原子熒光技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測中的運(yùn)用

摘? 要：隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，部分區(qū)域的工業(yè)污染嚴(yán)重，當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超出檢測標(biāo)準(zhǔn)，為此國家政府已勒令這些區(qū)域?qū)r(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。但由于我國重金屬檢測方面的研究起步相對(duì)較晚，在檢測技術(shù)的應(yīng)用方面仍存在一系列問題。為此，本文對(duì)農(nóng)產(chǎn)品中重金屬污染的來源以及重金屬的主要危害進(jìn)行了分析，對(duì)原子熒光技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測中的應(yīng)用展開了探討。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品;重金屬;原子熒光技術(shù);檢測

中圖分類號(hào)：TS207.51

作者簡介：蓋夢，女，碩士，中級(jí)職稱，研究方向?yàn)榧夹g(shù)監(jiān)督類質(zhì)量。

農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)極易引發(fā)農(nóng)產(chǎn)品食用中毒事件，不僅會(huì)影響消費(fèi)者的身體健康，嚴(yán)重時(shí)還可能威脅消費(fèi)者的生命。重金屬主要是指密度大于4.5g/cm3的金屬，可能存在于農(nóng)產(chǎn)品中的重金屬元素有40多種，而砷元素也被歸屬為重金屬行列。農(nóng)業(yè)部無公害農(nóng)產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)重金屬銅、砷、汞、鉻以及鉛這六種金屬元素有著明確的限量要求。這是由于這五種重金屬元素在生物鏈中無法被有效降解，甚至還會(huì)在食物鏈中不斷堆積，一旦在人體內(nèi)達(dá)到一定濃度之后，會(huì)對(duì)人的身體健康造成影響。而原子熒光分析法能夠?qū)Χ喾N元素有效分析，在原子能、半導(dǎo)體以及金屬合金等多個(gè)方面的應(yīng)用范圍極為廣泛。

1 重金屬

1.1 重金屬來源

農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)的主要原因是農(nóng)產(chǎn)品的種植環(huán)境被污染[1]。種植環(huán)境周邊的礦區(qū)以及工業(yè)污染企業(yè)未能做好排污環(huán)保措施，導(dǎo)致排出的廢氣、廢液以及廢渣等污染物對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生長土壤造成嚴(yán)重污染，而在被污染土壤上所生長的農(nóng)產(chǎn)品就會(huì)有重金屬富集，繼而影響人們的身體健康。此外在農(nóng)作物種植區(qū)域，農(nóng)戶常常會(huì)應(yīng)用重金屬含量相對(duì)較高的化肥和農(nóng)藥，繼而導(dǎo)致耕種土壤出現(xiàn)重金屬污染問題。

1.2 重金屬危害

生活中常見的重金屬元素為鉛、砷以及汞等元素，這些重金屬不僅能夠直接進(jìn)入水體和土壤中，同時(shí)也能直接進(jìn)入大氣中，導(dǎo)致生長植物被嚴(yán)重污染，借助多種路徑進(jìn)入人們的身體中，對(duì)人的身體健康造成不利影響，因此需要重視重金屬超標(biāo)帶來的負(fù)面效應(yīng)。

（1）對(duì)農(nóng)作物的危害。農(nóng)作物在多種途徑作用下被重金屬所污染，農(nóng)作物在吸收重金屬時(shí)必定會(huì)產(chǎn)生生物化學(xué)反應(yīng)，繼而在農(nóng)作物內(nèi)產(chǎn)生某種有毒物質(zhì)，導(dǎo)致農(nóng)作物內(nèi)酶的活動(dòng)嚴(yán)重降低，最終影響農(nóng)作物養(yǎng)分的有效吸收。長此以往，農(nóng)作物將會(huì)因缺乏營養(yǎng)物質(zhì)而降低自身優(yōu)異礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，若農(nóng)作物內(nèi)重金屬含量超過一定濃度后，將會(huì)干擾農(nóng)作物的正常生長進(jìn)程，對(duì)農(nóng)作物的細(xì)胞分子造成損傷，最終導(dǎo)致農(nóng)作物的根莖壞死。

（2）對(duì)水體的危害。用被重金屬污染過后的水體進(jìn)行農(nóng)作物灌溉，將會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物受到污染，當(dāng)人們食用了被重金屬所污染的農(nóng)作物，含量濃度較低時(shí)，人體會(huì)出現(xiàn)中毒的癥狀，而當(dāng)濃度含量較高時(shí)，將會(huì)使人體出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的疾病。同時(shí)水體中植物以及生物也會(huì)受到重金屬污染，一旦人類食用了水體中的動(dòng)物、植物之后，重金屬將會(huì)在人體內(nèi)聚集，造成極大的危害。

（3）對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的危害。農(nóng)作物在生產(chǎn)、收獲期間難以避免會(huì)受到重金屬的影響。在農(nóng)作物生長期間，土壤以及水體內(nèi)的重金屬將會(huì)進(jìn)入農(nóng)作物機(jī)體中，繼而對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)造成影響。在此基礎(chǔ)上，工作人員在對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行深加工期間，其中的重金屬含量將會(huì)持續(xù)增加，給人的身體健康帶來有害影響。

（4）對(duì)人體的危害。重金屬集聚到人體之后，在生物的放大作用下，使重金屬的毒性顯著增加，對(duì)人類的各種器官組織造成極大的破壞。長此以往，人類機(jī)體免疫能力以及抵抗能力將會(huì)大幅度降低，其神經(jīng)系統(tǒng)也會(huì)受到影響，從而推遲兒童的生長發(fā)育。重金屬剛開始帶來的危害不易被人類所察覺，因此重金屬能夠在人體內(nèi)停留較長的時(shí)間，且不會(huì)被代謝掉，因此，進(jìn)一步研發(fā)農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)重金屬含量檢測技術(shù)極為重要。

2 原子熒光檢測技術(shù)

2.1 應(yīng)用原理

原子熒光法又被稱為原子熒光分光光度分析法，原子通過吸收特定波長的光能量，發(fā)生躍遷，繼而跳到較高的能態(tài)，高能態(tài)電子主要處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。在高能態(tài)躍遷回至低能態(tài)期間，將會(huì)發(fā)出熒光，人們通過測定待測原子熒光的強(qiáng)度推算出其中的濃度及含量[2]。

2.2 應(yīng)用范圍

原子發(fā)生分析方法的靈敏度相對(duì)較高，測量分析范圍相對(duì)較廣，因此在環(huán)境測定、礦物質(zhì)以及水質(zhì)監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用[3]。在科技工作人員努力下，原子熒光分析法成為各個(gè)領(lǐng)域檢測的重要手段。在原子熒光檢測標(biāo)準(zhǔn)建立的背景下，該方法的應(yīng)用范圍越來越廣泛，現(xiàn)如今在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療業(yè)以及食品產(chǎn)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。

3 原子熒光檢測技術(shù)應(yīng)用至農(nóng)產(chǎn)品檢測的作用

在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，農(nóng)產(chǎn)品檢測技術(shù)水平也得到一定的發(fā)展?，F(xiàn)階段常用的農(nóng)產(chǎn)品檢測技術(shù)為原子熒光檢測技術(shù)，從當(dāng)下農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測內(nèi)容來看，將原子熒光檢測技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品檢測中，不僅能夠準(zhǔn)確地檢測出農(nóng)產(chǎn)品中的汞、鉛等重金屬元素，同時(shí)也能對(duì)不同類型重金屬元素的形態(tài)、價(jià)態(tài)進(jìn)行分析，幫助檢測人員分析同一種重金屬在不同價(jià)態(tài)下所具備的毒理性質(zhì)。此外原子熒光檢測技術(shù)的應(yīng)用，提升了重金屬檢測效率，縮短了農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測周期，節(jié)約了大量的人力、物力，為我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的整體提升提供了保證，推動(dòng)了我國農(nóng)產(chǎn)品對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)展[4]。

4 原子熒光檢測技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品檢測中的應(yīng)用

4.1 原子熒光法中氫化物的應(yīng)用

氰化物在一定的物質(zhì)反應(yīng)條件下，可將砷、鍺、鉛等重金屬元素還原成為氣態(tài)的氰化物，載氣將氰化物帶入原子化器中對(duì)其進(jìn)行原子化處理。在受到光源光能激發(fā)的作用下，原子將會(huì)由基態(tài)外層電子躍遷至較高的能級(jí)，同時(shí)在高能級(jí)躍遷回至低能級(jí)期間輻射出原子熒光，這時(shí)原子熒光的強(qiáng)度與農(nóng)產(chǎn)品中被檢測元素的濃度呈正相關(guān)關(guān)系，按照行業(yè)比照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)而確定農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的含量。

利用氰化物下的原子熒光檢測技術(shù)開展農(nóng)產(chǎn)品重金屬元素檢測的過程中，由于多數(shù)基體無法進(jìn)入原子化器之中，因此需要采取有效的抗干擾因素來保證基體檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性，同時(shí)氫化物下原子熒光法應(yīng)用需要滿足對(duì)儀器設(shè)備以及應(yīng)用技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，繼而保證原子熒光檢測法的檢測效果[5]。

4.2 原子熒光法中微波消解的應(yīng)用

與其他檢測技術(shù)相比，微波消解法下的原子熒光檢測技術(shù)的溶解較為徹底，可有效降低重金屬元素?fù)]發(fā)的損失量，在檢測過程中對(duì)空氣環(huán)境的影響相對(duì)較小，同時(shí)能夠?qū)Χ喾N重元素進(jìn)行檢測。微波消解步驟如下：

第一步，由檢測人員將待檢測的農(nóng)產(chǎn)品樣品與特定的溶劑共同放入消解罐中，按照提前預(yù)設(shè)的消解程序與樣品以及溶劑進(jìn)行快速消解。

第二步，將微波消解后的試液放入樣子熒光光度計(jì)中，在溶液還原作用下形成氫氣體，而重金屬元素將會(huì)被還原成原子態(tài)。

第三，經(jīng)由火焰灼燒后，原子態(tài)將會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)原子，基態(tài)原子在發(fā)射光的作用下會(huì)產(chǎn)生原子熒光。

第四，原子熒光強(qiáng)度與試液中重金屬元素含量是對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)原子熒光強(qiáng)度可了解樣品中重金屬元素含量。

4.3 原子熒光法中液相色譜的應(yīng)用

液相色譜方法下的原子熒光檢測技術(shù)是利用檢測儀器，將樣品農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行研磨粉碎，利用去離子水進(jìn)行提取精華，繼而分離出不同的重金屬元素，并將分離出的重金屬轉(zhuǎn)化為氫化物，借助光譜檢測系統(tǒng)將測定元素定量轉(zhuǎn)化成為能夠被檢測的光譜信號(hào)。檢測人員通過光譜信號(hào)的吸光前度以及吸光面積來確定農(nóng)產(chǎn)品樣品中重金屬元素的含量。

液相色譜下原子熒光檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于能夠?qū)Σ煌愋偷闹亟饘僭剡M(jìn)行形態(tài)分型，技術(shù)應(yīng)用范圍較為廣泛;應(yīng)用劣勢在于檢測設(shè)備儀器較為復(fù)雜，對(duì)檢測人員的技術(shù)操作水平要求相對(duì)較高。

5 結(jié)論

我國農(nóng)產(chǎn)品種類繁多，且農(nóng)產(chǎn)品樣品類型相對(duì)較多，并且其中可能存在的重金屬元素種類高達(dá)40多種，因此僅建立一套重金屬檢測機(jī)制是無法適用于所有農(nóng)產(chǎn)品檢測樣品。我國農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測工作是一項(xiàng)長期的工作，需要不斷進(jìn)行實(shí)踐研究，根據(jù)不同農(nóng)的產(chǎn)品重金屬元素選擇相應(yīng)的重金屬檢測技術(shù)。此外，需要從源頭處控制農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染問題，避免耕種土壤被重金屬所污染，只有加強(qiáng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，才能徹底解決農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王林華，歐陽樂飛，張慶起，等.海洋水產(chǎn)品中重金屬檢測方法的研究進(jìn)展[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖，2020，41（3）：1-4.

[2]徐吉東.原子吸收法在農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測中應(yīng)用的探索[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2020（2）：119+125.

[3]張舒玄，盧海燕，李優(yōu)琴，等.農(nóng)產(chǎn)品中重金屬的檢測方法研究進(jìn)展[J].理化檢驗(yàn)（化學(xué)分冊(cè)），2019，55（8）：976-983.

[4]李瑤佳.高效液相色譜-氫化物原子熒光聯(lián)用技術(shù)分析富硒苦蕎中的硒形態(tài)[J].山東化工，2018，47（21）：89-91+103.

[5]周利航，薛科宇，趙哲，等.原子熒光技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測中的應(yīng)用[J].江西農(nóng)業(yè)，2019（4）：125.