食品重金屬檢驗樣品處理和檢驗方法淺談

方 萍

(合肥海關技術中心 安徽 合肥 230000)

日常生活中常見的有害重金屬元素包括汞、鉛、鎘、砷等，食品的重金屬污染可以發生在生產加工、儲存運輸、市場銷售等各個階段，一旦發生重金屬中毒，對人體會產生嚴重的危害。由于重金屬元素在人體內很難代謝，所以當人體長期累積攝入時會出現富集現象，造成慢性中毒。因此，食品重金屬含量檢驗成為了防止人體發生重金屬中毒的關鍵一環，本文將對此展開詳細論述。

一、重金屬元素人體的影響

(一)鉛中毒。金屬鉛化學式為Pb，在毒性分級中屬于中等至高等，其主要來源于工業廢水、工業廢料、氣體排放等方面，是一種會嚴重影響生物體生長發育的有毒金屬。Pb很容易在土壤中累積，并且會和其他有機物結合成為難溶于水的化合物。研究表明當人體對Pb的攝入量超過0.025mg/kg時，會造成神經系統、免疫系統、造血系統等器官的不可逆損傷。目前我國對于個各食品中Pb的含量標準有明確規定，指出谷物制品不得超過0.5mg/kg，蔬菜不得超過0.3mg/kg，肉制品不得超過0.5mg/kg。當前，中國食品鉛超標問題主要發生在浙江省、四川省、福建省等地。

(二)鎘中毒。鎘化學式Cd，屬于活性較強的一種重金屬元素在毒性分級中屬于中等。鎘在植物中會大量富集，但是它并不影響植物的生長。Cd通過植物進入人體后可以在人體積累很長時間，當超過一定量時，會引發肝臟、腎臟損傷，甚至發生癌變，骨質疏松等癥狀。日本一些地區曾經流行的“痛痛病”就是由鎘中毒引起的。中國規定稻米、糙米、大米等食品中鎘含量不能超過0.2mg/kg，谷物食品中不能超過0.1mg/kg，蔬菜中不能超過0.2mg/kg，肉制品不能超過0.1mg/kg；

(三)汞中毒。汞(Hg)是一種液態且易揮發的金屬，是一種極高毒性的物質，無機汞和金屬汞遇水發生物化反應生成易于被生物體吸收的甲基汞，因此，在水產品中Hg的含量非常高。人體發生汞中毒會導致嚴重的腦部損傷，對生殖系統、內臟器官破壞性極強，人體所能承受的極限為0.005mg/kg體重。中國規定各類食品的總Hg不得超過0.05mg/kg，甲基汞不得超過1.0mg/kg。需要強調的是，中國是產汞大國，因此汞污染的防治工作面臨很大挑戰[1]。

(四)砷中毒。砷(As)的化合物具有很強的毒性，在古時被俗稱為砒霜。As通常可以通過呼吸道、消化道甚至皮膚接觸進入人體，在生物體內很強的富集性，是一種高致癌物。人體發生As中毒時會造成全身系統損傷，嚴重的直接造成細胞癌變。我國規定不同食品的無機As含量不能超過1.5mg/kg，總As不能超過0.5mg/kg。研究表明海藻、一些魚類以及水稻等食品中總砷和無機砷含量較高。

二、檢驗樣品處理方法

(一)樣品揮發成分去除。水分和易揮發成分的去除：首先，將標準質量的樣品防止在瓷坩堝中，用小火加熱干燥，然后高溫爐將樣品灼燒直至成白色灰燼，將其溶解在鹽酸溶液中，最后過濾雜質。這種方法不存在污染試劑的問題，具有低空白的優勢，且操作較為簡單不易出錯，而缺點在于該方法不適用與沸點低的金屬元素檢測，成分隨揮發損失會影響到檢驗結果，檢驗誤差與灰化溫度相關。

(二)樣品有機物分解。在要求的溫度下，用硫酸、硝酸、雙氧水、高錳酸鉀、高氯酸等氧化劑配合一些催化劑分解樣品中的有機物。這種處理手段具有速率快，操作簡單、揮發損失小、適應性強的優點，但也存在實驗試劑需求量大、分解過程會產生大量有害氣體等問題，并且具有較高的空白值。

(三)微波溶解法處理樣品。在微波電磁場環境下可以使食品樣本與酸的混合物快速溶解，這是因為在微波作用下，加速混合的介質分子之間的摩擦運動，使內部溫度快速升高。同時在磁場環境下，各介質分子會排列成極化分子，使分子產生更強的張力從而加速了樣品整體的破裂效應，酸在這一過程中扮演了吸收輻射的角色[2]。

三、樣品重金屬元素檢驗方法

(一)原子吸收分光光度法。原子吸收分光光度法具有較廣的適應范圍，是目前我國食品重金屬元素檢驗中使用最多的技術之一。這種方法基本原理是樣品蒸汽對輻射光源的光譜具有減弱作用，不同的金屬元素分子對特定光波具有不同的吸收能力，并且含量與吸光度成正比關系如圖1，因此可以借助這種技術手段實現對金屬元素的定性定量分析。該方法具有靈敏度高、精密性強等優點。

圖1

(二)紫外可見分光光度法。紫外可見分光光度法的原理是重金屬原子可以與有機顯色劑發生反應生成絡合物，不同的金屬元素生成的絡合物對特定波長的光具有不同的顯色性，且同一種元素含量越高顯色反應越明顯，通過比對顯色性，就可以大致估計出金屬原色的含量，這種方法的缺點是精確性較差。

(三)X射線熒光光譜法。樣品溶液中重金屬含量不同會引起溶液對X射線的吸收率差異，根據這種特性，可以通過分析樣品的光譜特性來定量元素的含量，該方法對樣品前處理步驟要求不高因此具有操作快速的優點，適用于戶外流動檢驗。

(四)溶出伏安法。溶出伏安法對金屬元素測定時具有簡便快速、精確度高等優勢，在糧油制品的鋅、鐵等元素檢測上應用較為廣泛。其原理主要是：首先利用電解法控制電勢強度使重金屬元素在微電極周圍富集，然后將電極置于溶解液中，通過觀察伏安特性曲線的變化情況就可以計算出金屬元素的含量。

(五)電感耦合等離子體質譜法。電感耦合等離子體質譜儀功能強大，可以同時測算出多種金屬元素的含量，其基本原理為：樣品在初期處理并配置成溶液以后，成離子態的金屬元素在ICP高溫環境下被電感耦合等離子體質譜法接口提取到高真空的質譜儀中，經過質量篩選器篩選，從而傳輸和檢測出具有特定質荷比的多種不同金屬離子的含量。

結束語

綜上所述，本文結合相關文獻，總結了原子吸收分光光度法、紫外可見分光光度法、X射線熒光光譜法、溶出伏安法、電感耦合等離子體質譜法的基礎原理、優點與適用范圍，希望對食品安全監督工作有所幫助，對于進一步開發先進的檢驗方法還需要廣大學者投入更多的研究精力。