Výluh rizikových prvků z glazury běžně používané keramiky vlivem nízkomolekulárních organických kyselin.

Bc. Ondřej Husák

Master's thesis

Leaching of risk elements from glazes of commonly used ceramic caused by low molecular mass organic acids.

Abstract:

Keramika provází člověka velkou část jeho historie, kdy sloužila ke skladování nebo přípravě potravin a nápojů, nebo i jen jako dekorativní součást kultury. Glazury obsahují rizikové prvky, které jim propujčují žádané fyzikální vlastnosti a barvu. Zmíněné rizikové prvky se můžou při určitých podmínkách, zvlášť pokud potraviny nebo nápoje mají kyselé pH, dostávat do potravin nebo nápojů. Dnes již platí limity pro výskyt rizikových prvků v glazurách, které mají chránit spotřebitele, a tak by většina seriově vyráběných keramik měla být bezpečná. Riziko může nastat ve chvíli, kdy člověk používá keramiku ze zemí, kde limity nejsou tak přísně nastavené, nebo jen dekorativní keramiku, která ke styku s potravinami a nápoji není určená. To může vést ke kontaminaci skladovaných potravin a může docházet ke zvýšené expozici rizikovým prvkům. Cílem této práce bylo vyhodnotit, jak velké riziko představují rizikové prvky obsažené v glazuře a jak typ loužícího roztoku ovlivňuje louhování rizikových prvků z glazury. 18 hrnkům, ve kterých byly vzorky jak ze seriové výroby, tak ručně vyráběná keramika, byloi naměřeno procentuální množství prvků pomocí XRF. Následně byly hnky porobeny výluhovým testům, ve kterých byla použita různá média – deionizovaná voda, 4% roztok kyseliny octové a 4% roztok kyseliny šťavelové. Vzorky byly odebírány z výluhu po 24, 48 a 72 hodinách. Tyto vzorky byly následně podrobeny analýze jejich prvkového složení pomocí ICP-OES. Většina hrnků byla vyhodnocena jako bezpečná kromě vzorků keramiky 5, 15 a 17, které přesahovaly limity olova, který je stanoven na 4 mg/l. Dále jsme vyhodnotili, že je statisticky významný rozdíl mezi jednotlivými loužícími médii a že struktura nízkomolekulárních kyselin přímo ovlivňuje jejich schopnost vázat kationty z glazury keramiky. Výsledkem této práce je zjištění, že ačkoliv je riziko otravy malé, není bezvýznamné. Výsledky kvůli rozsahu práce jsou orientační. Nicméně ve styku s nápoji a potravinami, pokud budeme užívat keramiku ze známého a bezečného zdroje, by keramika neměla představovat vážné riziko.

Abstract:

Ceramics have been with man for much of his history, serving as a means of storing or preparing food and drink, or even just as a decorative part of culture. Glazes contain hazardous elements that impart desirable physical properties and colour. These can become degraded under certain conditions, especially if the food or drink has an acidic pH, it can contaminate the food. Today, there are limits on the presence of hazardous elements in glazes to protect consumers, so most mass-produced ceramics should be safe. The risk may arise when using ceramics from countries where the limits are not so strict, or just decorative ceramics that are not intended to come into contact with food and drink. This can lead to contamination and increased exposure to hazardous elements. The aim of this work was to evaluate how much risk is posed by the risk elements contained in the glaze and how the type of leaching solution affects the leaching of risk elements from the glaze. 18 mugs, which contained both mass-produced and handmade ceramics, were measured for the percentage of elements using XRF. The pots were then subjected to leach tests using different media - deionised water, 4% acetic acid solution and 4% oxalic acid solution. 10ml samples were taken from the leachate after 24, 48 and 72 hours. These samples were then subjected to analysis of their elemental composition using ICP-OES. Most of the cups were assessed as safe except for ceramic samples 5, 15 and 17 which exceeded the lead limit of 4 mg/L. We further evaluated that there was a statistically significant difference between the leaching media and that the structure of low molecular weight acids directly affects their ability to bind cations from the ceramic glaze. As a result of this work, we found that although the risk of poisoning is small, it is not insignificant. Due to the scope of the work, the results are indicative. However, in contact with beverages and food, if ceramics from a known and safe source are used, ceramics should not pose a serious risk.

Keywords

rizikové prvky, glazura, olovo v glazuře, nízkomolekulární organické kyseliny

Keywords

glaze, lead in glaze, low molecular weight organic acids, risk elements

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 21. 5. 2024
• Supervisor: doc. Ing. Ondřej Drábek, Ph.D.
• Reader: Adéla Fraňková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition