糧食檢測(cè)中重金屬檢測(cè)技術(shù)探究

劉慧敏

摘要：糧食質(zhì)量安全是國(guó)家民生工作的頭等大事。當(dāng)前環(huán)境問題形勢(shì)嚴(yán)峻，糧食質(zhì)量安全也受到威脅。為了更好地保障糧食市場(chǎng)的安全，做好糧食監(jiān)測(cè)工作至關(guān)重要。本文圍繞糧食檢測(cè)中重金屬檢測(cè)的議題進(jìn)行了探討，概述了糧食重金屬污染的情況，論述了糧食重金屬檢測(cè)主要技術(shù)類別及砷、汞的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：糧食質(zhì)量安全;糧食檢測(cè);重金屬檢測(cè)

1引言

對(duì)于人類的生存發(fā)展來說，糧食產(chǎn)量和質(zhì)量十分重要。對(duì)于國(guó)家而言，糧食質(zhì)量安全問題是關(guān)系到千家萬戶的基礎(chǔ)問題，是關(guān)乎社會(huì)穩(wěn)定的重大問題。因人類各種生產(chǎn)活動(dòng)的不科學(xué)不合理，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，農(nóng)業(yè)環(huán)境遭到破壞，再加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工及流通的過程中存在投入品違規(guī)使用的問題，導(dǎo)致糧食產(chǎn)品質(zhì)量下降，給消費(fèi)者的生命健康安全帶來了危害或威脅。在糧食質(zhì)量問題中，重金屬含量超標(biāo)是典型且常見的質(zhì)量安全問題，為此糧食監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)重金屬檢測(cè)工作，利用科學(xué)完善的重金屬檢測(cè)技術(shù)為糧食市場(chǎng)的健康有序保駕護(hù)航。

2糧食重金屬污染概述

糧食中的重金屬污染問題源頭是多樣化的，比較典型的有三條途徑。一條是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境受到重金屬污染。因人類生產(chǎn)活動(dòng)的不科學(xué)不合理，工業(yè)廢水、廢氣、固態(tài)廢棄物等排放不當(dāng)，導(dǎo)致這些廢物中的重金屬物質(zhì)直接或經(jīng)過自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入到農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境中，糧食作物生長(zhǎng)在這些重金屬含量過高的土壤環(huán)境中導(dǎo)致糧食作物中的重金屬含量超標(biāo)，進(jìn)入到食品鏈條中，給消費(fèi)者帶來生命健康危害。第二條途徑是糧食作物種植過程中，農(nóng)民們選擇使用了不合格的農(nóng)業(yè)投入品，如使用的農(nóng)藥中含有重金屬物質(zhì)，不僅危害農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，而且導(dǎo)致糧食產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留物中的重金屬物質(zhì)超標(biāo)。第三條途徑是糧食作物在貯存或流通環(huán)節(jié)過程中操作不當(dāng)而受到重金屬污染。如在糧食貯存或糧食加工過程中使用的器具或設(shè)備材料中含有的重金屬物質(zhì)，在高溫或酸性等條件下很容易導(dǎo)致材料中的重金屬物質(zhì)溶出，使糧食產(chǎn)品受到重金屬污染。

3糧食重金屬檢測(cè)技術(shù)

在糧食產(chǎn)品的重金屬檢測(cè)工作中，業(yè)內(nèi)采用的主要技術(shù)包括以下幾種：

光譜技術(shù)：光譜技術(shù)包括原子吸收光譜技術(shù)、X射線熒光光譜技術(shù)等傳統(tǒng)光譜分析技術(shù)，還包括激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)等新型光譜技術(shù)。原子吸收光譜技術(shù)主要應(yīng)用于無機(jī)元素分析，目前在糧食重金屬檢測(cè)中已經(jīng)出現(xiàn)了氣相色譜- 原子吸收光譜的聯(lián)用儀器，不僅使原子吸收光譜檢測(cè)技術(shù)的精密度和準(zhǔn)確度大大提升，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和信息化處理的目標(biāo)，簡(jiǎn)化了操作程序，節(jié)約了時(shí)間。X射線熒光光譜技術(shù)是利用被測(cè)樣品中對(duì)X射線的吸收情況不同而得到樣品中重金屬含量。X射線的吸收多少會(huì)隨著樣品中重金屬成分以及含量多少發(fā)生變化，因此能夠?qū)Ρ粶y(cè)樣品進(jìn)行定性和定量檢測(cè)。該技術(shù)操作步驟簡(jiǎn)單，對(duì)多種重金屬元素適用，光譜譜線受到干擾因素少，譜線簡(jiǎn)單。該技術(shù)不僅可以分析塊狀樣品，還能對(duì)膜狀樣品進(jìn)行檢測(cè)，因此在糧食領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的原理是利用高能脈沖激光聚焦入社被測(cè)樣品表面從而產(chǎn)生激光等離子體，然后對(duì)等離子體中的原則和離子發(fā)出的發(fā)射光譜進(jìn)行分析，是一種利用主動(dòng)可控火花放電和電化學(xué)富集技術(shù)對(duì)擊穿光譜進(jìn)行輔助和改進(jìn)的技術(shù)，因此實(shí)現(xiàn)了激光誘導(dǎo)擊穿光譜更好的效果，能夠?qū)Πl(fā)射光譜進(jìn)行定性和定量分析。與傳統(tǒng)的原子吸收光譜以及X射線熒光光譜技術(shù)相比，激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的靈敏度更高、檢測(cè)精準(zhǔn)性更強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)全元素分析、能夠適用于多種形態(tài)的樣品、能夠?qū)崿F(xiàn)在線遠(yuǎn)程檢測(cè)分析，因而在糧食檢測(cè)領(lǐng)域中受到業(yè)內(nèi)人士的青睞。

紫外分光光度技術(shù)：該技術(shù)是利用被測(cè)樣品中的重金屬與顯色劑發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，生成有色分子團(tuán)，通過在特定波長(zhǎng)下的比色檢測(cè)，根據(jù)溶液顏色的深淺來判斷重金屬濃度含量大小。該方法不需要對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理，因此試劑和設(shè)備的要求較低。因顯色反應(yīng)具有較強(qiáng)的選擇性，因此該技術(shù)的靈敏度較高，是一種常用的重金屬檢測(cè)技術(shù)。

電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)：該技術(shù)利用高頻裝置使氬氣電離，然后氬離子和電子在電磁場(chǎng)作用下發(fā)生相互碰撞繼而產(chǎn)生更多的離子和電子，這些離子和電子形成電子渦流。強(qiáng)大的電子渦流產(chǎn)生瞬間的高溫環(huán)境，使氬氣產(chǎn)生等離子焰炬。被測(cè)樣品先形成氣溶膠，然后進(jìn)入到氬氣流及等離子體中心，在高溫環(huán)境中被測(cè)樣品去溶劑化發(fā)生電離。由于不同金屬元素有不同的電離能，因此能夠檢測(cè)出對(duì)應(yīng)的重金屬元素。

生物傳感技術(shù)：利用化學(xué)生物傳感技術(shù)來建立熒光激發(fā)和耦合模型，通過優(yōu)化傳感器裝置和光路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品重金屬含量檢測(cè)。目前，該技術(shù)研究主要集中在傳感元件技術(shù)突破方面，通過建立多通道的檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全光纖元件性能測(cè)試的優(yōu)化，大大提升了熒光染料的檢測(cè)限，使樣品中重金屬檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確度大大提升。

4糧食重金屬砷、汞的檢測(cè)

砷和汞是糧食重金屬污染的主要物質(zhì)之二，與其他的重金屬污染物相比，砷和汞的沸點(diǎn)相對(duì)較低，而且具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，因此在糧食檢測(cè)工作中需要采用恰當(dāng)技術(shù)和方法來實(shí)現(xiàn)較準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。在砷和汞的食品檢測(cè)領(lǐng)域，最常用的是原子熒光光譜法，主要是克服了原子吸收和原子發(fā)射兩種方法的不足，同時(shí)發(fā)揮出兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將該法作為這兩種元素檢測(cè)的首要方法。在實(shí)際檢測(cè)工作中，由于在高脈沖能量下，砷和汞的揮發(fā)性會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)限過高以及出現(xiàn)檢測(cè)沒有信號(hào)的問題。因此研究人員將該方法進(jìn)行了優(yōu)化，將原來的高脈沖激光換成低脈沖能量激光，較好地減少了檢測(cè)過程中砷和汞的揮發(fā)。研究人員采用火花放電裝置促使產(chǎn)生更多的等離子體，同時(shí)通過修飾可調(diào)控的納米電極來促進(jìn)電化學(xué)富集，較好地彌補(bǔ)了低脈沖能量激光下砷和汞含量不足的問題，為糧食樣品中的砷和汞的檢測(cè)準(zhǔn)確度提供了積極條件，該方法在糧食產(chǎn)品砷和汞的檢測(cè)工作中應(yīng)用越來越多。

5結(jié)語

綜上所述，在食品檢測(cè)領(lǐng)域，重金屬檢測(cè)是十分重要的檢測(cè)內(nèi)容。監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)及從業(yè)人員應(yīng)主動(dòng)學(xué)習(xí)檢測(cè)新技術(shù)和新資訊，在現(xiàn)有重金屬檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化和完善，如此，才能推動(dòng)糧食檢測(cè)工作水平不斷提升。

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