食品中常見(jiàn)的重金屬污染途徑及檢測(cè)方法

□ 牛夢(mèng)宇 河南省糧食科學(xué)研究所有限公司

食品安全問(wèn)題牽涉廣大民眾的生命安全，所以對(duì)于食品檢測(cè)工作一定要盡心盡力做好。而重金屬作為比重大于5的金屬，在自然界中一共有約45種，其中有一些重金屬是維持人體生命活動(dòng)所必需的，比如鈣、鎂等重金屬[1]。但這并不代表重金屬在人體內(nèi)的含量越多越好，相反，一旦人體內(nèi)的重金屬超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體器官，威脅到人們的生命安全。本文將結(jié)合筆者的工作實(shí)踐，對(duì)食品中常見(jiàn)的重金屬污染途徑及具體的檢測(cè)方法展開(kāi)分析。

1 食品中常見(jiàn)的重金屬污染途徑

1.1 大氣污染

重金屬在大氣中主要以粉塵的形式存在，其來(lái)源于運(yùn)輸、能源、冶煉等領(lǐng)域，會(huì)以氣溶膠的形態(tài)滲入到大氣當(dāng)中，進(jìn)而受到重力的影響不斷下降到地表土壤當(dāng)中。在下雨天，大氣中的重金屬便會(huì)隨著雨水滲透到土壤內(nèi)部，而農(nóng)作物會(huì)經(jīng)由根系對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行吸收，在體內(nèi)形成富集作用。人們?cè)谑秤眠@些被污染的農(nóng)作物后，重金屬便會(huì)殘留在人體內(nèi)，久而久之重金屬在人體內(nèi)富集，對(duì)人體健康形成直接威脅。

1.2 地質(zhì)條件

部分地區(qū)的地質(zhì)條件非常特殊，其環(huán)境當(dāng)中含有高含量的重金屬元素。比如在海底火山附近地區(qū)以及部分金屬礦區(qū)周邊，都會(huì)受特殊地質(zhì)條件的影響，使得該片區(qū)域中的重金屬含量要比其他地區(qū)的高很多。如此一來(lái)，在這片區(qū)域種植的農(nóng)作物或是生產(chǎn)出的食品，出現(xiàn)重金屬污染的概率要比其他地方更高。

1.3 工農(nóng)業(yè)排放

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，會(huì)因?yàn)槿藶榕欧诺膯?wèn)題而導(dǎo)致環(huán)境遭受污染，進(jìn)而出現(xiàn)食品重金屬污染。比如在部分工業(yè)廠區(qū)，工廠往往會(huì)排放出大量的廢氣、廢渣與廢水，而如果 “三廢”未經(jīng)過(guò)處理便隨意排放，將會(huì)直接導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬元素超標(biāo)。此外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還會(huì)用到一些重金屬含量偏高的化肥與農(nóng)藥，這些都會(huì)直接污染土壤與水質(zhì)。相關(guān)調(diào)查研究表明，遭受污染的水源，其鎘濃度甚至能夠達(dá)到0.1～3 mg/kg，這一數(shù)值是正常水體鎘濃度的1 500倍左右，重金屬超標(biāo)極為嚴(yán)重[2]；而對(duì)于土壤來(lái)講，遭受污染的土壤中鎘濃度也會(huì)是正常土壤的700～1 000倍。倘若在這樣的土壤中或利用這樣的水體去種植農(nóng)作物，農(nóng)作物種的重金屬濃度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，人一旦長(zhǎng)期食用，便會(huì)對(duì)身體健康形成傷害。

1.4 食品生產(chǎn)及銷售

絕大多數(shù)的食品生產(chǎn)原材料當(dāng)中并不含有重金屬，但是在其加工、存儲(chǔ)、運(yùn)輸或銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)中，有大量能夠接觸到重金屬的可能。這一情況極為常見(jiàn)，部分食品在加工中由于工藝需要，要向食品中添加一定量的重金屬才能保證其口感或色澤，但往往在含量控制方面沒(méi)做好，進(jìn)而導(dǎo)致食品遭受重金屬污染。

1.5 食品包裝

食品包裝材料也有可能導(dǎo)致食品遭受重金屬污染，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的食品會(huì)用到紙質(zhì)、金屬或是陶瓷等各種材質(zhì)的包裝，其中金屬包裝中，鐵、鋁屬于常用的材料。但是在這類金屬包裝中，對(duì)它們的回收會(huì)很難控制其重金屬雜質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致食品的重金屬污染。

2 食品中重金屬檢測(cè)方法

2.1 快速檢測(cè)技術(shù)方法

（1）試紙法。該檢測(cè)方法的原理在于用酸堿試紙浸漬適量且?guī)в腥旧匦缘纳镌噭?，保證重金屬能夠與試紙上殘留的生物試劑發(fā)生融合反應(yīng)，進(jìn)而顯現(xiàn)出特定顏色，結(jié)合試紙顏色的深淺度測(cè)定重金屬的大概含量。

（2）電極法。該檢測(cè)方法能夠?qū)κ秤萌芤褐械碾x子濃度與活度進(jìn)行有效測(cè)定，主要的電極構(gòu)成為：在電極兩端滴上適量難溶性的鹽類物質(zhì)如Ag2S和金屬硫化物如CdS、CuS、Pb，之后接入高壓，對(duì)物質(zhì)展開(kāi)壓制，促使其形成厚度大概為1～2 mm的薄片，通過(guò)拋光處理，電極上的離子電勢(shì)與食品溶液中該離子活度的對(duì)數(shù)呈現(xiàn)線性關(guān)系，可依據(jù)能斯特方程進(jìn)行計(jì)算。

（3）酶聯(lián)免疫吸附法。該檢測(cè)方法在近年來(lái)得以推廣，是一種免疫學(xué)方法，除了在靈敏度、特異性等方面擁有一定的優(yōu)勢(shì)以外，能夠在大批量的樣品檢測(cè)中發(fā)揮效果，而且這一技術(shù)方法的檢出限非常低，許多濃度極低的重金屬樣品都能夠被精準(zhǔn)地檢測(cè)出來(lái)。另外，這一檢測(cè)方法還沒(méi)有在我國(guó)的食品重金屬檢測(cè)中廣泛應(yīng)用，但在國(guó)外早已得到深入研究，筆者相信在不斷發(fā)展中，這一檢測(cè)方法一定會(huì)在我國(guó)的重金屬檢測(cè)中得到大范圍應(yīng)用。

（4）試劑比色法。該檢測(cè)方法主要是運(yùn)用某些能夠與重金屬產(chǎn)生反應(yīng)的顯色劑進(jìn)行檢測(cè)，而顯色劑與重金屬發(fā)生反應(yīng)后會(huì)逐漸形成帶有顏色的基團(tuán)，此時(shí)觀察基團(tuán)的顏色，如果重金屬含量越高，則溶液顏色越深，反之則越低。作為檢測(cè)人員，還應(yīng)利用分光光度計(jì)進(jìn)行比色測(cè)定，如此能有效檢測(cè)出食品中的重金屬含量。

2.2 定量檢測(cè)技術(shù)方法

大部分情況下檢測(cè)機(jī)構(gòu)需要對(duì)重金屬含量進(jìn)行定量檢測(cè)，判斷該食品當(dāng)中的重金屬含量是否超標(biāo)，而且經(jīng)過(guò)定量檢測(cè)之后，還能夠具體了解超標(biāo)的量有多少，更有助于對(duì)食品重金屬污染源頭控制提供指導(dǎo)。由此可見(jiàn)，定量檢測(cè)技術(shù)方法在食品的重金屬檢測(cè)中至關(guān)重要，常見(jiàn)的檢測(cè)方法有如下幾種。

（1）X射線熒光光譜法。該檢測(cè)方法在許多檢測(cè)機(jī)構(gòu)中作為常用的重金屬含量檢測(cè)手段，有著較快的檢測(cè)速度和簡(jiǎn)單的樣品前期處理過(guò)程，并且可分析元素范圍非常廣。從原理來(lái)看，該檢測(cè)方法主要是利用元素能夠有效吸收X射線這一現(xiàn)象展開(kāi)重金屬含量的測(cè)定，而X射線被吸收的多少會(huì)因?yàn)闃悠分邢鄳?yīng)成分的量的變化而變化。因此，這一檢測(cè)方法在食品重金屬檢測(cè)中能夠進(jìn)行定量和定性檢測(cè)。

（2）原子熒光法。通常來(lái)講，重金屬元素在特定頻率或是輻射照射下會(huì)出現(xiàn)熒光，該檢測(cè)技術(shù)正是基于這一原理。原子熒光法依據(jù)重金屬元素發(fā)出的熒光強(qiáng)度對(duì)重金屬離子濃度進(jìn)行推算，這一檢測(cè)方法不僅表現(xiàn)出較高的靈敏度，測(cè)量范圍較廣，而且因?yàn)椴蝗菀资艿酵饨缫蛩氐挠绊?，能夠?qū)Υ罅坎煌N類的重金屬元素展開(kāi)測(cè)定，所以在很多檢測(cè)機(jī)構(gòu)中得到廣泛使用。

（3）原子吸收光譜法。該檢測(cè)方法作為重金屬測(cè)定的關(guān)鍵手段，有著檢出限低、靈敏度高、重復(fù)性佳的優(yōu)點(diǎn)，最為主要的是操作過(guò)程簡(jiǎn)單且測(cè)量速度極快。在測(cè)量多種重金屬元素時(shí)，能夠以變換元素?zé)舻姆绞綄?shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)，吸收光譜的介質(zhì)通常有火焰原子和石墨爐原子兩種，均是依據(jù)原子化后的金屬對(duì)特定元素?zé)艄庾V的吸收強(qiáng)度進(jìn)行重金屬離子濃度的測(cè)定，通過(guò)觀察特征光譜的減弱程度便能間接得出金屬離子濃度。當(dāng)然，該檢測(cè)方法用到的設(shè)備成本過(guò)高，并且只會(huì)對(duì)Ca、Zn、Cu、Pb與Cd等元素有一定的靈敏度，所以實(shí)際使用中存在明顯的局限性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，食品安全問(wèn)題與民眾的生命健康直接相關(guān)，重金屬污染則是食品安全問(wèn)題的重中之重，頻繁發(fā)生的食品安全事故也意味著食品重金屬污染途徑眾多，需要從各個(gè)方面加強(qiáng)防控。同時(shí)，還需要對(duì)重金屬檢測(cè)方法提出高要求，目前常用的快速檢測(cè)方法和定量檢測(cè)方法有著不錯(cuò)的檢測(cè)效果，但是或多或少還存在一定的不足，因此食品重金屬污染研究還需要不斷革新技術(shù)以及提高重視程度，對(duì)民眾的食品安全負(fù)責(zé)到底。