食品中重金屬的檢測(cè)與控制技術(shù)研究

◎ 馬小寧

（綏德縣市場(chǎng)監(jiān)管綜合執(zhí)法大隊(duì)，陜西 榆林 719000）

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，食品中的重金屬污染問(wèn)題也日益突出。重金屬如鉛、汞、鎘等，會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害，因此，對(duì)食品中重金屬的檢測(cè)與控制至關(guān)重要[1]。通過(guò)檢測(cè)食品中的重金屬含量，可以有效防止重金屬超標(biāo)的食品流入市場(chǎng)，從而保障人們的飲食安全。近年，食品安全問(wèn)題頻發(fā)。給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，對(duì)食品中的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)，可以有效預(yù)防食品安全問(wèn)題，有利于促進(jìn)食品產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。

隨著國(guó)際貿(mào)易的不斷發(fā)展，食品質(zhì)量安全問(wèn)題已經(jīng)成為國(guó)際貿(mào)易的重要壁壘。通過(guò)檢測(cè)和控制食品中的重金屬含量，可以提高食品的質(zhì)量和安全性，增強(qiáng)我國(guó)食品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)食品中重金屬含量的檢測(cè)和控制工作，確保食品安全和人們的健康。基于此，本文介紹了食品中重金屬的檢測(cè)與控制技術(shù)，以供參考。

1 食品中重金屬物質(zhì)的來(lái)源

食品中重金屬物質(zhì)的來(lái)源主要包括以下方面：①環(huán)境污染。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。工業(yè)廢水、廢氣排放等，會(huì)導(dǎo)致土壤、水源中的重金屬含量增加，進(jìn)而污染農(nóng)產(chǎn)品[2]。例如，鉛、汞、鎘等重金屬元素，可以通過(guò)土壤和水源進(jìn)入農(nóng)作物，進(jìn)而污染農(nóng)產(chǎn)品。而農(nóng)產(chǎn)品作為食品加工的原材料，其中所含的重金屬就會(huì)隨之進(jìn)入食品當(dāng)中。②農(nóng)藥殘留。很大一部分的農(nóng)藥中都含有重金屬元素，長(zhǎng)期使用可能殘留于農(nóng)產(chǎn)品中。例如，有機(jī)汞農(nóng)藥是一種常見的農(nóng)藥，其殘留于農(nóng)產(chǎn)品中會(huì)對(duì)人體健康造成危害。③食品添加劑。部分食品添加劑中含有重金屬元素，如防腐劑、抗氧化劑等。這些添加劑在食品加工過(guò)程中被廣泛使用，如果過(guò)量添加或者使用不當(dāng)，可能導(dǎo)致食品中的重金屬含量超標(biāo)。④食品加工過(guò)程中，使用的容器、管道等設(shè)備可能含有重金屬元素，進(jìn)而污染食品。例如，不銹鋼容器中的鉻元素可能會(huì)在加工過(guò)程進(jìn)入食品中。⑤運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程。食品包裝材料、儲(chǔ)存容器等，可能含有重金屬元素，進(jìn)而污染食品。例如，一些包裝材料中含有鉛、汞等重金屬元素，如果長(zhǎng)時(shí)間接觸食品，可能會(huì)污染食品。

2 食品中的重金屬對(duì)人體的危害

食品中的重金屬對(duì)人體的危害非常大，其可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，積累在人體的各個(gè)部位，對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。重金屬對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)的影響最為顯著。例如，汞是一種常見的重金屬元素，其可以破壞人體的神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致記憶力減退、注意力不集中等現(xiàn)象。長(zhǎng)期攝入汞還可能引起汞中毒，出現(xiàn)震顫、幻覺等嚴(yán)重癥狀。

重金屬對(duì)人體消化系統(tǒng)的影響也不容忽視。例如，鎘可以引起消化道炎癥，出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀[3]。長(zhǎng)期攝入鎘還可能引起肝腎損傷，甚至導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。此外，長(zhǎng)期攝入重金屬元素可能導(dǎo)致免疫功能下降，使人體容易感染疾病。更為嚴(yán)重的是，重金屬可能對(duì)人體生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響。例如，鎘可以影響男性的睪丸功能，降低精子的數(shù)量與質(zhì)量，影響男性的生殖能力。同時(shí)，鎘可以影響女性的卵巢功能，導(dǎo)致不孕不育等問(wèn)題的發(fā)生。

3 食品中的重金屬檢測(cè)方法

3.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法（AAS）是一種常用的測(cè)定食品中重金屬的方法，其利用原子能級(jí)躍遷的原理，通過(guò)測(cè)量特定波長(zhǎng)的光被吸收的程度，確定樣品中重金屬的含量。在食品中，重金屬如鉛、汞、鎘、砷等可能對(duì)人體健康造成危害。因此，準(zhǔn)確測(cè)定這些重金屬的含量對(duì)于食品安全評(píng)估至關(guān)重要。

在原子吸收光譜法中，通常使用原子吸收光譜儀進(jìn)行測(cè)定。該儀器由光源、原子化器、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)組成[4]，其作用原理如下：光源發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，通過(guò)原子化器將樣品中的目標(biāo)元素轉(zhuǎn)化為原子態(tài)；這些原子吸收特定波長(zhǎng)的光，導(dǎo)致光強(qiáng)減弱；通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量光強(qiáng)的減弱程度，確定樣品中目標(biāo)元素的含量。

3.2 原子熒光光譜法

當(dāng)原子吸收特定波長(zhǎng)的光后，在一定條件下會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的熒光。原子熒光光譜法（AFS）就是基于此原理設(shè)計(jì)而成。在AFS 法中，通常會(huì)使用氫化物發(fā)生器，將樣品中的目標(biāo)元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氫化物[5]。這一轉(zhuǎn)化過(guò)程主要是通過(guò)在氫化物發(fā)生器中加入適量的酸和還原劑實(shí)現(xiàn)的。酸的作用是使樣品中的目標(biāo)元素離子化，而還原劑則將目標(biāo)元素還原為原子態(tài)。轉(zhuǎn)化后的氣態(tài)氫化物通過(guò)載氣被引入原子化器中進(jìn)行原子化。在原子化器中，目標(biāo)元素原子被激發(fā)到高能態(tài)。這個(gè)過(guò)程通常是通過(guò)使用光源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，光源會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的光，這些光會(huì)激發(fā)目標(biāo)元素原子，使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。當(dāng)這些原子從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的熒光。熒光發(fā)射的強(qiáng)度與目標(biāo)元素原子的數(shù)量成正比，可以用來(lái)確定樣品中目標(biāo)元素的含量。

與原子吸收光譜法相比，AFS 法受背景干擾較小，能夠獲得更準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果。不僅如此，此方法操作簡(jiǎn)便，樣品前處理相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)定食品中的重金屬元素。此外，AFS 法可以實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定，極大提高了樣品的分析效率。

3.3 原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜法（AES）的原理：原子在受到激發(fā)后，會(huì)釋放出特定波長(zhǎng)的光，通過(guò)測(cè)量這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以確定樣品中目標(biāo)元素的含量。原子或離子在受到熱激發(fā)或電激發(fā)后，會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的光。這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度與原子的種類和狀態(tài)有關(guān)。通過(guò)測(cè)量這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以確定樣品中目標(biāo)元素的種類和含量。在AES 法中，通常使用火花或電弧等激發(fā)源將樣品中的原子或離子激發(fā)到高能態(tài)，然后發(fā)射出光。通過(guò)測(cè)量這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以確定樣品中目標(biāo)元素的種類和含量。

AES 法操作簡(jiǎn)便，樣品前處理相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)定食品中的重金屬元素。通過(guò)AES 法可以準(zhǔn)確地測(cè)定水果蔬菜等樣品中重金屬元素的含量，為食品安全評(píng)估提供依據(jù)。

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（ICP-AES）結(jié)合了電感耦合等離子體的高溫、高壓特性與原子發(fā)射光譜法的精確定量能力，為食品中的重金屬分析，提供了高靈敏度、高準(zhǔn)確度和高選擇性的解決方案。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法是一種基于原子發(fā)射光譜法的分析技術(shù)。在電感耦合等離子體中，樣品溶液通過(guò)霧化系統(tǒng)形成氣溶膠，然后在高溫和高壓條件下進(jìn)行電離。電離后的原子在受到激發(fā)后，會(huì)發(fā)射出特定波長(zhǎng)的光。通過(guò)測(cè)量這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以確定樣品中目標(biāo)元素的種類和含量。

ICP-AES 具有極高的靈敏度，可以檢測(cè)痕量級(jí)別的重金屬元素，并且精密度極高，可以準(zhǔn)確測(cè)定樣品中重金屬元素的含量。此外，ICP-AES的線性范圍較寬，可以滿足不同濃度樣品的分析需求。

3.5 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）是一種基于質(zhì)譜技術(shù)的分析方法，它以獨(dú)特的接口技術(shù)將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質(zhì)譜的精確定量能力相結(jié)合，為食品中的重金屬分析提供了高靈敏度、高準(zhǔn)確度和高選擇性的解決方案。在電感耦合等離子體中，樣品溶液通過(guò)霧化系統(tǒng)形成氣溶膠，繼而霧化成微小的液滴，這些液滴會(huì)在高溫和高壓條件下進(jìn)行電離。在電離過(guò)程中，溶液中的原子或離子被電離成帶電的離子，這些離子在等離子體中被激發(fā)并發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，通過(guò)測(cè)量這些光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以確定樣品中目標(biāo)元素的種類與含量。

與傳統(tǒng)的原子吸收光譜法相比，電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有更高的靈敏度和更低的檢測(cè)限。它能夠準(zhǔn)確地測(cè)定痕量級(jí)別的重金屬元素，滿足對(duì)食品安全的高標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，電感耦合等離子體質(zhì)譜法還可以實(shí)現(xiàn)多種重金屬元素的同時(shí)測(cè)定，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程，降低分析成本。

4 食品中重金屬的控制技術(shù)研究

為了降低食品中重金屬的含量、確保食品的安全性，采取有效的控制技術(shù)措施至關(guān)重要。①源頭控制是預(yù)防食品中重金屬污染的首要措施。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)環(huán)境污染治理至關(guān)重要。一方面，通過(guò)減少污水灌溉、農(nóng)藥和化肥的過(guò)度使用、采用有機(jī)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的種植方式，可以從源頭上減少重金屬對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染。另一方面，通過(guò)建立農(nóng)田土壤和水質(zhì)的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理污染問(wèn)題。②在食品加工過(guò)程中，通過(guò)改進(jìn)加工工藝，使用先進(jìn)的清洗、分離和提純技術(shù)等一系列措施，可以有效去除食品中的重金屬。此外，優(yōu)化生產(chǎn)流程、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)和清潔管理，也能夠減少重金屬的交叉污染。

合理使用食品添加劑是降低食品中重金屬含量的重要措施之一。在添加劑的選擇上，應(yīng)避免使用含有重金屬的添加劑，如某些色素、防腐劑等。此外，加強(qiáng)對(duì)食品中重金屬的檢測(cè)，也是保障食品安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？傊?，相關(guān)部門應(yīng)建立完善的檢測(cè)體系，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和方法，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性與靈敏度，為食品安全保駕護(hù)航。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)食品安全質(zhì)量的要求日漸提高，重金屬污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注。因此，對(duì)食品中重金屬的檢測(cè)與控制技術(shù)進(jìn)行研究，至關(guān)重要。本研究介紹了原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、原子發(fā)射光譜法（AES）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）的原理，分析了其在食品重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用，并提出了降低食品中重金屬含量的有效措施。未來(lái)，相關(guān)部門需要進(jìn)一步加強(qiáng)食品中重金屬的檢測(cè)與控制技術(shù)研究，探索更加高效、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便的檢測(cè)方法和技術(shù)手段，提高食品安全整體水平。