淺析現(xiàn)代重金屬檢測(cè)技術(shù)

伍春祥 崔凌峰

（六盤(pán)水市檢驗(yàn)檢測(cè)中心 貴州 六盤(pán)水 553000）

1 引言

食品安全是當(dāng)今社會(huì)人們普遍關(guān)注的問(wèn)題，而影響食品安全的主要因素之一就是重金屬含量超標(biāo)。由于重金屬在人體內(nèi)不可降解，當(dāng)人們食用了這些被重金屬污染過(guò)的食品，將會(huì)在體內(nèi)蓄積，最終影響人們的身體健康。因此對(duì)重金屬在食品中的含量進(jìn)行測(cè)定顯得尤為重要。隨著科技發(fā)展和檢測(cè)水平的進(jìn)步，我國(guó)越來(lái)越重視食品中的重金屬檢測(cè)與分析。近年來(lái)，諸多學(xué)者在對(duì)如何簡(jiǎn)便、高效、快速的檢測(cè)重金屬殘留技術(shù)開(kāi)展了大量工作。本文綜述了近年來(lái)重金屬殘留檢測(cè)技術(shù)的研究成果。

2 重金屬檢測(cè)技術(shù)

2.1 原子熒光光譜法。原子熒光光譜法(AFS)起源于20 世紀(jì)60 年代，是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的一種發(fā)射光譜分析方法。藍(lán)海英[1]等采用AFS 法測(cè)定了耳草中As、Hg、Se、Cd 的含量，結(jié)果表明：耳草樣品中4 種元素的加標(biāo)回收率為97.2% ～105.4%，As、Hg、Se、Cd 的檢出限分別為0.305 ng/ml、0.016 ng/ml、0.082 ng/ml、0.039 ng/ml。曾曉丹[2]等采用濕法消解-原子熒光光譜法測(cè)定北五味子中4 種重金屬含量，結(jié)果表明：As、Hg、Se 和Cd的檢出限分別為0.17 ng/ml、0.10 ng/ml、0.011 ng/ml和0.61 ng/ml，各元素的回收率分別為90.90%、95.21%、92.31%和95.58%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.83%、1.65%、1.76%和1.21%，該方法操作簡(jiǎn)便，靈敏度高，檢出限低，線性關(guān)系好，準(zhǔn)確性高。原子熒光光譜法可較好的檢測(cè)分析汞、砷、銻、鉍、硒、鉛、錫、鎘等多種元素，現(xiàn)已廣泛于用環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品等領(lǐng)域。

2.2 原子吸收光譜法。原子吸收光譜法起源于20 世紀(jì)50 年代，是一種測(cè)量特定氣態(tài)原子對(duì)光輻射的吸收的方法，也是目前重金屬元素常用的檢測(cè)方法，常用的原子化器是石墨爐和火焰。郎定常[3]等對(duì)試驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并通過(guò)石墨爐原子吸收光譜儀建立了在大米中檢測(cè)鎘含量的方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.9993 和0.9999，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.88%和1.40%，回收率為97.40% ～102.40%和97.51%～103.97%，該方法操作簡(jiǎn)便、快速、精密度和準(zhǔn)確度好，能滿足白酒及釀酒原料大米中重金屬鎘的測(cè)定要求。儲(chǔ)德韌[4]等采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定肥料中重金屬鎘、鉻和鉛含量的不確定度，結(jié)果表明：對(duì)鎘、鉻和鉛元素的測(cè)試而言，不確定度主要影響因素均來(lái)源于樣品濃度測(cè)定中標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合及測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度分量。

2.3 電化學(xué)-陽(yáng)極溶出伏安法。電化學(xué)-陽(yáng)極溶出伏安法具有靈敏度度高、成本低、檢測(cè)速度快、結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但檢測(cè)比較單一，當(dāng)檢測(cè)樣品所含重金屬種類較多時(shí)，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行測(cè)定。許艷霞[5]等通過(guò)建立一種基于酸浸提-陽(yáng)極溶出伏安法的稻米中鎘含量快速測(cè)定方法，考察了酸浸提-陽(yáng)極溶出伏安法測(cè)定稻米鎘含量的最佳條件。結(jié)果表明：常溫條件下，將稻米樣品粉碎至40 目，采用5%的高氯酸浸提20 min，離心分離，濾膜過(guò)濾，以汞膜修飾玻碳電極為工作電極，采用陽(yáng)極溶出伏安法進(jìn)行鎘含量測(cè)定，測(cè)定結(jié)果與原子吸收光譜法測(cè)定結(jié)果無(wú)顯著性差異，精密度在10%以內(nèi)(RSD，n=6)，方法檢測(cè)限和定量限分別為0.065 μg/L 和0.22 μg/L。劉祖圻[6]等采用Bi2O3-石墨烯材料修飾玻碳電極，建立了陽(yáng)極溶出伏安法同時(shí)快速測(cè)定鉛和鎘的新方法。在10 190 μg/L濃度范圍內(nèi)，Pb2+和Cd2+的溶出峰電流與Pb2+和Cd2+的濃度呈良好線性關(guān)系，r=0.9991，r=0.9983，回收率RSD ＜5.00%(n=6)；西洋參重金屬鉛和鎘的含量分別為15.19 μg/L、16.81 μg/L。

2.4 酶抑制分析法。酶抑制分析法檢測(cè)重金屬的基本原理是重金屬離子與酶的功能基因結(jié)合，導(dǎo)致酶活力降低失去活性，從而發(fā)生一系列變化，如pH 值、電導(dǎo)率、顯色劑顏色等發(fā)生改變，通過(guò)這些現(xiàn)象對(duì)其進(jìn)行光(電)信號(hào)檢測(cè)，從而判定是否存在重金屬。目前最常用的檢測(cè)用酶是脲酶，其次是葡萄糖氧化酶、磷酸酯酶。華銀鋒[7]等通過(guò)脲酶快速檢測(cè)樣品中重金屬離子，系統(tǒng)研究了重金屬和緩沖液類型及其濃度對(duì)脲酶抑制率的影響，結(jié)果表明，不同濃度緩沖液中重金屬離子濃度與脲酶抑制率呈顯著的相關(guān)性，表現(xiàn)為隨著重金屬離子濃度的增加，脲酶抑制率也提高。于壽娜[8]等研究了重金屬Cd、Hg 復(fù)合污染對(duì)酸性磷酸酶活性的影響，結(jié)果表明：Cd、Hg 單一及復(fù)合污染對(duì)酸性磷酸酶活性具有明顯的抑制作用，且隨著濃度的增加抑制作用增強(qiáng)。

2.5 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)是以等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜分析方法，可同時(shí)進(jìn)行多元素測(cè)定分析。宋彬彬[9]等建立了在化妝品中采用ICP-AES 測(cè)定可溶性鋇、鎳含量的方法，以5%硝酸與2%氫氟酸混合溶液為提取劑，在60℃±2 ℃下連續(xù)震蕩提取1 h，然后在60 ℃±2 ℃下放置1 h。化妝品中可溶性鎳與可溶性鋇的質(zhì)量濃度在0.01 ～1.0 mg/L 范圍內(nèi)與信號(hào)強(qiáng)度均呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均為0.9999，鎳、鋇的定量限均為0.25 mg/kg，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該方法簡(jiǎn)單、快速，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定，可用于化妝品中可溶性鋇和可溶性鎳的測(cè)定。袁潤(rùn)蕾[10]等采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定土壤中的鋇、錳、銅、鋅的含量，結(jié)果表明：各組分校準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，檢出限為0.01 ～10 μg/g，與地礦行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法DZ/T 0279.2-2016 測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，測(cè)得結(jié)果基本一致。

2.6 紫外分光光度法。紫外分光光度法是指在200 ～760 nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定物質(zhì)的吸光度，從而建立的一種定性和定量的檢測(cè)方法，該方法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高，對(duì)重金屬檢測(cè)主要用于中藥材中。田雅琴[11]等采用紫外分光光度法測(cè)定8 種中藥材中重金屬的含量，結(jié)果表明：對(duì)照品中重金屬鉛的檢測(cè)濃度在0.01 ～0.50 μg/ml 范圍內(nèi)與吸收度呈良好線性關(guān)系(r=0.9977)，平均回收率為99.49%，RSD=1.41%(n=6)。李可[12]等建立了淮紅花中的重金屬檢測(cè)方法，結(jié)果表明：此法鉛含量在0 ～40 μg/g 范圍內(nèi)，與吸光度線性關(guān)系良好，r=0.9989，淮紅花中重金屬含量為18.71 μg/g，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，平均加標(biāo)回收率為97.82%，RSD=2.93%(n=5)。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

傳統(tǒng)的重金屬檢測(cè)方法目前比較成熟，已運(yùn)用到了各個(gè)領(lǐng)域中，但通常成本較高，并且耗時(shí)，一般需要大型儀器支撐。隨著計(jì)算機(jī)與生物科學(xué)的迅猛發(fā)展，重金屬檢測(cè)技術(shù)正向著快速高效、可靠、準(zhǔn)確性高的方向發(fā)展。