食品中常見(jiàn)的重金屬污染及檢測(cè)技術(shù)的研究

沈佳

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的提高，食品安全問(wèn)題引起了社會(huì)各界的普遍重視。重金屬污染是危害中國(guó)食品安全的主要原因之一。為了更好地保證中國(guó)的食品安全，從而保障中國(guó)民眾的生命健康，對(duì)食物中重金屬污染物的科學(xué)分析方法進(jìn)行深入研究是有效促進(jìn)食品安全發(fā)展的關(guān)鍵。本文將通過(guò)對(duì)食物中常見(jiàn)的重金屬污染物以及監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行理論分析與實(shí)踐研究，為重金屬污染檢測(cè)和食品安全保護(hù)提供重要的參考依據(jù)。

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人口的急劇增長(zhǎng)，我國(guó)食品行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景，但是與此同時(shí)，挑戰(zhàn)與機(jī)遇是并存的，與食品相關(guān)的各類(lèi)安全問(wèn)題也層出不窮，其中重金屬污染導(dǎo)致的食品安全問(wèn)題是影響食品安全的主要原因之一。對(duì)于生活中的食物來(lái)說(shuō)，重金屬元素隱藏在生活中的各種細(xì)節(jié)當(dāng)中，其帶來(lái)的后果與危害卻是不容忽視的。有些區(qū)域的重金屬元素難以察覺(jué)，無(wú)聲無(wú)息地隱藏在人們平時(shí)生活的環(huán)境和空氣當(dāng)中，這一類(lèi)地方通常具有火山、礦物開(kāi)采區(qū)域等等，這類(lèi)的重金屬元素通常是通過(guò)自然的因素。例如，風(fēng)力、蒸發(fā)等生態(tài)循環(huán)進(jìn)入人們的食物當(dāng)中。除此之外，各種人為原因同樣也是導(dǎo)致重金屬元素進(jìn)入人們的日常飲食當(dāng)中的主要原因。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，農(nóng)業(yè)、工業(yè)等行業(yè)都在平穩(wěn)地發(fā)展著，這些行業(yè)在其發(fā)展和改革的過(guò)程當(dāng)中都會(huì)涉及和應(yīng)用各類(lèi)重金屬的元素。如果在使用完這些重金屬元素之后，沒(méi)有加以嚴(yán)格、規(guī)范、合理、科學(xué)的處理，忽視了其本身的危害，甚至沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理就將含有重金屬元素的有毒氣體和廢水資源隨意地排放進(jìn)土地和莊稼當(dāng)中，將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成損害，影響食品安全。

一、重金屬元素的基本概述

重金屬元素單位密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的金屬元素，通常來(lái)說(shuō)，重金屬元素的界定都有固定的界限進(jìn)行判斷。在人們生活日常當(dāng)中可以經(jīng)常見(jiàn)到的金屬元素如鐵元素、銅元素、銀元素、鋁元素等都屬于輕金屬元素。除去輕金屬元素外，重金屬元素的內(nèi)部離子一般會(huì)帶有一定的有毒離子，一旦進(jìn)入到人體，會(huì)給人們的身體健康造成嚴(yán)重的威脅和影響。現(xiàn)階段科技和社會(huì)都在不斷地發(fā)展與進(jìn)步，食品受到重金屬元素的污染現(xiàn)象也日漸嚴(yán)重，尤其是重金屬元素的離子可以通過(guò)食物進(jìn)行滲透，在人們看不見(jiàn)的過(guò)程當(dāng)中悄無(wú)聲息地進(jìn)入人體。現(xiàn)階段對(duì)于人們身體健康造成最大威脅的重金屬元素大概分為幾種，最為典型的包括汞元素，也就是生活中常見(jiàn)的水銀，其被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活當(dāng)中，如果水銀出現(xiàn)了破解的現(xiàn)象，沒(méi)有及時(shí)地進(jìn)行科學(xué)合理的處理，揮發(fā)之后滲透進(jìn)食物當(dāng)中，會(huì)對(duì)人體造成威脅，引起食物中毒。汞中毒的患者往往出現(xiàn)口齒不清、手指麻木、視野縮小等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至可能會(huì)導(dǎo)致癱瘓和死亡。而鎘元素作為一種藍(lán)白的重金屬元素，盡管在自然界中的分布范圍較廣，但是含量相對(duì)于其他重金屬元素來(lái)說(shuō)較低。鎘元素可以滲透進(jìn)水資源當(dāng)中，并且通過(guò)植物的根系被吸收進(jìn)入植物性的食品當(dāng)中，然后通過(guò)水資源和飼料等進(jìn)入動(dòng)物的體內(nèi)。鎘進(jìn)入人體后，主要會(huì)造成肝腎功能的損害，使骨骼和消化系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。鉛元素作為一種灰白金屬最常被用于制造電池、顏料等，在人們的日常生活當(dāng)中也較為常見(jiàn)，且被廣泛地使用。鉛元素中存在有一種蓄積性的有毒元素，隨著人體內(nèi)的鉛元素含量累計(jì)增加，可能引起造血功能障礙、神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷等現(xiàn)象，并且導(dǎo)致智力低下、反應(yīng)遲鈍，并且鉛元素對(duì)于幼兒和胎兒的生長(zhǎng)發(fā)育有著極大的影響。砷元素盡管是一種非金屬元素，但其中許多理化性質(zhì)和金屬有著高度的相似，所以也常常被稱(chēng)為類(lèi)金屬。砷元素進(jìn)入人體后，會(huì)對(duì)人體內(nèi)產(chǎn)生重要作用的酶起到阻礙和抑制的作用，會(huì)導(dǎo)致人體多種酶的活性和細(xì)胞的分裂、繁殖受到嚴(yán)重的干擾和影響，從而導(dǎo)致體內(nèi)的代謝出現(xiàn)一定程度上的障礙。急性砷中毒常常表現(xiàn)為腸胃炎的癥狀，嚴(yán)重時(shí)還有可能出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹而導(dǎo)致死亡的現(xiàn)象;慢性砷中毒主要表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)衰弱、皮膚暗黃、過(guò)度角質(zhì)化等，并且砷及其化合物已經(jīng)被確認(rèn)為致癌物質(zhì)。食物中毒的過(guò)程是一個(gè)慢性的反應(yīng)，并且通過(guò)對(duì)于食物的滲透后再進(jìn)入人體并不會(huì)直接地將中毒現(xiàn)象反應(yīng)到表面，因此，這種慢性的反應(yīng)更需要人們投入更多的注意力去避免此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面，不同的重金屬元素也具備著不同的特征，每一種重金屬元素的離子在溶液當(dāng)中都會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色反應(yīng)現(xiàn)象。例如，銅離子元素在反應(yīng)液當(dāng)中的顏色會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色，而鐵離子會(huì)呈現(xiàn)出黃色，并且經(jīng)過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)之后，金屬元素里面所包含的離子色彩也會(huì)出現(xiàn)不同的改變。例如，銅離子會(huì)變?yōu)榇渚G，鐵離子則變?yōu)榈S色。因此，對(duì)于重金屬元素的檢測(cè)需要相關(guān)工作人員憑借金屬單質(zhì)所形成的基本特征，根據(jù)不同的重金屬單質(zhì)流入食品之后的現(xiàn)象，再重點(diǎn)剖析其造成的食品環(huán)境污染的具體情況以及選擇合適的監(jiān)測(cè)技術(shù)加以監(jiān)測(cè)。由此，最大程度上對(duì)食品中的重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)，可避免重金屬單質(zhì)在食品中可能會(huì)給人體造成的健康威脅。

二、現(xiàn)階段我國(guó)食品中重金屬元素污染的來(lái)源

（一）自然因素

自然因素是現(xiàn)階段人們對(duì)于食品中出現(xiàn)的重金屬污染問(wèn)題無(wú)法改變的，但是可以通過(guò)研究與分析進(jìn)行有效規(guī)避，最大程度上減少此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生。首先，自然環(huán)境的影響是導(dǎo)致食品中重金屬污染的一大方面。我國(guó)地理環(huán)境復(fù)雜，幅員遼闊，特殊的地理?xiàng)l件導(dǎo)致了部分區(qū)域的重金屬元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正常的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，通常這類(lèi)區(qū)域都有著火山區(qū)或者是礦區(qū)。通過(guò)檢測(cè)不難發(fā)現(xiàn)，具有這種特征的區(qū)域通常所含有的重金屬單質(zhì)濃度會(huì)極大程度上超過(guò)沒(méi)有火山地區(qū)或者礦產(chǎn)區(qū)域的地方。并且火山的爆發(fā)和為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所進(jìn)行的礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)，會(huì)把重金屬單質(zhì)大規(guī)模地從地層引入地表與空氣環(huán)境當(dāng)中，久而久之，這種重金屬單質(zhì)的分子就會(huì)經(jīng)由不同渠道與方法進(jìn)行散播和傳遞，使其大規(guī)模地滲透到動(dòng)植物的體內(nèi)。當(dāng)人們食用這些富含大量重金屬單質(zhì)的動(dòng)物與植物時(shí)，會(huì)在不經(jīng)意間吸收一定量的金屬單質(zhì)，而這些金屬元素對(duì)人體所產(chǎn)生的毒性都存在著慢性反應(yīng)的特性，所以許多時(shí)候人們都無(wú)法準(zhǔn)確地察覺(jué)到大量的重金屬單質(zhì)在潛移默化間所形成的影響和危害，從而導(dǎo)致了即使受到嚴(yán)重的重金屬污染也無(wú)法得到及時(shí)治療的現(xiàn)象發(fā)生。重金屬元素如果長(zhǎng)時(shí)間地停留在人們的身體和臟器當(dāng)中，會(huì)給身體中互相協(xié)調(diào)作用的眾多臟器的正常工作造成一定的阻礙與損害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){人們的生命健康，引起死亡的發(fā)生。因此，自然因素所導(dǎo)致的重金屬元素污染需要引起人們的高度重視。

（二）人為因素

人為因素所帶來(lái)的重金屬食品污染并不比自然因素小，所以，相應(yīng)的人員與部門(mén)不僅需要對(duì)于自然因素進(jìn)行考察，同時(shí)也需要針對(duì)人為因素的危害做出相應(yīng)的研究以及制定相對(duì)應(yīng)的政策。目前中國(guó)處在新時(shí)期經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的大潮當(dāng)中，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步，各種行業(yè)也獲得了良好的發(fā)展平臺(tái)，重金屬單質(zhì)也被運(yùn)用于相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)中加以創(chuàng)新和提升。重金屬單質(zhì)如果能夠進(jìn)行合理的使用，也是一個(gè)好的發(fā)展契機(jī)，其能夠帶動(dòng)重工業(yè)、建筑業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而促進(jìn)城市的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。不過(guò)，由于缺乏具體的規(guī)范制度和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，許多專(zhuān)業(yè)的工作人員在使用重金屬操作時(shí)沒(méi)有相對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行參考，因此使用的重金屬元素經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過(guò)量的情況發(fā)生，使得其變成危及人們生活質(zhì)量的巨大障礙。例如，重金屬應(yīng)用在工業(yè)當(dāng)中可以幫助工業(yè)的發(fā)展，但是在使用過(guò)程中，很多重金屬已經(jīng)滲透進(jìn)入了工業(yè)的用水資源中，因此，工業(yè)所排放的廢氣、污水如不進(jìn)行嚴(yán)格的管理和認(rèn)真的篩選，會(huì)導(dǎo)致許多重金屬殘留，這些污水、廢水被直接排進(jìn)了莊稼和河流之中，會(huì)對(duì)其植物和土地造成影響。重金屬單質(zhì)離子可以通過(guò)水、泥土等為主要介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的蔓延和傳播，甚至進(jìn)入動(dòng)植物體內(nèi)，給人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境造成巨大的危險(xiǎn)。此外，對(duì)食物的后期加工由于必須通過(guò)各種儀器來(lái)進(jìn)行，所以重金屬單質(zhì)的小分子也很有可能滲入并黏附在儀器的表面，從而進(jìn)入食物當(dāng)中。

三、食品中重金屬檢測(cè)技術(shù)

（一）比色法

比色法，主要是指利用試劑或者試紙對(duì)被檢驗(yàn)的產(chǎn)品進(jìn)行依據(jù)化學(xué)方法的各種檢驗(yàn)手段。針對(duì)不同的土壤中重金屬離子在特定的檢驗(yàn)物品中所顯現(xiàn)出來(lái)的化學(xué)特性加以記錄，并將其測(cè)定結(jié)果與現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化色卡加以對(duì)比，由此得出最后的檢驗(yàn)結(jié)論。不過(guò)，必須注意的一點(diǎn)是，由于采用比色法進(jìn)行檢驗(yàn)的結(jié)果通常會(huì)有相應(yīng)的影響因素，對(duì)食品中的有色重金屬檢驗(yàn)結(jié)果目前還不能達(dá)到規(guī)范的規(guī)定。

（二）紫外-可見(jiàn)分光光度法

紫外-可見(jiàn)分光光度法，主要是用重金屬單質(zhì)與專(zhuān)用的化學(xué)試劑產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)后的顯色劑，在紫外線(xiàn)下可以通過(guò)光吸收度的原理，來(lái)判斷土壤中重金屬的最終濃度。這種顏色檢測(cè)的技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)，操作較為簡(jiǎn)單且適合于在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用，也是目前國(guó)內(nèi)檢驗(yàn)有色重金屬污染中最為普遍的一個(gè)方法。不過(guò)在這個(gè)方法的實(shí)際應(yīng)用中，有些顯色劑并不容易得到，需要由相應(yīng)的研究人員自己進(jìn)行合成后才能夠進(jìn)行顏色檢測(cè)。

（三）電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法，是以等離子體為離子源的一種質(zhì)譜型元素分析法。該種檢測(cè)方法基本上能夠應(yīng)用于分析所有的重金屬等單質(zhì)污染物的濃度，同時(shí)由于該種檢測(cè)方法的靈敏度相對(duì)較高，其檢出限較低，因此線(xiàn)性檢測(cè)的適用范圍比較寬泛。不過(guò)，由于該種檢驗(yàn)方法所必須運(yùn)用的儀器設(shè)備價(jià)格一般都比較高昂，并不是每個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)都能夠擁有相應(yīng)的儀器設(shè)備，所以影響了該種方法的推廣與普遍使用。

（四）電化學(xué)分析法

電化學(xué)分析法具有分析速度較快的優(yōu)勢(shì)，且使用這種重金屬污染監(jiān)測(cè)的技術(shù)可以測(cè)定的元素較多，檢測(cè)所需要用到的含有重金屬元素的樣本相對(duì)較少，有機(jī)物的干擾也比較小。隨著目前我國(guó)電子信息技術(shù)的普及與飛速發(fā)展，以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，電化學(xué)分析法得到了非常廣闊的發(fā)展平臺(tái)和良好的發(fā)展機(jī)遇。

（五）原子光譜法

原子光譜法主要分為原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法等相關(guān)內(nèi)容。這三種光譜法的靈敏度普遍較高，取樣的數(shù)量較少且分析通常較快。原子吸收光譜法主要是通過(guò)分析固體和高粘度的液體式樣來(lái)進(jìn)行分析。原子發(fā)射光譜法線(xiàn)性范圍較為廣闊并且能夠檢測(cè)多種元素。而原子熒光光譜法則通過(guò)測(cè)量元素的原子蒸氣在輻射中所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，但是應(yīng)用的范圍較小，且在測(cè)定的時(shí)候受到散射光的影響較為嚴(yán)重。

總結(jié)

綜上所述，食品作為人類(lèi)生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ)物資，其作用和意義不容忽視，因此，確保食品安全也是在確保人類(lèi)的發(fā)展。食品中天然存在的重金屬元素較少，通常都是由于目前的食品加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等環(huán)節(jié)而導(dǎo)致的重金屬元素的滲透，因此，加強(qiáng)對(duì)食品當(dāng)中重金屬元素的檢測(cè)可以很大程度上保證食品安全。為了有效地對(duì)食品中的重金屬元素進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)和合理的分析，就需要人們?cè)陟`活的運(yùn)用現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，不斷地進(jìn)行發(fā)展與創(chuàng)新，結(jié)合具體的問(wèn)題，采用相適應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)，為食品安全保駕護(hù)航。