原子吸收光譜法測定水制品中重金屬元素的研究進(jìn)展

烏迪+師忠義+潘明迪

摘要：在介紹原子吸收光譜檢測方法原理的基礎(chǔ)上，闡述原子吸收光譜在檢測水、飲料、葡萄酒、乳制飲品中重金屬元素的常用方法，展望原子吸收光譜的發(fā)展前景，為測定水制品中的重金屬元素測定提供參考。

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜；重金屬元素；水制品；檢出限

中圖分類號(hào)：0675.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）03-0058-02

重金屬元素大部分是在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，如果未經(jīng)處理就排放到自然界中，就會(huì)造成重金屬污染。大多數(shù)重金屬對人體具有毒性作用，且可以在人體內(nèi)累積。長期攝入重金屬含量較高的食品，會(huì)危害人類身體健康，甚至導(dǎo)致疾病發(fā)生。盡管錳、銅、鋅等重金屬是生命活動(dòng)所需要的微量元素，但大部分重金屬如汞、鉛、鎘等超過一定濃度都對人體產(chǎn)生毒害作用。鉛會(huì)傷害人的腦細(xì)胞，致癌致突變；汞食入后直接沉入肝臟，對大腦神經(jīng)破壞極大；鎘可導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病，還可破壞骨鈣，引起腎功能失調(diào)。

1 原子吸收光譜檢測法的基本原理

重金屬元素檢測方法有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、生化處理法。儀器分析方法主要有原子吸收光譜法、紫外可見分光光度法、X-射線熒光光譜法、電感耦合等離子體耦合法、原子熒光法。在眾多儀器分析方法中，原子吸收光譜法因具有分析速度快、設(shè)備費(fèi)用較低、操作比較簡單等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于食品檢測。

原子吸收光譜儀由光源、原子化器、分光器和檢測系統(tǒng)組成。每一種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射線波長相同的特征譜線。根據(jù)不同元素發(fā)射的不同特征譜線，可以很好地定性某種元素，還可以定量分析元素含量，在食品檢測中應(yīng)用廣泛。

1.1 光源

光源的功能是發(fā)射被測元素的特征共振輻射。一般對光源的基本要求是：發(fā)射的共振輻射半寬度要明顯小于吸收線半寬度；輻射強(qiáng)度大，背景低。多用空心陰極燈等銳線光源。

1.2 原子化器

原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。在原子吸收光譜分析中，被測元素原子化是整個(gè)分析過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)原子化的方法主要有2種：一種是火焰原子化法（火焰原子化器），是原子光譜分析中最早使用的原子化方法，至今仍在廣泛應(yīng)用；另一種是非火焰原子化法，其中應(yīng)用最廣的是石墨爐電熱原子化法。

1.3 分光器

分光器由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成，其作用是將所需要的共振吸收線分離出來。分光器的關(guān)鍵部件是色散元件，商品儀器都是使用光柵。原子吸收光譜儀對分光器的分辨率要求不高。光柵放置在原子化器之后，阻止原子化器內(nèi)不需要的輻射進(jìn)入檢測器。

1.4 檢測系統(tǒng)

原子吸收光譜儀中廣泛使用的檢測器是光電倍增管，一些儀器也采用CCD作為檢測器。

2 水制品中重金屬元素的檢測

2.1 礦物質(zhì)水中重金屬元素的測定

水是人們?nèi)粘Ｉ钪兴仨毜模彩菙z取量最大的。水中的重金屬元素直接影響人類健康。王文海等研究礦物質(zhì)水中重金屬元素，結(jié)果表明，礦物質(zhì)水中的重金屬元素會(huì)受懸浮物和稀釋樣液pH值的影響，所以水樣應(yīng)過濾以除去懸浮物，并控制溶液pH值，試驗(yàn)結(jié)果將更加準(zhǔn)確。

2.2 飲料中重金屬元素的測定

王碩等對飲料中的Cu含量進(jìn)行分析。樣品在酸性條件下經(jīng)吡咯烷二硫代甲酸銨-二乙氨基二硫代甲酸鈉-甲基異丁酮（APDC-DDTC-MIBK）體系萃取，然后使用GFAAS法對Cu元素含量進(jìn)行測定，確定方法的檢出限為0.265 μg/L，線性范圍為1.5～10 μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 3，加標(biāo)回收率為95.79%～100.74%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.13%～5.06%。該方法為碳酸飲料中重金屬的檢測提供了新途徑。

2.3 葡萄酒中重金屬元素的測定

葡萄酒中的金屬元素對其感官風(fēng)味有一定影響，尤其是Pb元素在葡萄酒中的含量是否符合安全標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)系到廣大消費(fèi)者的健康。郭金英等使用GFAAS法對紅葡萄酒中的痕量Pb進(jìn)行分析，以0.15 mol/L的硝酸調(diào)節(jié)紅葡萄酒，磷酸二氫銨作基體改進(jìn)劑，灰化溫度700 ℃，原子化溫度1 800 ℃，建立葡萄酒中Pb的快速分析方法。該方法的加標(biāo)回收率為98%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3%。

2.4 乳制飲品中重金屬元素的測定

牛奶飲品在日常生活中受到廣大消費(fèi)者喜愛。但近幾年乳制品安全事故頻發(fā)，重金屬含量成為乳制品檢驗(yàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。Qin Liqiang等利用原子吸收光譜法、等離子體發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法測定牛乳中的微量元素，同時(shí)比較國產(chǎn)牛乳和日本進(jìn)口牛乳中的重金屬含量。結(jié)果表明，國產(chǎn)牛乳中的Cr，Pb，Cd含量雖符合國家標(biāo)準(zhǔn)，卻高于日本牛乳。

李勛等通過電化學(xué)氫化物發(fā)生與原子吸收光譜聯(lián)用的方法，對鮮牛奶中的無機(jī)砷進(jìn)行形態(tài)分析。結(jié)果表明：As3+和As5+的檢出限分別為0.3 μg/L和0.6 μg/L；樣品加標(biāo)回收率為96%～104%。該方法的優(yōu)點(diǎn)是省略As5+的預(yù)還原步驟、縮短樣品分析時(shí)間。

3 結(jié)語

隨著人們對食品質(zhì)量要求的不斷提高，原子吸收法已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、教學(xué)科研的發(fā)展起積極作用。近年來，國內(nèi)外都致力于研究激光在原子吸收分析方面的應(yīng)用，用可調(diào)諧激光代替空心陰極燈光源，用激光使樣品原子化。它將為微區(qū)和薄膜分析提供新手段，為難熔元素的原子化提供新方法，為解決同時(shí)測定多元素問題開辟新途徑。

一些在食品中含量低的痕量重金屬元素，依靠常規(guī)方法很難甚至無法檢測。為更準(zhǔn)確、更快速的測定食品中金屬元素，原子吸收光譜與其它檢測手段連用，可不斷提高檢測能力。高效分離技術(shù)氣相色譜、液相色譜的引入，實(shí)現(xiàn)分離儀器和測定儀器聯(lián)用，將會(huì)使原子吸收分光光度法發(fā)生重大變革。

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