食品塑料包裝中重金屬檢測技術的應用

徐靜(山東華度檢測有限公司，山東 淄博 255000)

0 引言

食品安全監測中包含著非常多的工作，而食品包裝安全也是非常重要的。由于塑料包裝本身有著性能好、可塑性強以及防潮和耐腐蝕的優勢，因此大多數食品都會采用塑料來進行包裝。不過隨著人們意識到塑料對人體和自然環境的危害，尤其是塑料中鉛、汞等重金屬超標時，對人體和環境的危害必然更加嚴重。為了對塑料包裝中重金屬充分進行控制，加強對包裝中重金屬充分的檢測是非常重要的，也是確保我國食品安全的重要方式之一。

1 塑料食品包裝的重金屬來源和危害

塑料食品包裝中的重金屬主要來自于三個流程，首先是印刷過程中的污染，由于所接觸的染料中含有重金屬，因此很容易讓重金屬殘留物附著在食物上；其次則是食品在生產中所添加的添加劑，部分食品加工廠為了加強保質期或者讓食品看起來更誘人，會在食品加工中添加一些重金屬超標的添加劑；第三則是塑料包裝本身在制作過程中被重金屬所污染。

當前在食品衛生領域最受關注的重金屬包括汞、鉛、砷、鉻、鎘等等，而這些重金屬含有明顯的生物毒性，并且非常容易在人體內進行堆積，同時非常難降解，長期堆積必然會給人體造成嚴重危害，如果在垃圾處理時沒有正確處理，也會對自然環境造成極大的破壞。對人體來說，攝入過量的砷會導致砷中毒，甚至危及生命危險；過量的鎘會囤積在人的腎臟和肝臟，還會導致骨質疏松或者消化道疾病，嚴重會造成腎衰竭的情況；而鉛則是屬于神經毒素，過度攝入鉛必然會損傷人的智力。

像是在20世紀50年代在日本出現的水俁病和痛痛病，在查明過后才發現是食品遭受到汞和鎘的污染，才導致大量傳播，自此重金屬對食物的污染也引起了社會各界的關注。而近幾年我國經濟的飛速發展也導致了環境治理和環境污染失衡的情況，像是水體污染嚴重等情況，導致許多城市河段水質都出現了重金屬超標的情況。同時我國的土地也出現的重金屬污染面積擴大的趨勢，因此加強食物中重金屬含量的控制也是迫在眉睫的。

而存在于包裝中的重金屬物質在和食物接觸后會殘留在食物當中，進而滲透到人體進行堆積以及傷害，因此必須要利用先進、科學的檢測技術和方法，加強對塑料食品包裝袋的檢測，以確保食品的安全問題能夠得到保障。

2 食品塑料包裝檢測的前處理方法

2.1 濕法消解

濕法消解是利用酸性溶液或者堿性溶液在加熱的條件下對樣品中存在的有機物或者還原性物質進行破壞的方法，經常使用的酸解體系有：硫酸-硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸、氫氟酸以及過氧化氫得到，這些物質可以把需要檢測的物體中所含的有機物以及還原性物質進行全面破壞，而堿解體系大多數利用了苛性鈉溶液。由于食品塑料包裝中所含的待檢測金屬元素是不一樣的，因此需要用到的消解體系也不一樣。像是在測定檢測品中的鉻含量是可以選擇硫酸-過氧化氫的消解體系來進行消解，確保能夠達到最好的效果，相對于其他消解體系來說，鹽酸和鉻能夠產生非常容易揮發的三氯化鉻，極大影響了鉻的回收率，而高氯酸對鉻進行消解會有一定的危險性。而在測定六價鉻時則會采用氫氧化鈉-碳酸鈉體系在堿性環境進行消解，因為在堿性提取溶液中，三價鉻和六價鉻中間的形態變化可能性能夠控制在最小范圍呢。濕法消解所用到的設備非常簡單，不過在使用中由于涉及到過量的化學物質，因此需要注意通風以及加強對工作人員的防護，同時還需要注意好空白污染，盡量避免檢測過程中發生不必要的危險。

2.2 微波消解

微波消解大多是指利用微波加熱封閉容器中的消解液和樣品，從而在高溫增壓的條件下讓樣品快速溶解和消化。封閉容器反應和微波的兩種特點可以確保樣品能夠快速、完全消解，同時還有空白低的特點，當然也必然會帶來一定的高壓甚至過壓的隱患以及消化樣品小而不足的情況。如今的商品微波消解系統一般都會采用測溫測壓以及對溫度和壓力控制的系統，因此可以保障工作過程中的安全性，確保避免出現高溫以及高壓的危險情況。硝酸-過氧化氫消解體系經常會利用與食品塑料包裝的重金屬元素含量測定上，而微波消解對于諸如汞之類的易揮發元素的效果非常理想，因此在對易揮發重金屬元素進行檢測時基本會采用微波消解的方法[1]。

2.3 干法灰化

干法灰化是把試驗樣品放入到蒸發皿或者坩堝中，并且暴露在空氣中在四百到八百度的范圍內進行加熱分解，并讓樣品灰化，同時將得到的殘渣利用相應的溶劑溶解后來進行檢測。這種方法經常會用于檢測有機物中的無機重金屬元素的含量，像是鉛、鉻、鎘、銻等等。干法灰化法能夠灰化大部分試驗樣品，操作非常簡單，而且并不需要大量的試劑，而其最大的局限性便是很容易讓沸點低的元素造成損失，同時需要大量的時間來進行灰化，檢測效率很低[2]。

2.4 浸提法

浸提法大多數會利用與食品塑料包裝在食物模擬物體中的重金屬轉移的試驗當中，在面對不同材質以及使用類型的樣品測試條件下會有很大的區別。像是當前我國衛生標準GB/T 5009.60—2003 《食品包裝用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品衛生標準的分析方法》中規定，測試條件是4%的乙酸在60℃浸泡2 h。

3 常見的食品塑料包裝重金屬檢測技術

3.1 紫外-可見分光光度法

紫外-可見分光光度法測定在190～800 nm波長范圍物質的吸光度，可以充分對食物中的雜質進行辨別和檢查。紫外-可見分光光度法的檢測非常精確，而且操作非常簡單，同時有著極高的可實現，其中所運用的UV-UIS技術能夠對塑料食品包裝中含有的六價鉻進行精確檢測，并檢定二苯碳酰二肼和六價鉻所反應產生的紫紅色化合物，因此紫外-可見分光光度法是一種選擇性非常強的重金屬檢測方法。

3.2 氫化物發生-原子熒光光譜法

氫化物發生-原子熒光光譜法利用了惰性氣體作為載體，并且將氣態氫化物以及過量氫氣和載氣混合后，再導入加熱的原子化裝置，氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱，氫化物在受熱后會快速分解，被測元素離解為基態原子蒸汽，其基態原子的量比單純加熱其他等元素生成的基態原子高幾個數量級。這項技術的靈敏度非常高，而且檢出限比較低，選擇性良好，還具有線性范圍寬以及操作簡潔的優點。而且氫化物以及原子熒光光譜法聯合使用可以讓兩種技術得到有效不從，確保受基體的干擾更少，而且靈敏度的分析也更高[3]。

3.3 ICP質譜法

ICP-MS技術是利用對無機元素和同位素進行分析以及測試的技術，也就是將電感耦合等離子和高溫電離特寫與質譜計的靈敏快速掃描的優點結合而成。ICP質譜法技術非常先進，能夠對多種重金屬充分進行同步建成，而且檢測的準確度以及精密程度都非常高，同時有著更廣的線性范圍。ICP質譜法的檢測指標相對來說比其他分析和檢測技術更好，但是也有著非常明顯的局限性，也就是對工作環境的苛求，而且檢測成本也更高，因此導致這項技術在實際的重金屬成分檢測中很難得到推廣和落實[4]。

3.4 目視比色法

目視比色法經常利用與塑料包裝重金屬遷移實驗的半定量分析，由于重金屬離子在一定條件下能和某些特殊的物質產生有色化合物，因此可以通過對有色物質溶液顏色的深度從而檢測出重金屬物質的含量。鉛元素可以在與酸性物質的條件下和硫化鈉反應從而形成棕黃色的硫化鉛；而鎘元素在堿性條件下可以和雙硫腙產生紅色的鉻化合物等等。這類方法相對來說非常直觀且方便，但也相對比較復雜。

3.5 電感耦合等離子發射光譜法

當前由于原子發射光譜的主要光源是電感耦合等離子體，電感耦合等離子體具有環形結構、溫度高、電子密度高以及惰性氣體等特點，利用其做激發光源有著檢出限低、線性范圍廣、電離以及化學干擾少、精確度以及精密度高等分析性能有點。應用電感耦合等離子發射光譜技術對塑料食品包裝進行重金屬檢測時可以同時檢測多種元素的含量以及遷移，讓工作效率得到大幅度提升。不過電感耦合等離子發射光譜法也會有一定的局限性，在采用時不僅會造成大量惰性氣體的消耗，而且在對鉛元素和汞元素進行檢測時的檢出限也相對較高。

4 結語

總的來說，隨著人們對于食品安全質量越來越重視，食品檢測工作的重要性也越來越高。而塑料包裝食品作為人們生活中最常見的包裝方法，包裝的安全問題是非常重要的，因此一定要加強對塑料包裝的重金屬含量檢測，并且不斷采用最合理、最科學的檢測方法來確保檢測的精確性，以保障食品的安全，確保食品包裝能夠符合相關的衛生和質量標準。