食品中重金屬污染物的多元分析和定量檢測研究

◎ 勞 丹

（合浦果香園食品有限公司，廣西 北海 536100）

隨著工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，食品重金屬污染問題日益凸顯，嚴(yán)重威脅著人類的健康和生態(tài)安全。為了確保食品的安全性，對重金屬污染物的檢測和控制至關(guān)重要。當(dāng)前，多元分析方法和定量檢測在食品重金屬檢測中發(fā)揮著越來越重要的作用。這些方法不僅能夠提高檢測的準(zhǔn)確性和靈敏度，而且能夠更好地分析重金屬的來源和分布。因此，本文深入探討了食品中重金屬污染物的多元分析和定量檢測，以期為保障食品安全提供有力支持。

1 食品中重金屬污染物來源

食品中的重金屬污染物來源廣泛，包括環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)廢棄物排放以及食品加工過程污染等。這些污染物在環(huán)境中不易被分解和清除，通過大氣、土壤、水源等途徑逐漸累積，最終進(jìn)入食品中，對食品安全和人類健康造成嚴(yán)重威脅。①大氣中的重金屬污染主要來源于工業(yè)生產(chǎn)和交通尾氣排放，這些氣體和顆粒物隨風(fēng)力和雨水等自然力進(jìn)入土壤和植物中，導(dǎo)致食品被污染；土壤中的重金屬污染主要來源于采礦、冶煉、化工等工業(yè)廢棄物的排放以及農(nóng)業(yè)化肥和農(nóng)藥的不合理使用。這些重金屬在土壤中不斷積累，通過植物根部吸收進(jìn)入作物，最終進(jìn)入食物鏈終端人類體內(nèi)[1]。②水源中的重金屬是食品污染的重要來源，工業(yè)廢水、城市污水等未經(jīng)處理直接排入水體，會通過灌溉和養(yǎng)殖等途徑進(jìn)入食品中；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥、化肥和其他農(nóng)業(yè)添加劑的使用，也可能導(dǎo)致食品中的重金屬含量超標(biāo)。同時(shí)，農(nóng)藥和化肥中的重金屬成分在土壤中累積，被植物吸收；畜禽養(yǎng)殖過程中使用的獸藥和飼料添加劑也可能含有重金屬成分，對畜禽產(chǎn)品造成污染。③食品加工過程中可能引入重金屬污染物。例如，食品加工設(shè)備、容器和包裝材料中使用的某些化學(xué)物質(zhì)可能污染食品，導(dǎo)致食品受到重金屬污染。

2 多元分析方法在食品重金屬檢測中的應(yīng)用

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法（AAS），在食品重金屬檢測中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。該方法基于原子能級躍遷的原理，能夠通過特定波長的光精確地檢測樣品中的重金屬含量，其準(zhǔn)確性和靈敏度都非常高，并且可以直接對固體和液體樣品進(jìn)行分析，無需復(fù)雜的樣品預(yù)處理步驟。與其他檢測方法相比，AAS 操作簡便、分析速度快，能夠滿足食品快速檢測的需求[2]。該方法不僅能夠節(jié)省大量的時(shí)間和資源，還能確保食品安全得到及時(shí)監(jiān)控。在實(shí)際應(yīng)用中，AAS 能夠有效檢測出食品中的多種重金屬元素，如鉛、汞、鎘等。通過簡單調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件和選擇合適的光源，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對不同重金屬元素的精確分析。

AAS 不僅可以幫助人們了解食品的原材料和生產(chǎn)過程，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，阻止問題食品流入市場。然而，任何技術(shù)都有其局限性，AAS 也不例外。例如，對于某些低濃度的重金屬元素，AAS 可能會出現(xiàn)檢測限較高的問題，無法準(zhǔn)確地檢測其含量。此外，對于復(fù)雜基質(zhì)樣品的分析，可能存在干擾物質(zhì)影響檢測結(jié)果。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，檢測人員通常會結(jié)合其他檢測方法，以提高分析的準(zhǔn)確性和可靠性。盡管如此，AAS 在食品重金屬檢測中的地位依然不可動搖。作為食品檢測人員，必須熟練掌握這種技術(shù)，才能更好地履行自己的職責(zé)，確保食品安全得到有效保障。同時(shí)，檢測人員需要時(shí)刻關(guān)注食品領(lǐng)域的新技術(shù)和新發(fā)展，只有不斷創(chuàng)新和完善檢測方法，才能為公眾提供更加安全、可靠的食品環(huán)境，讓每一個(gè)人都能享受到健康、美味的食品。

2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）在食品重金屬檢測中發(fā)揮著重要作用。對于食品檢測人員來說，深入理解和熟練掌握這一技術(shù)至關(guān)重要。ICP-MS 以高靈敏度、高精度和多元素分析的特點(diǎn)，在食品重金屬檢測中獨(dú)樹一幟。這種方法通過等離子體炬管加熱樣品，使樣品中的原子或離子被電離并加速飛行，再經(jīng)質(zhì)譜儀精密檢測。通過測量不同元素的質(zhì)荷比，可以精確測定各種重金屬元素的濃度。

在實(shí)際應(yīng)用中，ICP-MS 具有高靈敏度和準(zhǔn)確性，能夠檢測食品中微量的重金屬元素，為食品安全提供有力保障[3]。同時(shí)，ICP-MS 能同時(shí)分析多種元素，顯著提高檢測效率，減少單個(gè)元素檢測的時(shí)間和成本。此外，該方法對樣品預(yù)處理的要求相對較低，能直接對固體或液體樣品進(jìn)行分析，簡化樣品處理步驟。然而，ICP-MS 也存在其局限性。例如，對于某些高濃度的基質(zhì)樣品，ICP-MS 可能會出現(xiàn)基質(zhì)干擾效應(yīng)，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性；對于某些特定元素，如氣體元素或輕元素，該方法的檢測效果可能不盡如人意。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，檢測人員通常會結(jié)合其他檢測方法，以提高分析的準(zhǔn)確性和可靠性。盡管存在這些局限性，ICP-MS 在食品重金屬檢測中仍發(fā)揮著重要作用。作為食品檢測人員，應(yīng)深入學(xué)習(xí)和掌握這一技術(shù)，確保食品安全得到有效保障。同時(shí)，檢測人員應(yīng)持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域的新技術(shù)和新發(fā)展，推動檢測方法的創(chuàng)新和完善，為公眾提供更加安全、可靠的食品環(huán)境。

3 定量檢測方法的選用原則

3.1 檢測目標(biāo)重金屬污染物的特性

在食品檢測工作中，針對重金屬污染物的特性，合理選擇定量檢測方法至關(guān)重要，這不僅關(guān)乎食品的安全性，更是對消費(fèi)者健康的有力保障。因此，食品檢測人員需要深入了解和掌握目標(biāo)重金屬污染物的物理、化學(xué)性質(zhì)，包括它們的溶解性、穩(wěn)定性、揮發(fā)性以及與食品基質(zhì)的相互作用等[4]。尤其對于那些易揮發(fā)的重金屬，如汞、砷等，選擇合適的檢測方法尤為重要。因?yàn)檫@些元素在樣品處理和運(yùn)輸過程中極易損失，所以檢測人員需要選擇能夠捕集和穩(wěn)定這些重金屬的方法。例如，檢測人員可以采用特殊的采樣裝置或容器來捕集這些元素，以減少在采樣過程中的損失。同時(shí)，在樣品處理和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，檢測人員需要采取適當(dāng)措施保持這些元素的穩(wěn)定性，以避免因揮發(fā)或與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而影響檢測結(jié)果。

對于那些與食品基質(zhì)結(jié)合緊密的重金屬，如鉛、鎘等，需要采用能夠有效提取和分離的方法。這是因?yàn)檫@些重金屬與食品基質(zhì)緊密結(jié)合，不易被直接檢測。因此，檢測人員需要利用特定的提取劑或分離技術(shù)，將重金屬從食品基質(zhì)中分離出來，以便進(jìn)行后續(xù)的定量分析。這可能需要使用一些特殊的化學(xué)試劑或物理分離技術(shù)，如酸消化、微波消解、沉淀分離等。此外，在選擇定量檢測方法時(shí)，檢測人員需要考慮目標(biāo)重金屬的濃度范圍以及樣品中可能存在的干擾物質(zhì)。對于低濃度或痕量水平低的重金屬，需要選擇具有高靈敏度和準(zhǔn)確性的檢測方法。例如，對于低濃度的重金屬元素，需要使用一些高靈敏度的檢測器或質(zhì)譜儀等高端設(shè)備。同時(shí)，為了確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，排除其他物質(zhì)的干擾，需要利用一些特殊的樣品處理技術(shù)或凈化步驟，以去除干擾物質(zhì)的影響。

3.2 檢測方法的準(zhǔn)確性和精密度

在食品檢測中，檢測方法的準(zhǔn)確性和精密度是衡量其性能的重要指標(biāo)，也是選擇定量檢測方法的關(guān)鍵因素。這不僅關(guān)乎食品安全評估的準(zhǔn)確性，更直接關(guān)系到消費(fèi)者的健康。其中，準(zhǔn)確性主要是指檢測結(jié)果與實(shí)際濃度值的一致性。簡單來說，一個(gè)可靠的檢測方法應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地反映樣品中重金屬的實(shí)際含量。為了評估檢測方法的準(zhǔn)確性，食品檢測人員可以通過對比已知標(biāo)準(zhǔn)品或參考物質(zhì)的檢測結(jié)果來進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，檢測人員需要注意不同濃度的重金屬污染物可能對準(zhǔn)確性產(chǎn)生的影響。一些方法可能在低濃度下表現(xiàn)良好，但在高濃度下則可能出現(xiàn)偏差。因此，檢測人員需要對不同濃度的重金屬進(jìn)行測試，以全面評估方法的準(zhǔn)確性。精密度是指在相同條件下，多次重復(fù)測定結(jié)果的接近程度[5]。一個(gè)精密的檢測方法能夠產(chǎn)生一致的、可重復(fù)的結(jié)果。為了評估檢測方法的精密度，食品檢測人員可以對已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行多次重復(fù)測定，并計(jì)算結(jié)果的變異系數(shù)或相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。低精密度意味著每次測定的結(jié)果都可能有所不同；高精密度意味著多次測定的結(jié)果非常接近，具有更好的可重復(fù)性。

除了準(zhǔn)確性和精密度外，食品檢測人員需要關(guān)注檢測方法的檢出限和線性范圍等其他參數(shù)。其中，檢出限是指能夠檢測到的最小濃度值；線性范圍是指檢測方法在一定濃度范圍內(nèi)的響應(yīng)與濃度成正比的范圍，尤其對于痕量重金屬的檢測，這些參數(shù)尤為重要。由于痕量重金屬的濃度較低，因此需要高靈敏度的檢測方法才能準(zhǔn)確測定。了解檢出限和線性范圍，有助于食品檢測人員選擇適合的檢測方法，并確定合適的樣品處理和稀釋步驟，以確保準(zhǔn)確測量各濃度范圍內(nèi)的重金屬含量。在選擇定量檢測方法時(shí)，食品檢測人員需要綜合考慮以上因素，并進(jìn)行充分地實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和比較，這需要具備一定的專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)技能，并深入了解各種檢測方法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄔu估和比較，可以找到最適合特定食品類型和重金屬污染物的定量檢測方法，為食品安全的準(zhǔn)確評估和質(zhì)量控制，提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

食品中重金屬污染物的多元分析和定量檢測，對于保障食品安全至關(guān)重要。了解重金屬污染物的來源，并采用適當(dāng)?shù)亩嘣治龇椒ㄟM(jìn)行檢測，是準(zhǔn)確評估和控制這些污染物的基礎(chǔ)。在選擇定量檢測方法時(shí)，檢測人員應(yīng)充分考慮目標(biāo)污染物的特性、方法的準(zhǔn)確性以及精密度、靈敏度等因素。通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ㄔu估和比較，找到最適合特定食品類型和重金屬污染物的定量檢測方法，為保障食品安全提供有力支持。