原子吸收光譜法在食品重金屬檢測(cè)中的運(yùn)用研究

郝麗紅

大同市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所 山西大同 073000

重金屬超標(biāo)問題帶來的不僅僅是環(huán)境污染，其對(duì)人類的健康也帶來了威脅，人體內(nèi)重金屬累積達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，重金屬就會(huì)產(chǎn)生本質(zhì)性的變化。而在日常生活中，食品是重金屬依附的主要載體，很多食品中都含有汞、鉛、鉻、砷等重金屬元素。通過國家權(quán)威部門的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)人體內(nèi)重金屬含量超標(biāo)后，人體的神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)就會(huì)遭受破壞，導(dǎo)致血管產(chǎn)生疾病。而重金屬含量過高還容易引發(fā)人體重金屬中毒，刺激消化功能與吸收系統(tǒng)。所以，食品的重金屬檢測(cè)一直是國家控制食品安全的重點(diǎn)，常使用的方法有多種，但是原子吸收光譜法以其具備的效率高、準(zhǔn)確性好、選擇好、檢出限低等優(yōu)勢(shì)應(yīng)用最為廣泛。

1 原子吸收光譜法概述

原子吸收光譜法在對(duì)食品中重金屬進(jìn)行檢測(cè)過程中，其主要是通過氣態(tài)原子能夠吸收一定波長范圍內(nèi)的光輻射，這種光輻射被吸收后，其氣態(tài)原子的外層電子會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，能夠從基態(tài)躍遷到激發(fā)狀態(tài)，從而根據(jù)不同的狀態(tài)與現(xiàn)象進(jìn)行判斷。但是原子中電子在能級(jí)上存在差異，所以檢測(cè)中會(huì)對(duì)波長范圍內(nèi)的輻射光進(jìn)行選擇性的共振吸收，共振吸收的輻射光剛好能夠滿足原子被激發(fā)的需求，從而也會(huì)產(chǎn)生相等的發(fā)射光譜波長，而這也是檢測(cè)判斷的主要依據(jù)[1]。根據(jù)測(cè)定元素的不同對(duì)原子吸收光譜法進(jìn)行劃分，主要有三種類型：第一種是火焰原子吸收光譜法、第二種是石墨爐原子吸收光譜法、第三種是氫化物發(fā)生原子吸收光譜法。具體的選擇要根據(jù)測(cè)定食品類型以及檢測(cè)條件的要求來決定。

檢測(cè)主要適用到的儀器是原子吸收光譜儀，這種儀器的操作簡便，但是根據(jù)測(cè)定物的不同需要陰極燈、燈電流值、狹縫寬度等其它要素的配合來測(cè)定，如果在需要檢測(cè)多種數(shù)量級(jí)或想獲取較高的檢測(cè)質(zhì)量，需要對(duì)檢測(cè)物品進(jìn)行預(yù)處理，并提升進(jìn)樣技術(shù)水平。雖然目前在客觀條件上還受一定的限制，原子吸收光譜法在測(cè)定難溶元素時(shí)靈敏度還有較高的提升空間，但是相比較其它檢測(cè)方法，其應(yīng)用范圍較為廣闊，而且檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度高、回收率高、誤差小。因此，在肯定原子吸收光譜法優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也要看到其存在的不足，在檢測(cè)中盡量避免其劣勢(shì)產(chǎn)生作用，如果檢測(cè)樣品相對(duì)復(fù)雜，要提前進(jìn)行干擾處理，避免對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。

2 在糧食檢測(cè)中的運(yùn)用

糧食的重金屬來源主要是肥料、農(nóng)藥以及客觀環(huán)境，如土壤、水源、大氣環(huán)境等，在這些因素中重金屬含量過高會(huì)限制農(nóng)作物的生長，影響糧食最終產(chǎn)量，而且通過生物界的食物鏈，重金屬會(huì)在食物鏈中不斷積累、傳播，從而導(dǎo)致程度加深，最終使糧食中含有大量的重金屬元素，一旦人類服用，就會(huì)有中毒致死的危險(xiǎn)。我國相關(guān)研究部門采用原子吸收光譜法對(duì)幼兒常食用的20多種農(nóng)作物進(jìn)行了重金屬元素檢測(cè)[2]。具體結(jié)果如表1所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，有乳嬰兒糧食中的重金屬含量明顯高于無乳嬰兒重金屬含量，檢測(cè)中也利用了其它檢測(cè)方法，但檢測(cè)出的有效結(jié)果較少，而且準(zhǔn)確率與原子吸收光譜法相比較低，因此，可以看出原子吸收光譜法在糧食重金屬檢測(cè)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。

表1 嬰兒食用農(nóng)作物重金屬含量檢測(cè)結(jié)果

3 在蔬果檢測(cè)中的運(yùn)用

蔬果中重金屬的主要來源是肥料、農(nóng)藥，不合理的用藥不僅會(huì)導(dǎo)致蔬果的生長質(zhì)量下降，藥物中不健康成分也會(huì)殘留在蔬果中，對(duì)食用人體健康造成危害。將原子吸收光譜法應(yīng)用到蔬果重金屬元素檢測(cè)中能夠有效的對(duì)蔬果中鉛元素、鉻元素進(jìn)行檢測(cè)，并通過使用不同體積的硝酸消解液對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，差距較小，可以判定檢測(cè)結(jié)果可靠度較高。例如，利用石墨爐原子吸收光譜法對(duì)西紅柿、辣椒等兩種蔬果中的鎘、鉻、銅、錳、鉛五種元素含量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)前通過閉口微波消解方法對(duì)樣品進(jìn)行處理，使用的消解液為不同體積硝酸與過氧化氫，最終檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)了不同情況，如圖1所示，在硝酸為6mL、過氧化氫2mL時(shí)，檢測(cè)結(jié)果最為穩(wěn)定且為最大值。當(dāng)實(shí)驗(yàn)處于最佳條件時(shí)，鉛、鉻、鎘檢出限為0.293μg/L、0.037μg/L、0.850μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差處于2.1%-5.3%范圍內(nèi)，回收率處于95.0%-101.9%范圍內(nèi)。

圖1 不同消解液用量對(duì)辣椒和西紅柿樣品微波消解的影響

4 在海產(chǎn)品檢測(cè)中的運(yùn)用

海產(chǎn)品主要來自我國沿海地區(qū)，其重金屬的主要來源是水體，由于近年來工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，我國水體污染越來越嚴(yán)重，很多近海海域中的生物以及植物都含有較高的重金屬元素。我國科研人員通過對(duì)普通食物與海產(chǎn)品重金屬檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，海產(chǎn)品的重金屬含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出蔬果、糧食，其中汞元素、鎘等含量最為明顯。因此，為了加強(qiáng)保護(hù)食品安全，以魚類、貝類對(duì)重金屬十分敏感的食物為檢測(cè)對(duì)象，分析魚類、貝類體內(nèi)的重金屬元素以及含量，從而確定準(zhǔn)確的重金屬來源渠道。例如，顧佳麗通過石墨爐原子吸收光譜法對(duì)我國遼西地區(qū)常見食用魚的肉、內(nèi)臟、鰓等組成部分進(jìn)行了鎘、銅、鐵、鋅、鉻、鉛六種元素含量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示出，這六種元素含量在內(nèi)臟器官中的含量要明顯高于魚肉。

另外，貝類也是人類日常生活中主要食用的海產(chǎn)品，通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，貝類的重金屬含量更高，為此，也將貝類作為我國食品重金屬檢測(cè)的重點(diǎn)對(duì)象。王軍等人通過原子洗手法對(duì)養(yǎng)殖蝦夷扇貝中的鎘、鉛、銅、鋅四種元素含量進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，閉殼肌中鉛與鎘的含量相對(duì)較低；而蝦夷扇貝內(nèi)臟中的鉛含量處于50%左右，鎘占比重高達(dá)85%[4]。

5 在肉制品中的運(yùn)用

魏剛才等人選擇野豬肉與家豬肉利用原子吸收光譜法對(duì)豬肉中銅、鋅、鐵、鈣四種元素含量進(jìn)行檢測(cè)，通過檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這四種重金屬元素在家豬肉與野豬肉中都廣泛存在，其中，這四種元素在野豬肉中的含量要明顯高于家豬肉；劉立行等人又利用懸浮液技術(shù)與非完全消化法對(duì)豬肝進(jìn)行了檢測(cè)，能夠快速檢測(cè)出其中的鋅含量。方法的線性范圍處于0μg/L-10μg/L范圍內(nèi)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為2.64%，且回收率可達(dá)到98%以上[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，原子吸收光譜法在食品重金屬檢測(cè)中具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量重金屬含量，而且操作便捷、靈敏度高，但仍然存在可提升的空間，這也需要我國科研人員不斷提升原子吸收光譜法的水平與科技含量，使其適用于更廣闊的范圍，為食品安全提供更精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。