食品中重金屬污染物檢測方法的研究

孫富升

【摘 要】通常情況下，密度大于5g/cm3的金屬被稱為重金屬，如：鉛、砷、鎘、銅等都屬于較為常見的重金屬。在食品中，重金屬污染物是影響食品質(zhì)量和安全的重要因素，而重金屬污染物又極易出現(xiàn)在食品的生產(chǎn)、制作、運(yùn)輸、包裝以及儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)中，這些污染物一旦被人體所食用就會(huì)給健康帶來嚴(yán)重的傷害。論文提出了關(guān)于食品中重金屬污染物的一些檢測方法及檢測前的處理方法。

【Abstract】Normally， metals with densities greater than 5g/cm3 are called heavy metals， such as lead， arsenic， cadmium， copper， and so on， which are relatively common heavy metals. In food， heavy metal pollutant is an important factor affecting the quality and safety of food， heavy metal pollutants can also be found in the process od food production， production， transportation， packaging and storage， once eaten， these pollutants can cause serious health damage. In this paper， some methods of detection and treatment of heavy metal contaminants in food are presented.

【關(guān)鍵詞】食品；重金屬污染物；檢測方法

【Keywords】 food； heavy metal pollutant； detection methods

【中圖分類號(hào)】Q503 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）10-0155-02

1 引言

重金屬對(duì)人體的危害非常大，其可以使人體的蛋白質(zhì)發(fā)生變形，也能在人體內(nèi)慢慢積累造成慢性中毒現(xiàn)象，從而引發(fā)頭暈、頭痛、失眠、精神錯(cuò)亂、健忘、癌癥等一系列病癥。特別是隨著中國工業(yè)的發(fā)展，重金屬污染物的排放量越來越大，造成了嚴(yán)重的食品安全問題。因此，對(duì)食品中重金屬污染物的含量進(jìn)行檢測不僅能保證人們的飲食安全，更能改善我國食品行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。

2 我國重金屬污染的現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國的重金屬污染現(xiàn)狀十分令人擔(dān)憂，被重金屬污染的耕地面積可達(dá)兩千萬公頃，而我國的耕地總面積大約為18億畝，重金屬污染的耕地面積占總耕地面積的1/6。耕地被污染后，不僅會(huì)嚴(yán)重破壞我國的生態(tài)環(huán)境，影響植物的正常生長，還會(huì)間接導(dǎo)致耕地中的農(nóng)作物中含有重金屬元素，降低食品的質(zhì)量和安全性。受到重金屬的污染，我國農(nóng)作物的產(chǎn)量每年會(huì)減少一千多萬噸，折合成人民幣約200億，這不僅危害到了人民的身體健康，還對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定造成嚴(yán)重的影響。因此，國家迫切需要加大對(duì)食品中重金屬污染物的檢查力度，為社會(huì)的穩(wěn)定健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

3 重金屬檢測前的處理方法

3.1 微波消解法

重金屬污染物檢測前的微波消解法是指利用微波自身能夠穿透絕緣體、加熱極性液體的特點(diǎn)，將檢測樣品加入由特殊材質(zhì)制作而成的消解罐中，然后加入酸性溶液形成強(qiáng)極性溶液，再通過加熱使樣品在幾分鐘內(nèi)快速溶解。與此同時(shí)，微波消解法中的消解罐一般都是密封性比較好的，這樣不僅可以降低檢測樣品的揮發(fā)損失量，減少酸性溶液的用量，還可以減少加入酸性溶液后排放出來的氮氧化物，從而避免對(duì)檢測人員和實(shí)驗(yàn)室造成損害，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，這種處理方法一次能處理的檢測樣品數(shù)量十分有限，不利于進(jìn)行大批量檢測樣品的處理。

3.2 超聲輔助提取法

超聲輔助提取法是借助超聲波的空化作用、熱效應(yīng)以及機(jī)械效應(yīng)等一系列增大介質(zhì)分子的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度和穿透力度，加快有效物質(zhì)的溶解、釋放以及擴(kuò)散，從而達(dá)到快速提取和分離的目的。超聲波輔助提取法可以分為靜態(tài)超聲提取法和動(dòng)態(tài)超聲提取法兩種，并且通常在具體的處理過程中使用數(shù)控超聲波清洗儀作為主要的提取設(shè)備，以酶、酸、水等物質(zhì)作為提取樣品的溶劑。這種檢測前的處理方法的主要影響因素是電振動(dòng)強(qiáng)度和頻率、檢測樣品顆粒的大小以及提取樣品溶劑的性質(zhì)等，這種處理方法比較簡便、安全、節(jié)能、省時(shí)，被廣泛應(yīng)用到各種領(lǐng)域中。

3.3 濕法消解法

濕法消解處理方法又被稱為濕氧化法或者濕法灰化，其就是將樣品放在酸性或者堿性溶液加熱的條件下，使其內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)遭到破壞，有機(jī)物變成水和二氧化碳以及其他氣體，從而達(dá)到消解檢測樣品的目的。濕法消解法是目前分析元素的一種最經(jīng)濟(jì)、最有效、最直接的處理手段，基本上適用于所有樣品檢測前的處理，并且該方法可以同時(shí)處理多種樣品。但是這種處理方法對(duì)操作條件的要求比較高，消耗的試劑也比較多，此外試劑的氧化性和腐蝕性會(huì)對(duì)容器和檢測樣品造成污染。

4 食品中重金屬污染物的檢測方法

4.1 紫外可見分光光度法

該重金屬污染物檢測方法屬于較為早期的、比較常用的一種方法，主要是在光化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上設(shè)置一種較為簡單的儀器。紫外可見分光光度法主要利用顯色劑與重金屬離子之間的反應(yīng)，從而形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，這種絡(luò)合物可以在吸收特定的波長后產(chǎn)生光譜，然后一定區(qū)間內(nèi)的重金屬離子濃度會(huì)和吸光度形成一種線性關(guān)系，最終測定目標(biāo)離子的含量。這種檢測方法靈敏度較高且便于操作、成本低，非常容易得到普及，但是檢測結(jié)果非常容易受到顯色劑和顯色體系的影響，并且顯色劑一般都是由有毒物質(zhì)制成的，通常情況下一次只能測定極少量的樣品。另外，分光光度法的檢出限比較低，若想更好地運(yùn)用分光光度法檢測食品中重金屬污染物的含量，相關(guān)人員就要尋找出合適的顯色劑，增強(qiáng)體系的吸光度。

4.2 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法

這種重金屬污染物檢測方法是處于原子發(fā)射與原子吸收二者之間的一種光譜分析技術(shù)，主要是在待測原子吸收一定的光譜輻射能以后，將其激發(fā)到高能級(jí)，然后再使其從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，并且發(fā)射出特定波長的熒光。檢測人員可以通過對(duì)熒光光度的強(qiáng)弱分析待測樣品的含量。氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法操作起來快捷、方便，可以用于多種重金屬物質(zhì)的檢測，但是不易于檢測蒸汽發(fā)揮效率較低的重金屬元素。因此，在檢測這種重金屬元素時(shí)往往需要加入一些增效劑[2]。

4.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法就是指利用最基本的電化學(xué)技術(shù)和原理，并通過對(duì)物質(zhì)的電化學(xué)檢測來進(jìn)行重金屬的定量分析以及結(jié)構(gòu)分析。這種重金屬檢測方法具有靈敏度高、成本少、結(jié)果準(zhǔn)確、檢測速度快以及便于推廣等特點(diǎn)，并且電化學(xué)分析法還可以應(yīng)用于各種重金屬的檢測中，重金屬污染物的最小檢測數(shù)量級(jí)可以達(dá)到10～12mol/L，但是該檢測方法的選擇性比較差。當(dāng)前，在測定食品中，鎘這種重金屬的含量時(shí)，比較常用的就是電化學(xué)方法中的示波極譜法和溶出伏安法。此外，重金屬中的銅和鉛的測定也可以使用示波極譜法[3]，而且使用溶出伏安法可以實(shí)現(xiàn)茶葉中的銅、鎘、鉛等重金屬元素的同步檢測。

4.4 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

此種食品重金屬污染物檢測方法的工作原理就是以電感耦合等離子體為激發(fā)光源，從而激發(fā)出檢測樣品中各種成分不同原子之間產(chǎn)生的多種譜線，這樣一來，不同譜線自身的波長和長度就可以為檢測人員提供重金屬含量的判斷依據(jù)[4]。例如，檢測人員可以具體地使用IPC-AES檢測法對(duì)果蔬中的鎘、砷、鉛、錫、銅、鉻等多種有害重金屬進(jìn)行含量檢測。這種檢測方法的平均回收率均在91%～107%的范圍內(nèi)，且RSD值都不超過3.5%，測定出的鎘檢出限最小值為0.03ng/kg。此外，檢測人員還可以將微波消解法與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法相結(jié)合，處理并檢測出冬蟲夏草樣品中的銅、砷、鉛、鎘等重金屬元素的含量。這兩種方法結(jié)合在一起可以加快檢測的速度，并且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)重金屬元素的含量進(jìn)行檢測，回收率均在96%～103%之間[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，食品中重金屬污染物的檢測是十分必要的，檢測人員必須掌握合適的樣品檢測前的處理方法，并從成本、檢測速度、難易程度等多方面綜合考慮，選擇一種科學(xué)的重金屬污染物檢測方法，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為國民的飲食安全以及社會(huì)的和諧穩(wěn)定做出巨大的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】楊陽，辛嘉英，林凱，等.納米金檢測有毒有害物質(zhì)的研究進(jìn)展[J].化學(xué)工程師，2015，29（01）：39-43+30.

【2】馬興，張靜，陳文碩，等.功能納米材料在食品污染物檢測中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2015，6（02）：381-386.

【3】韓恩，李霞，周立娜，等.電化學(xué)方法在食品化學(xué)污染物快速檢測中的研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測報(bào)，2014，5（07）：1937-1942.

【4】冷進(jìn)松，高雪梅，王磊鑫.食品中重金屬污染的危害及其檢測技術(shù)研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（12）：50-53.

【5】劉道銀.中國食品中重金屬危害現(xiàn)狀及檢測技術(shù)研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016，32（19）：194-198.