食品中重金屬超標(biāo)的危害及檢測

蔣忭?xiàng)?蔣江宇

摘 要：食品安全是一個重要的社會問題，重金屬是食品安全的重要組成部分。食品中重金屬的檢測分析技術(shù)主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法。本文介紹了每種方法的原理和應(yīng)用情況，為今后重金屬檢測技術(shù)的發(fā)展提供了參考。

關(guān)鍵詞：重金屬;食品檢測;危害

The Harm and Detection of Excessive Heavy Metals in Food

JIANG Bianyang， JIANG Jiangyu

（Dongyang Testing Institute for Food and Drug Control， Dongyang 322100， China）

Abstract： Food safety is an important social issue， and heavy metals are an important part of food safety. The detection and analysis techniques of heavy metals in food mainly include atomic absorption spectroscopy， atomic fluorescence spectroscopy and inductively coupled plasma mass spectrometry. This article introduces the principle and application of each method， which provides a refrernce for the development of heavy metal detection technology in the future.

Keywords： heavy metals; food inspection; harm

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，嚴(yán)重威脅人們的生命健康和人身安全的食品安全問題引發(fā)了社會恐慌，影響了社會的和諧穩(wěn)定發(fā)展。食物是維持人體正常功能的基本物質(zhì)之一。能源、建筑、交通等行業(yè)的粉塵以氣溶膠的形式進(jìn)入食品，導(dǎo)致食品中重金屬含量明顯超標(biāo)。另一個原因是，我國在發(fā)展中忽視了良好的環(huán)境保護(hù)工作，導(dǎo)致大氣、水和土壤中不同程度的重金屬污染，最終影響食品安全。由于嚴(yán)重的食品安全問題，有效監(jiān)測食品重金屬可以避免購買被重金屬污染的食品，進(jìn)而減少重金屬中毒事件的發(fā)生。重金屬具有長期積累和緩慢作用，重金屬中毒會對人體造成嚴(yán)重的傷害。

1 食品檢測與重金屬檢測的介紹

食品檢驗(yàn)對構(gòu)建食品衛(wèi)生體系具有重要的支撐作用。食品重金屬檢測是食品安全檢測的一個重要方面。食品檢驗(yàn)與人們的生活以及食品的質(zhì)量有著直接關(guān)系，其可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)評估食品的狀況。目前使用的食品檢驗(yàn)體系正在形成，使用的相關(guān)技術(shù)也比較成熟。食品檢驗(yàn)過程主要應(yīng)用化學(xué)和生化知識，將基礎(chǔ)理論與相應(yīng)技術(shù)結(jié)合，檢測食品原料、成品、副產(chǎn)品和其他相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對副產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢查和評估，以確定產(chǎn)品是否合格。食品檢驗(yàn)內(nèi)容包括感官檢驗(yàn)、食品中相關(guān)營養(yǎng)素檢驗(yàn)、食品中有害物質(zhì)檢驗(yàn)等。在我國食品管理體系不斷完善的過程中，食品檢驗(yàn)方法也得到了改進(jìn)。因此，我國已經(jīng)確定了相關(guān)檢驗(yàn)指標(biāo)，且對食品檢驗(yàn)提出了較高要求。這些指標(biāo)包括成分分析、農(nóng)藥殘留分析、食品添加劑分析等。不同的檢測方法有不同的檢測指標(biāo)，因此不僅要注意檢測的數(shù)值和指標(biāo)，還要注意檢測方法，只有更可靠的檢測方法，才能更可靠地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。儀器分析是除常規(guī)分析方法外常用的檢測方法，可以利用分光光度法和原子熒光光譜法等化學(xué)方法分析相關(guān)數(shù)據(jù)[1]。

2 食品重金屬發(fā)展現(xiàn)狀及意義

2.1 食品檢測的發(fā)展現(xiàn)狀分析

食品檢測的發(fā)展與完善是近年來的重大研究課題之一，更是關(guān)系到人們生活發(fā)展的一大因素。最廣義的食品檢測內(nèi)容包括對食品質(zhì)量和變化的調(diào)查和評價。目前，我國食品企業(yè)對于食品質(zhì)量的相關(guān)檢測技術(shù)研究相對來說已經(jīng)成熟，但是在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的情況下，我國食品檢驗(yàn)制度仍存在一定的滯后性，食品安全問題仍處于高發(fā)階段，危害著人們的生命安全。作為食品安全管理的重要組成部分，食品檢驗(yàn)非常重要，其可進(jìn)一步解決我國食品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備落后問題，進(jìn)而積極推動食品安全技術(shù)發(fā)展，規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營合作，切實(shí)提高食品檢驗(yàn)質(zhì)量和效率，加強(qiáng)安全保障。因此，促進(jìn)食品檢驗(yàn)研究，關(guān)注食品安全檢驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，是當(dāng)前的重要課題[2]。

2.2 重金屬檢測在食品檢測中的意義

重金屬定量檢測技術(shù)作為各類食品定量檢測的重要技術(shù)組成的一部分，有助于我國建立與完善各類食品定量檢測技術(shù)體系。重金屬定量檢測的主要目是用于檢測含有汞、鎘、鉛、鉻和砷等類重金屬或其他類型重金屬，也可能包括銅、鋅、鎳、鈷和錫等某些認(rèn)為有毒的重金屬。這些重金屬對所有生物體的生命安全都具有一定的負(fù)面影響。因此，避免這些重金屬的過量攝入一直以來是目前人們非常關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。隨著近來我國食品系統(tǒng)的快速發(fā)展，人們正在大力推動我國食品生產(chǎn)加工工業(yè)自動化的快速發(fā)展。在這個發(fā)展過程中，各種微量的重金屬元素會逐漸滲入各類食品，并對人體產(chǎn)生危害。

3 常用檢測方法

3.1 紫外可見分光光度法

紫外可見分光光度法最初是比較常用的檢測食品重金屬的方法，紫外可見分光光度法是在190～800 nm波長范圍內(nèi)測定物質(zhì)的吸光度，用于鑒別、雜質(zhì)檢查和定量測定的方法。當(dāng)光穿過被測物質(zhì)溶液時，物質(zhì)對光的吸收程度隨光的波長不同而變化。因此，通過測定物質(zhì)在不同波長處的吸光度，并繪制其吸光度與波長的關(guān)系圖即得被測物質(zhì)的吸收光譜。這種檢測方法靈敏度高、操作簡單、成本低，但檢測結(jié)果易受著色劑或色系的影響，且通常含有有毒物質(zhì)。在這種情況下，一次只能測量很少的樣品。此外，分光光度法的檢測限相對較低。若要使用分光光度法來充分地檢測食品中的重金屬含量，則該方法必須找到合適的顯色劑，以增加系統(tǒng)的吸光度。

3.2 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法

該種重金屬污染物的檢測方法是介于原子發(fā)射和原子吸收之間的光譜分析技術(shù)。其主要用于被測原子吸收特定光譜輻射能后，由高能級躍遷到低能級，激發(fā)到高能級，從而發(fā)出特定波長的熒光，檢驗(yàn)員可以通過熒光強(qiáng)度分析被測樣品的含量。氫化物析出原子熒光光譜法雖然操作快捷方便，可用于各種重金屬物質(zhì)的檢測，但檢測重金屬元素含量低的食品并不容易。因此，在檢測這些重金屬元素時，需要加入一些增效劑[3]。

3.3 電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法是指利用最基本的電化學(xué)方法和原理，對物質(zhì)進(jìn)行電化學(xué)檢測，對重金屬進(jìn)行定量分析和結(jié)構(gòu)分析。該種檢測方法具有靈敏度高、成本低、結(jié)果準(zhǔn)確、檢測速度快、簡便易行等特點(diǎn)。電化學(xué)分析方法也可應(yīng)用于各種重金屬的檢測。雖然重金屬污染物的最低檢測階數(shù)可以達(dá)到10～12 mol/L，但是這種檢測方法的選擇性比較低。目前，測定食品中鎘等重金屬含量，比較常用的電化學(xué)方法有示波極譜法和溶出伏安法。此外，示波極譜法還可用于測量重金屬中的銅和鉛，溶出伏安法可以同時檢測汽車中的銅、鎘和鉛等重金屬元素[4]。

3.4 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法的工作原理是利用電感耦合等離子體作為激發(fā)光源，激發(fā)測試樣品中各種元素和各種原子之間產(chǎn)生的各種譜線。因此，不同譜線的波長和長度本身可以為檢查員提供確定重金屬含量的依據(jù)。例如，檢驗(yàn)人員可以使用IPC-AES檢測方法專門檢測水果和蔬菜中鎘、砷、鉛、錫、銅和鉻等各種有害重金屬的含量。該檢測方法的平均回收率為91%～107%，RSD值不超過3.5%，鎘的確定最低檢測限為0.03 ng/kg。

4 重金屬檢測的前處理方法

4.1 微波消解法

微波消解法是將樣品置于密封的聚四氟乙烯消解管中，微波加熱，完成有機(jī)質(zhì)分解的工作。同時，微波消解法的消解罐一般是密封的，可以減少試樣的揮發(fā)損失，減少酸溶液的用量，也可以減少加酸后釋放的氮氧化物。避免對溶液、檢驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)室造成損害，并提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，這種處理方法無法處理大量的測試樣本，因?yàn)橐淮慰梢蕴幚淼臏y試樣本數(shù)量非常有限[5]。

4.2 超聲輔助提取法

超聲波輔助提取法是利用一系列超聲波空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，增加介質(zhì)的運(yùn)動速度和介質(zhì)分子的滲透，加速活性物質(zhì)的溶解、釋放、擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)快速萃取分離。超聲輔助提取可分為靜態(tài)超聲提取和動態(tài)超聲提取。在某些工藝中，通常采用數(shù)控超聲波清洗單元作為主要提取單元，酶、酸、水等物質(zhì)作為提取樣品。這種預(yù)檢測處理方法的主要影響因素是電振蕩的強(qiáng)度和頻率、樣品顆粒的大小以及樣品提取溶劑的性質(zhì)。這種處理方法比較簡單、安全、節(jié)能、省時，用途廣泛。

4.3 濕法消解法

濕法消解法也稱為濕氧化法或濕灰化法，樣品在強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑并加熱的條件下，有機(jī)質(zhì)被分解，其中碳、氫、氮以C02、H2O和氨的氧化物等形式揮發(fā)逸出，無機(jī)鹽和金屬離子則留在溶液中，濕法消解法是目前最經(jīng)濟(jì)、最有效、最直接的元素分析處理方法。其適用于在測試前處理所有樣品，并且可以同時處理多個樣品。但該處理方法對操作條件要求較高，試劑消耗較多。此外，試劑的氧化性和腐蝕性會污染容器和測試樣品。

5 提高食品抽樣檢測效率的對策

當(dāng)人體攝入重金屬元素時，人體并不會立即產(chǎn)生不適癥狀，因?yàn)橹亟饘僭谶M(jìn)入人體細(xì)胞內(nèi)有一定不同程度的氧化積累。長期大量食用一些含有重金屬元素超標(biāo)的同類食品，會直接使人體各器官中的組織功能受到嚴(yán)重?fù)p害，甚至?xí)斐刹豢赡娴膫?。因此，相關(guān)部門有必要不斷加強(qiáng)檢測食品中的重金屬元素含量的風(fēng)險意識，防止含重金屬元素超標(biāo)的食品產(chǎn)品大量上市，保障消費(fèi)者的人身健康和安全。食品中的重金屬元素的總體含量出現(xiàn)超標(biāo)時，就可能會直接引起慢性食物中毒。因此，若要有效解決食品重金屬元素污染問題，首先必須要從源頭上對食品重金屬元素污染問題進(jìn)行有效的監(jiān)督管理，并加以預(yù)防。對此，相關(guān)部門要建立明確、健全的風(fēng)險預(yù)警監(jiān)控機(jī)制，采用各類食品重金屬含量檢測監(jiān)控技術(shù)，科學(xué)合理地進(jìn)行安全預(yù)防監(jiān)控工作。同時，當(dāng)前我國科技進(jìn)步，食品安全中的各種重金屬含量檢測監(jiān)控技術(shù)正逐步向質(zhì)量高、靈敏度、智能化3大方向快速發(fā)展，對人們的健康具有重要意義。

5.1 加強(qiáng)食品檢驗(yàn)人員培訓(xùn)，提高整體素質(zhì)

進(jìn)一步增強(qiáng)食品抽樣檢驗(yàn)的安全性和可靠性，需要加強(qiáng)食品檢驗(yàn)人員的培訓(xùn)，提高其專業(yè)素質(zhì)[6]。因此，食品檢驗(yàn)部門和單位必須積極開展相關(guān)的食品檢驗(yàn)培訓(xùn)和活動，所有員工必須有效地了解與領(lǐng)會食品抽樣標(biāo)準(zhǔn)和要求，明確各種抽樣檢驗(yàn)方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，確保食品樣品運(yùn)輸?shù)暮侠砘?，并有效提高食品樣品抽取的有效性和代表性。食品檢驗(yàn)部門也可以邀請食品檢驗(yàn)專家進(jìn)行相關(guān)的食品檢驗(yàn)培訓(xùn)和指導(dǎo)。食品抽樣檢驗(yàn)人員能夠認(rèn)識到工作中的不足，不斷提高整體質(zhì)量。同時，我國還需要提高和確保檢測的嚴(yán)格性和效率，促進(jìn)未來我國食品取樣和檢驗(yàn)業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

5.2 科學(xué)取樣

食品樣品對最終食品檢測的結(jié)果有非常重要的影響。在選樣過程中，相關(guān)食品檢驗(yàn)人員必須嚴(yán)格堅(jiān)持食品抽樣原則，進(jìn)行隨機(jī)抽樣，確保提取過程的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。同時，在選樣過程中必須有效控制各種因素。

5.3 加強(qiáng)食品安全監(jiān)測和研究

無論從食品生產(chǎn)到市場的聯(lián)動，相關(guān)食品監(jiān)管部門都必須按照國家公布的相關(guān)政策和指南，加強(qiáng)食品安全管理，按時協(xié)調(diào)完善檢驗(yàn)作業(yè)。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，食品安全受到人們越來越多的關(guān)注。同時，食品企業(yè)需要提高檢測技術(shù)和水平以及食品安全檢測的計(jì)算機(jī)化、高效化和技術(shù)化。因此，相關(guān)研究人員必須加強(qiáng)食品安全監(jiān)測和研究，不斷提高我國的食品檢驗(yàn)?zāi)芰蜆?biāo)準(zhǔn)。

5.4 保證食品檢測試劑的合理性

在食品檢驗(yàn)過程中，有必要減少化學(xué)試劑對檢測結(jié)果的影響。選擇檢測試劑時，應(yīng)特別注意檢測試劑的有效期、操作環(huán)境和濃度。檢測試劑若不符合測試要求和標(biāo)準(zhǔn)，會對食品檢驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響，并導(dǎo)致食品檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此，相關(guān)人員有必要保證食品檢測中使用的檢驗(yàn)試劑的合理性。

5.5 不斷完善食品安全監(jiān)管體系，加強(qiáng)食品生產(chǎn)過程監(jiān)管

進(jìn)一步加強(qiáng)食品檢驗(yàn)管理，需要不斷完善食品安全監(jiān)測體系，加強(qiáng)食品生產(chǎn)過程的監(jiān)測管理。食品生產(chǎn)企業(yè)需要搭建科學(xué)有效的食品安全管理平臺，做好相關(guān)食品檢驗(yàn)的統(tǒng)一準(zhǔn)備，建立專門的食品安全指導(dǎo)小組，在食品安全生產(chǎn)和檢驗(yàn)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。食品監(jiān)管部應(yīng)建立健全的食品安全監(jiān)管制度，嚴(yán)格執(zhí)行食品檢驗(yàn)監(jiān)管任務(wù)，有效協(xié)調(diào)跨職能計(jì)劃，讓每位員工各司其職。

6 結(jié)語

關(guān)注食品安全就是關(guān)注人類健康。食品中的重金屬污染會導(dǎo)致人們慢性中毒。解決食品中的重金屬污染問題需要注重預(yù)防。這意味著控制污染源，防止被重金屬污染的食品進(jìn)入流通環(huán)節(jié)。相關(guān)部門要有效建立完善的食品重金屬預(yù)警機(jī)制，應(yīng)用科學(xué)高效的檢測技術(shù)，在檢測食品重金屬污染前采取相應(yīng)措施。除上述通用的檢測方法外，近年來，隨著質(zhì)譜等新興技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，食品中重金屬的檢測正逐步從常規(guī)化檢測轉(zhuǎn)向高靈敏度檢測。因此，食品重金屬檢測是非常重要的，檢測人員在檢測前必須掌握合適的樣品處理方法，綜合考慮成本、檢出率和檢測難度，選擇科學(xué)的方法。新的重金屬污染物檢測方法提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，極大地促進(jìn)了人們的飲食安全和社會的和諧穩(wěn)定。

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