunststoffe aufgeführt, die mit einem FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD gemessen wurden. Die geforderten Grenzwerte lassen sich somit ohne großen Aufwand präzise überprüfen.


Element

Grenzwerte

DIN EN 71

Nachweisgrenzen

Messbeispiel

ABS braun

[Standard-
abweichung]

POM

PVC

ABS blau

Sb

60

42,6

43,2

24,9

45159 [180]

As

25

3,9

8,7

2,7

42 [3,8]

Ba

1000

138,0

87,0

60,0

2740 [79]

Cd

75

17,4

19,2

22,2

10 [8,4]

Pb

90

8,7

12,6

6,5

4 [4,3]

Hg

60

2,4

8,1

1,5

-3 [2,6]

Se

500

1,5

4,2

1,2

5 [1,7]

Cr

60

11,7

54,0

7,5

12134 [281]

Tab. 1: Grenzwerte laut der Norm DIN EN 71 sowie Nachweisgrenzen für drei verschiedene Kunststoffmaterialien in ppm, gemessen mit dem
FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD.
Für die Probe ABS braun sind Mittelwerte (sowie in Klammern Standardabweichungen) angegeben.
Die Grenzwerte für Sb, As, Ba und Cr sind deutlich überschritten

Als Screeningmethode eingesetzt warnt die RFA, wenn ein vorgegebener Wert überschritten wurde. Dann können weitere nass-chemische Analysen durchgeführt werden, um das Ergebnis abzusichern.

Die Schadstoffkonzentration kann auch punktuell gemessen werden, wie z. B. auf dem bemalten Auge einer Plastikfigur. Mithilfe der RFA können schnell komplette Chargen durchgemessen und so einzelne, mit Schadstoffen belastete Teile erkannt werden, die bei einer Stichprobe eventuell nicht auffallen würden. Ein weiterer Vorteil ist, dass mit einer Messung die Konzentration aller Schwermetalle gleichzeitig bestimmt werden kann.

Mit dem FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SDD können kleinste Konzentrationen von Schwermetallen und anderen Schadstoffen in Kinderspielzeug schnell und vor allem zerstörungsfrei analysiert werden. Damit lässt sich die Einhaltung vorgegebener Richtlinien und Normen überwachen. Für weitere Fragen steht Ihnen Ihr lokaler Fischer-Ansprechpartner zur Verfügung.

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