Exposure to lead and cadmium released from ceramics and glassware intended to come into contact with food

• Autorzy: Rebeniak M. , Wojciechowska-Mazurek M. , Mania M. , Szynal T. , Strzelecka A. , Starska K.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. The dietary intake of harmful elements, particularly lead and cadmium constitutes a health threat and essential measures should be undertaken to reduce consumer exposure. The latest risk assessments by the European Food Safety Authority (EFSA) and Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA) have indicated that the Provisional Tolerable Weekly Intake (PTWI) for lead and cadmium do not ensure health safety and their review had to be undertaken. Migration from ceramics and glassware intended for food contact is an important source of lead and cadmium intake. Objectives. To study the release of lead and cadmium from ceramics and glassware (including decorated products) intended for food contact that are available on the Polish market and to assess the resulting health risk to the consumer. Materials and Methods. Ceramics and glassware (mainly decorated) were sampled from the Polish market during 2010- 2012 throughout the country by staff of the Sanitary-Epidemiological Stations in accordance with monitoring procedures and guidelines designed by the National Institute of Public Health-National Institute of Hygiene. Migration of lead and cadmium was measured by incubating the samples with 4% acetic acid for 24 hours at a temperature of 22±2ºC in the dark. Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) was used to measure these elements in food simulant according to a validated and accredited method (PN-EN ISO/IEC 17025). Results. 1273 samples of ceramics and glass wares were analysed in 2010-2012. Lead and cadmium release were usually found to be below analytical detection limits. Permissible migration limits (as prescribed by the legislation) of these metals were rarely exceeded and were reported mainly in articles imported from outside the EU. Two imported and decorated ceramic flat plates released lead at 0.9 and 11.9 mg/dm2 (limit 0.8 mg/dm2) and 5 imported deep plates gave migration values of 4.7 mg/L, 4.9 mg/L, 5.6 mg/L, 6.1 mg/L, 8.6 mg/L (limit 4.0 mg/L). Lead migrations from ceramic ware rims above the 2.0 mg per product limit (as established in Polish Standard PN-B-13210:1997 [16]) were observed in 4 samples, at 2.1, 3.7, 4.2 and 14.4 mg per product, respectively. Migrations of cadmium from the ceramic samples’ rims were within permissible limits. Majority of high migration results were obtained for decorated rims of glass vessels for beverages. The highest migration from the rim of an imported glass mug was reported at 163.8 mg/product for lead and at 8.96 mg/product for cadmium. Risk assessment indicated that exposures to lead and cadmium released from ceramic wares based on the migration limits set by the EU legislation lead to human intake close to, or exceeding reference doses. For a 20 kg b.w. child the lead BMDL01 value could thus be exceeded by over 30-fold and the cadmium TWI value 4-fold. Conclusions. Review of EU legislation applicable to lead and cadmium migration limits from ceramics is necessary with an intention to lower such limits. The limits applied to the rims of ceramics and glassware intended for beverages should be included. The release of lead and cadmium at the maximum permissible levels for ceramics may lead to uptakes becoming hazardous to human health. Appropriate measures are thus necessary to reduce sources of exposure.

PL

Wprowadzenie. Pobranie pierwiastków szkodliwych dla zdrowia, szczególnie ołowiu i kadmu z żywnością stwarza zagrożenie dla zdrowia i niezbędne jest podejmowanie działań mających na celu obniżenie narażenia konsumentów. Najnowsze oceny ryzyka dokonane przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) i Połączony Komitet Ekspertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA) wykazały, że wartości tymczasowego tolerowanego tygodniowego pobrania (PTWI) ołowiu i kadmu nie zapewniały bezpieczeństwa zdrowotnego i doprowadziły do ich weryfikacji. Jednym z istotnych źródeł pobrania ołowiu i kadmu z żywnością jest ich migracja z wyrobów ceramicznych i szklanych przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Cel. Zbadanie uwalniania ołowiu i kadmu z wyrobów ceramicznych i szklanych w tym dekorowanych przeznaczonych do kontaktu z żywnością dostępnych w obrocie w Polsce oraz ocena ryzyka dla zdrowia konsumenta. Materiał i metody. Materiał do badań stanowiły wyroby ceramiczne i szklane, głównie dekorowane, pobierane z obrotu handlowego w latach 2010-2012 na terenie całego kraju przez przedstawicieli Stacji Sanitarno-Epidemiologicznych w ramach monitoringu, zgodnie z planem i wytycznymi opracowanymi przez Zakład Bezpieczeństwa Żywności Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego – Państwowego Zakładu Higieny. Migrację ołowiu i kadmu z próbek wyrobów ceramicznych i szklanych przeprowadzano do 4% kwasu octowego przez 24 godziny w temperaturze 22±2ºC (w ciemności). Zawartość ołowiu i kadmu w płynie modelowym po migracji oznaczano metodą płomieniowej atomowej spektrometrii absorpcyjnej (FAAS), zwalidowaną i akredytowaną zgodnie z PN-EN ISO/IEC 17025. Wyniki. W latach 2010-2012 zbadano 1273 próbki wyrobów ceramicznych i szklanych. Uwalnianie ołowiu i kadmu z naczyń ceramicznych i szklanych było przeważnie poniżej granic wykrywalności stosowanych metod analitycznych. Przekroczenia limitów migracji tych metali z naczyń ceramicznych określonych w ustawodawstwie stwierdzano rzadko, głównie z wyrobów z importu (spoza UE). Z 2 naczyń ceramicznych płaskich zdobionych (z importu) ilości uwalnianego ołowiu wynosiły 0,9 mg/dm2 i 11,9 mg/dm2 (limit 0,8 mg/dm2). Z 5 naczyń ceramicznych głębokich (z importu) migracja ołowiu powyżej limitu (4,0 mg/L) wynosiła: 4,7 mg/L; 4,9 mg/L; 5,6 mg/L; 6,1 mg/L; 8,6 mg/L. Migrację ołowiu z obrzeży naczyń ceramicznych w ilościach przekraczających limit (2,0 mg/wyrób), podany w polskiej normie PN-B-13210:1997 [16], stwierdzono z 4 wyrobów i wynosiła ona: 2,1 mg/wyrób 3,7 mg/wyrób, 4,2 mg/wyrób, 14,4 mg/wyrób. Nie stwierdzono migracji kadmu z obrzeży badanych naczyń ceramicznych w ilości przekraczającej limit. Największą migrację ołowiu wynoszącą 163,8 mg/wyrób i kadmu 8,96 mg/wyrób stwierdzono z obrzeża kubka szklanego, z importu. Ocena narażenia na ołów i kadm wykazała, że uwalnianie ołowiu i kadmu na poziomie najwyższych dopuszczalnych ilości, podanych w przepisach UE, prowadzi do pobrania tych metali bliskiego bądź przekraczającego dawki referencyjne. W przypadku dziecka o masie ciała 20 kg przekroczenie dawki BMDL01 dla ołowiu może być ponad 30-krotne, a przekroczenie TWI dla kadmu ponad 4-krotne. Wnioski. Konieczne jest obniżenie obowiązujących w UE limitów migracji ołowiu i kadmu z naczyń ceramicznych oraz wprowadzenie limitów dla obrzeży naczyń ceramicznych przeznaczonych do napojów, a także dla wyrobów szklanych. Uwalnianie ołowiu i kadmu na poziomie najwyższych dopuszczalnych ilości zgodnych z aktualnymi przepisami dla wyrobów ceramicznych może prowadzić do pobrania tych metali zagrażającego zdrowiu. Niezbędne jest podjęcie działań eliminujących źródła zagrożenia.

Słowa kluczowe

EN

lead exposure; cadmium exposure; ceramics; glass; contact with food; food contact surface; lead migration; cadmium migration; risk assessment; health hazard; human health; kitchenware

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2014
• Tom: 65
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.301-309,fig.,ref.

Twórcy

autor

Rebeniak M.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

autor

Wojciechowska-Mazurek M.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

autor

Mania M.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

autor

Szynal T.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

autor

Strzelecka A.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

autor

Starska K.

• Department of Food Safety, National Institute of Public Health - National Institute of Hygiene, 24 Chocimska street, 00-791 Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Cadmium dietary exposure in the European population. EFSA Journal 2012; 10(1): 2551.
• 2. Commission Directive No 2005/31/EC amending Council Directive 84/500/EEC as regards a declaration of compliance and performance criteria of the analytical method for ceramic articles intended to come into contact with foodstuffs. OJ L EU L 110/36, 30.04.2005.
• 3. Council Directive No 84/500/EEC of 15 October 1984 on the approximation of the laws of the member states relating to ceramic articles intended to come into contact with foodstuffs. Off J Eur Union L 277/12, 20.10.1984.
• 4. Commission Regulation No 2023/2006 of 22 December 2006 on good manufacturing practice for materials and articles intended to come into contact with food. OJ L EU L 384/75, 29.12.2006.
• 5. Demont M., Boutakhrit K., Fekete V., Bolle F., Van Loco J.: Migration of 18 trace elements from ceramic food contact material: Influence of pigment, pH, nature of acid and temperature. Food and Chemical Toxicology 2012; 50:734-743.
• 6. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on Lead in Food. EFSA Journal 2010; 8(4):1570.
• 7. Evaluation of certain contaminants in food. Seventy-third report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Technical Report Series. 2011;960.
• 8. Gonzalez-Soto E., Gonzalez-Rodriquez V., Lopez-Suarez C., Castro-Romero J.M., Perez-Iglesias J., Fernandez- Solis J.M.: Migration of lead and cadmium from ceramic materials used in food preparation. Bull Environ Contam Toxicol 2000; 65:598-603.
• 9. Guadagnino E., Gambaro M., Gramiccioni L., Denaro M., Feliciani R., Baldini M., Stacchini P., Giovannangeli S., Carelli G., Castellino N., Vinci F.: Estimation of lead intake from crystalware under conditions of consumer use. Food Addit Contam 2000; 17(3):205-218.
• 10. Jorhem L., Fjeldal P., Sundstrom B., Svensson K.: Lead extracted from ceramics under household conditions. Livsmedels Verket, National Food Administration, Sweden, Raport 19, 2007.
• 11. Lead dietary exposure in the European population. EFSA Journal 2012;10(7):2831.
• 12. Lehman R.L.: Lead glazes for ceramic foodware. The International Lead Management Center, USA 2002.
• 13. Lynch R., Elledge B., Peters Ch.: An assessment of lead leachability from lead-glazed ceramic cooking vessels. J Environ Health 2008;70(9):36-40.
• 14. Omolaoye J.A., Uzairu A., Gimba C.E.: Heavy metals assessment of some ceramic products imported into Nigeria from China. Arch Appl Sci Res 2010;2:120-125.
• 15. Opoka M., Wojciechowska-Mazurek M., Starska K., Mania M. Biernat U.: Wykorzystanie techniki AAS w badaniach wyrobów ceramicznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością – badania monitoringowe. Materiały XIV Konferencji ‘Zastosowanie metod AAS, ICP- -OES i ICP-MS w analizie środowiskowej’, Warszawa, 2009;R-5:16.
• 16. Polish Standard PN-B-13210:1997. Glass and ceramic articles intended to contact with food. Permissible quantities of lead and cadmium release (in Polish).
• 17. PN-EN 1388-1:2000. Materials and articles in contact with foodstuffs - Silicate surfaces - Part 1: Determination of the release of lead and cadmium from ceramic ware.
• 18. PN-EN 1388-2:2000. Materials and articles in contact with foodstuffs - Silicate surfaces - Part 2: Determination of the release of lead and cadmium from silicate surfaces other than ceramic ware.
• 19. PN-EN ISO/IEC 17025:2005. General requirements for the competence of testing and calibration laboratories, as amended AC 2007 and Ap1 2007.
• 20. Regulation of the Polish Minister of Health of 15 January 2008 on the list of substances, the use of which is permitted in the process of manufacturing or processing materials and products from materials other than plastics, intended to contact with foodstuffs. Journal of Laws of 2008, No 11, item 113 (in Polish).
• 21. Scientific Opinion of the Panel on Contaminants in the Food Chain on a request from the European Commission on cadmium in food. The EFSA Journal 2009; 980: 1-139.
• 22. Schnaas L., Rothenberg S.J., Flores M-F., Martinez S., Hernandez C., Osorio E., Perroni E.: Blood Lead Secular Trend in a Cohort of Children in Mexico City (1987-2002). Environ Health Perspect 2004; 112: 1110-1115.
• 23. Selden A.I., Bergström B-E., Gunnarsson L-G.: Lead exposure from tourist earthenware: A pilot survey: Int J Sci Eng 2008; 211: 587-590.
• 24. Sheets R.W.: Extraction of lead, cadmium and zinc from overglaze decorations on ceramic dinnerware by acidic and basic food substances. Sci Total Environ 1997; 197: 167-175.
• 25. Statement on tolerable weekly intake of cadmium. EFSA Journal 2011; 9(2): 1975
• 26. The Rapid Alert System for Food and Feed (RASFF). Annual report 2010-2012. Available from: http://ec.europa.eu/food/safety/rasff/docs/rasff_annual_report_2010_en.pdf http://ec.europa.eu/food/safety/rasff/docs/rasff_annual_report_2011_en.pdf http://ec.europa.eu/food/safety/rasff/docs/rasff_annual_report_2012_en.pdf
• 27. Valadez-Vega C., Zuniga-Perez C., Quintanar-Gomez S., Morales-Gonzales J.A., Madrigal-Santillan E., Villagomez- Ibarra J.R. Sumaya-Martinez M.T., Garcia-Peredes J.D.: Lead, cadmium and cobalt (Pb, Cd and Co) leaching of glass-clay containers by pH effect of Food. Int J Mol Sci 2011; 12: 2336-2350.
• 28. VKM. Norwegian Scientific Committee for Food Safety: Risk assessment of health hazards from lead and other heavy metals migrated from ceramic articles 2004; 04/403-10.
• 29. Wojciechowska-Mazurek M., Starska K., Brulińska-Ostrowska E., Plewa M., Biernat U., Karłowski K.: Monitoring of contamination of foodstuffs with elements noxious to human health. Part I. Wheat cereal products, vegetable products, confectionery and products for infants and small children (2004 year). Rocz Panstw Zakl Hig 2008; 59(3):251-266 (in Polish).
• 30. Wojciechowska-Mazurek M., Starska K., Mania M., Brulińska-Ostrowska E., Opoka M., Biernat U., Karłowski K.: Ceramic articles intended to come into contact with foodstuffs – safety assessment of lead and cadmium migration. Bromat. Chem. Toksykol. 2009; 42(3): 475-480 (in Polish).
• 31. Working paper of European Commission. Discussion of options and questionnaire to prepare the possible update and extension of the legislation on ceramic food contact materials – possibly including Glass and other Glazed materials. Version number 0.6.1, date 4.03.2011.
• 32. Zawadzka T., Brulińska E.: Kinetics of lead and cadmium migration from porcelain dishes. Rocz Panstw Zakl Hig 1986; 37(3): 210-218 9 (in Polish).