GB 4806.9-2023框架下铝及铝合金制品的关键安全指标解析

GB 4806.9-2023框架下铝及铝合金制品的关键安全指标解析

随着食品安全监管体系的不断完善，食品接触材料的安全性评估已成为保障食品安全的重要环节。铝及铝合金因其优良的导热性、延展性和轻量化特性，被广泛应用于炊具、食品容器等食品接触制品领域。然而，铝及铝合金制品在与食品接触过程中，可能发生金属元素迁移，对人体健康构成潜在风险。2023年9月6日，国家卫生健康委员会与国家市场监督管理总局联合发布了新版《食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品》（GB 4806.9-2023），该标准于2024年9月6日正式实施，替代了原GB 4806.9-2016标准，对铝及铝合金制品的安全要求作出了更为严格和明确的规定。本文基于GB 4806.9-2023标准要求，聚焦铝及铝合金制品的关键安全指标，从特定迁移量控制、阳极氧化膜性能评估两个核心维度展开深入解析，为行业合规生产、质量控制及安全监管提供技术参考。

一、铝及铝合金制品安全监管的标准背景与核心意义

1.1 标准更新的核心变化与监管导向

GB 4806.9-2023标准的发布实施，是我国食品接触金属材料领域监管体系升级的重要标志。与旧版GB 4806.9-2016标准相比，新版标准在多个关键环节实现了优化与完善：一是修改了术语和定义，进一步明确了金属基材、合金元素、杂质元素等核心概念的界定，为检测与评估提供了清晰的理论依据；二是强化了原料要求，明确规定食品接触面使用的金属基材和金属镀层不得使用铅、镉、砷等有害元素作为合金元素，严格限制了杂质元素的含量；三是完善了理化指标体系，新增了合金元素迁移限量指标，使安全评估覆盖范围更全面；四是优化了迁移试验方法与判定规则，根据不同金属材料的特性制定了差异化的试验要求，提高了检测结果的科学性与针对性。

从监管导向来看，新版标准更加注重“风险防控”与“精准监管”的结合。针对铝及铝合金制品的广泛应用场景，标准通过明确关键安全指标的限量要求和检测方法，构建了从原料控制到成品评估的全链条安全监管体系，旨在大限度降低金属元素迁移带来的健康风险，保障消费者饮食安全。

1.2 铝及铝合金制品的安全风险核心来源

铝及铝合金制品的安全风险主要源于金属元素的迁移。铝是一种低毒金属，但长期过量摄入会对人体神经系统、骨骼系统等造成不良影响；而铅、砷、镉等重金属元素具有强毒性和蓄积性，即使微量迁移也可能导致慢性中毒，损害肝肾功能、影响儿童智力发育等。在实际使用过程中，铝及铝合金制品与食品的接触环境复杂多样，酸性食品（如食醋、果汁）、碱性食品（如小苏打、豆制品）或含乙醇食品（如酒类、调味汁）会加速金属元素的溶出；同时，加热烹饪、长期反复使用等条件也会破坏制品表面的防护层，导致基材暴露，进一步加剧金属元素迁移风险。因此，控制金属元素特定迁移量、保障表面防护层性能，成为铝及铝合金制品安全监管的核心抓手。

二、关键安全指标一：金属元素特定迁移量的严格控制

GB 4806.9-2023标准将金属元素特定迁移量作为评估铝及铝合金制品安全性的核心指标，明确规定了铝、铅、砷、镉等关键元素的迁移限量，并对迁移试验的模拟条件、检测方法作出了详细要求。这一指标直接反映了制品在实际使用过程中向食品中释放有害金属元素的能力，是判断产品是否合规的核心依据。

2.1 核心迁移元素的限量要求与科学依据

根据GB 4806.9-2023标准表3和表4的规定，铝及铝合金制品的关键迁移元素限量要求如下：铝（Al）迁移量≤5 mg/kg（无涂层铝及铝合金材料及制品）；砷（As）迁移量≤0.002 mg/kg；镉（Cd）迁移量≤0.002 mg/kg；铅（Pb）迁移量≤0.01 mg/kg。这些限量值的制定基于严格的风险评估数据，综合考虑了人体每日允许摄入量、铝及铝合金制品的使用频率与接触量、不同人群的健康耐受度等因素。

以铝迁移限量≤5 mg/kg为例，该数值是结合铝的毒理学数据和消费者膳食暴露评估确定的。根据世界卫生组织（WHO）的建议，成年人每日铝摄入量不宜超过50 mg，而通过铝制炊具、容器迁移进入食品的铝量占每日总摄入量的比例较低，标准设定的限量要求可确保即使长期使用合规产品，铝的摄入也不会超过安全阈值。对于铅、砷、镉等重金属元素，由于其毒性更强，标准设定了更为严格的限量，均处于微克级水平，体现了对高风险元素的重点防控。

2.2 迁移试验的模拟条件与实操要求

为确保迁移试验结果能够真实反映制品在实际使用中的迁移情况，GB 4806.9-2023标准附录A对迁移试验的模拟条件作出了明确规定，核心是根据食品的化学特性选择合适的食品模拟物，并结合制品的预期使用场景确定试验温度与时间。对于铝制炊具、食品容器等常见制品，标准重点要求在酸性和含乙醇等模拟液中进行试验，这与实际使用中制品常接触酸性、含醇食品的场景高度契合。

2.2.1 食品模拟物的选择

标准将食品模拟物分为四类，针对铝及铝合金制品的使用场景，核心模拟物包括：一是酸性模拟液，采用4%乙酸溶液模拟酸性食品（如食醋、番茄汁、酸奶等），这类食品的pH值较低，会与铝及铝合金表面发生化学反应，加速金属元素溶出；二是含乙醇模拟液，采用10%乙醇溶液模拟含醇食品（如黄酒、啤酒、调味料酒等），乙醇会破坏制品表面的氧化膜，促进金属元素迁移；三是水性模拟液，采用人造自来水模拟饮用水、汤粥等中性水性食品。在实际检测中，需根据制品的预期用途选择对应的模拟物，例如铝制炒锅主要用于烹饪酸性食品，应优先采用4%乙酸溶液作为模拟物；而铝制酒壶则需重点进行10%乙醇模拟液中的迁移试验。

2.2.2 试验温度与时间的确定

试验温度与时间的设定需模拟制品的实际使用条件，GB 4806.9-2023标准表A.2明确了不同预期用途对应的迁移试验条件：对于需加热使用的铝制炊具（如炒锅、汤锅），采用100℃、30分钟的试验条件，模拟煮沸烹饪场景；对于常温使用的食品容器（如饭盒、储物罐），采用40℃、2小时的试验条件；对于高温煎炒用的铝制制品，需采用200℃、10分钟的极端条件进行试验。这种差异化的试验条件设计，能够全面覆盖制品在不同使用场景下的迁移风险，确保检测结果的针对性与可靠性。

2.2.3 检测方法与判定规则

根据GB 4806.9-2023标准要求，金属元素迁移量的检测需采用GB 31604.49规定的方法，主要包括电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子吸收光谱法等高精度检测技术。这些方法具有灵敏度高、准确性好的特点，能够精准测定模拟液中微克级甚至纳克级的金属元素含量，满足标准对限量指标的检测要求。

在判定规则方面，标准明确规定，铝及铝合金制品作为非不锈钢金属材料，需进行三次迁移试验，三次试验结果中有任何一次超过限量指标即判定为不合格。这一严格的判定规则，充分考虑了铝及铝合金制品在长期反复使用过程中表面防护层逐渐磨损、迁移量可能上升的风险，能够有效筛选出长期使用安全稳定的产品。

2.3 影响金属元素迁移量的关键因素分析

铝及铝合金制品中金属元素的迁移量受多种因素影响，深入分析这些因素对于优化生产工艺、控制产品质量具有重要意义。一是材料成分，铝合金中合金元素的种类与含量直接影响迁移风险，若原料中杂质元素（如铅、砷、镉）含量过高，即使经过表面处理，也可能导致迁移量超标；二是表面处理工艺，阳极氧化、电泳涂装等表面处理方式的质量直接决定了防护层的致密性，工艺参数不当会导致防护层存在缺陷，加速金属元素溶出；三是使用环境，食品的酸碱度、温度、接触时间是影响迁移量的外部关键因素，酸性越强、温度越高、接触时间越长，迁移量往往越高；四是制品结构，焊接处、边缘等部位容易存在应力集中或防护层不完整的问题，是金属元素迁移的高发区域。

三、关键安全指标二：阳极氧化膜的完整性与耐腐蚀性

对于经过阳极氧化处理的铝及铝合金制品，阳极氧化膜是阻挡基材金属元素迁移的核心防护屏障。阳极氧化膜通过电化学方法在铝材表面形成，具有致密的晶体结构，能够有效隔绝基材与食品的直接接触，降低金属元素溶出风险。GB 4806.9-2023标准虽未直接规定阳极氧化膜的具体指标，但明确要求制品需通过相关试验评估表面防护性能，本质上是对阳极氧化膜的完整性与耐腐蚀性提出了严格要求。一旦阳极氧化膜出现破损、脱落或腐蚀失效，基材将直接暴露于食品环境中，导致金属元素迁移量急剧上升，引发安全风险。

3.1 阳极氧化膜完整性的评估指标与检测方法

阳极氧化膜的完整性是指膜层无破损、无孔隙、能够完全覆盖基材表面的程度，其核心评估指标包括膜厚、密封质量、附着力等。

膜厚是影响氧化膜防护性能的基础指标，膜厚不足会导致防护能力薄弱，容易被腐蚀穿透。根据相关行业标准与实践经验，食品接触用铝及铝合金制品的阳极氧化膜平均膜厚应控制在5-25μm范围内，局部膜厚偏差不超过±2μm。检测方法主要采用显微镜法（参照ISO 1463）或涡流测厚仪法（参照GB/T 8014.1-2021），通过非破坏性检测或微观切片观察的方式精准测定膜厚。

密封质量是评估氧化膜致密性的关键指标。阳极氧化膜表面存在微小孔隙，若密封不彻底，食品介质会通过孔隙渗透到基材表面，引发腐蚀与迁移。常用的检测方法包括染料渗漏试验（参照MIL-A-8625）和酸溶解试验：染料渗漏试验通过将制品浸泡在特定染料溶液中，观察是否有染料渗入膜层内部，无渗漏则表明密封完整；酸溶解试验通过测定氧化膜在酸性溶液中的质量损失，要求质量损失≤20mg/dm²，以此评估密封效果。

附着力是确保氧化膜长期稳定的重要保障，若氧化膜与基材结合不牢固，在使用过程中容易因摩擦、碰撞或温度变化而脱落。检测方法主要采用划格法（参照ISO 2409、GB/T 9286-2021），通过刀具在膜层表面划格，观察划格区域是否有膜层脱落，评级需达到0级（无脱落）才算合格；对于要求较高的制品，还可采用剥离试验，要求剥离强度≥5N/mm²。

3.2 阳极氧化膜耐腐蚀性的试验要求与评估标准

耐腐蚀性是阳极氧化膜在复杂使用环境中抵御腐蚀的能力，是保障制品长期使用安全的核心性能。GB 4806.9-2023标准要求通过迁移试验间接评估耐腐蚀性，同时结合盐雾试验、酸碱浸泡试验等方法进行补充验证。

盐雾试验是模拟潮湿含盐环境的加速腐蚀试验，常用中性盐雾试验（ASTM B117）和铜加速盐雾试验（CASS试验，参照GB/T 12967.3-2022）。对于食品接触用铝及铝合金制品，中性盐雾试验要求1000小时无腐蚀（无锈斑、起泡、剥落等现象），CASS试验评级需≥9级，以此评估制品在潮湿环境或接触含盐食品时的耐腐蚀能力。

酸碱浸泡试验则直接模拟制品与酸性、碱性食品的接触场景，将制品浸泡在4%乙酸（酸性模拟液）、10%乙醇（含醇模拟液）或氢氧化钠溶液（碱性模拟液）中，在规定温度（如100℃煮沸30分钟）下保持一定时间后，观察膜层表面是否出现腐蚀、脱落等现象，并测定浸泡液中的金属元素迁移量。若膜层耐腐蚀性良好，浸泡后应无明显损坏，迁移量需符合标准限量要求。

此外，对于长期反复使用的制品，还需评估氧化膜的耐磨性能，避免因使用过程中的摩擦导致膜层破损。常用Taber磨耗试验（参照ISO 4539:2023），要求在500g载荷、CS-10砂轮条件下，1000转磨耗后失重≤10mg，确保氧化膜能够承受日常使用中的磨损。

3.3 阳极氧化膜性能劣化的风险与防控措施

阳极氧化膜的性能会随着使用时间的延长和环境的变化逐渐劣化，主要表现为膜厚减薄、密封失效、腐蚀破损等，终导致基材暴露，引发金属元素过量迁移。导致性能劣化的因素主要包括：一是化学侵蚀，酸性、碱性或含醇食品介质长期浸泡会破坏膜层的晶体结构，导致膜层溶解；二是物理损伤，使用过程中的摩擦、碰撞、刮划会直接破坏膜层完整性；三是热老化，长期高温烹饪会加速膜层的氧化分解，降低防护性能。

为防控阳极氧化膜性能劣化风险，生产企业需从工艺优化与质量控制两方面入手：一是优化阳极氧化工艺参数，严格控制氧化温度、电流密度、氧化时间等关键参数，确保形成厚度均匀、致密性好的氧化膜；二是加强密封处理，采用高温封孔、低温封孔等复合封孔工艺，提高膜层的密封质量；三是严格成品检验，对每批次产品进行膜厚、附着力、耐腐蚀性等指标检测，剔除不合格产品；四是在产品标识中明确使用注意事项，提醒消费者避免使用尖锐器具刮划、避免长时间盛放强酸强碱食品等。

四、铝及铝合金制品安全指标的合规检测与质量控制实践

4.1 合规检测的全流程要点

基于GB 4806.9-2023标准要求，铝及铝合金制品的合规检测需遵循“样品准备-试验设计-检测实施-结果判定”的全流程规范。样品准备阶段，需根据制品的实际用途选取代表性样品，进行清洁、干燥处理，确保样品状态与实际使用一致；试验设计阶段，需严格按照标准附录A的要求，结合制品预期接触的食品类型和使用条件，合理选择食品模拟物、试验温度与时间，例如铝制炒锅需选择4%乙酸模拟液、100℃/30分钟的试验条件，铝制酒壶需选择10%乙醇模拟液、常温/2小时的试验条件；检测实施阶段，需采用符合标准要求的检测方法（如ICP-MS），严格控制检测过程中的试剂纯度、仪器精度等因素，确保检测结果准确可靠；结果判定阶段，需对照标准限量要求，结合三次迁移试验的结果进行综合判定，同时关联阳极氧化膜性能检测结果，形成完整的安全评估报告。

4.2 企业质量控制的核心策略

对于生产企业而言，落实GB 4806.9-2023标准要求、保障产品安全，需构建全链条质量控制体系：一是原料管控，严格筛选铝合金原料，确保原料中杂质元素含量符合标准要求，避免使用含铅、镉、砷等有害元素的原料；二是工艺管控，优化铸造、轧制、阳极氧化等生产工艺，建立关键工艺参数的监控机制，确保产品性能稳定；三是成品检验，建立完善的成品检验流程，对金属元素迁移量、阳极氧化膜性能等关键指标进行检验，不合格产品严禁出厂；四是追溯管理，建立原料采购、生产加工、成品检验的全流程追溯体系，确保出现质量问题时能够快速定位、及时处置。

五、结语与展望

GB 4806.9-2023标准的实施，为铝及铝合金制品的安全监管提供了明确的技术依据，也对行业的生产工艺与质量控制提出了更高要求。金属元素特定迁移量和阳极氧化膜完整性与耐腐蚀性作为铝及铝合金制品的核心安全指标，直接决定了产品的使用安全性，是企业合规生产、监管部门监督检查的重点。

未来，随着检测技术的不断进步和监管体系的持续完善，铝及铝合金制品的安全评估将更加精准、全面。生产企业应主动适应标准要求，加强技术创新与质量管控，通过优化材料成分、改进表面处理工艺等方式，不断提升产品的安全性能；监管部门应强化标准实施的监督检查，严厉打击不合格产品，规范市场秩序；科研机构应加强铝及铝合金制品安全风险的基础研究，为标准的进一步优化提供科学依据。唯有多方协同发力，才能推动铝及铝合金食品接触制品行业的健康发展，切实保障消费者的饮食安全。