食品重金屬污染的檢測方法探討

鮑秀娟

（濟南市濟陽區(qū)疾病預(yù)防控制中心，山東濟南 251400）

近年來，我國現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，重金屬污染問題愈加突顯。目前，我國食品行業(yè)發(fā)展前景較為廣闊，但各類食品安全問題也層出不窮，其中重金屬污染已成為亟待解決的食品問題，對我國食品安全造成嚴(yán)重威脅[1]。重金屬元素在生活中較為常見，極易造成食品污染，并通過食物鏈進(jìn)入人體，引起慢性、急性毒性作用，具有較強的危害性。重金屬元素長期在人體中累積，不僅容易引發(fā)一系列疾病，甚至?xí)θ藗兊纳踩斐赏{，需要采取有效措施減少食品重金屬污染?；诖?，本文對我國食品重金屬污染現(xiàn)狀、來源、危害性及檢測技術(shù)進(jìn)行分析，旨在為今后食品重金屬污染檢測方法選擇、改進(jìn)提供依據(jù)，為食品安全提供保障。

1 食品重金屬污染現(xiàn)狀

重金屬主要包括鋅、鉻、銅、汞、鉛等金屬物質(zhì)，其相對密度通常大于5。重金屬物質(zhì)難以通過生物方式進(jìn)行降解，可在食物鏈中富集，進(jìn)入機體后會導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，隨著重金屬在人體內(nèi)濃縮、不斷累積，會引起急性、慢性中毒[2]。當(dāng)其在體內(nèi)達(dá)到一定濃度時，甚至?xí)?dǎo)致死亡[3]。

1.1 食品中的鉛污染

鉛具有較強的污染性，多見于汽車尾氣、廢水、廢物中，當(dāng)其沉淀于土壤中，會與其中的有機物相結(jié)合，形成難溶物，經(jīng)層層累積后，會對土壤造成嚴(yán)重危害，進(jìn)而損害植物、農(nóng)作物。當(dāng)前，鉛超標(biāo)現(xiàn)象在我國較為常見，特別是在動物內(nèi)臟、水產(chǎn)品中，以國家標(biāo)準(zhǔn)要求為依據(jù)進(jìn)行評判，當(dāng)八寶粥、麥片等食物中鉛含量超過0.5 mg·kg-1時，即可判定為鉛超標(biāo)，而畜禽內(nèi)臟及其他谷物制品中限量分別為0.5 mg·kg-1、0.2 mg·kg-1。鉛不僅會影響神經(jīng)系統(tǒng)，還會影響生殖、造血系統(tǒng)，損傷機體多處器官功能，引起肌肉疼痛、頭痛等，甚至導(dǎo)致人體失憶或出現(xiàn)幻覺。

1.2 食品中的鎘污染

鎘具有活性強等特點，屬于積累性重金屬物質(zhì)，能夠在人體內(nèi)存留較長時間，可與其他物質(zhì)進(jìn)行結(jié)合，形成具有毒性的化合物。鎘含量超標(biāo)在水產(chǎn)品中最為常見，當(dāng)糙米、大米、葉類蔬菜中鎘超過0.2 mg·kg-1時，可判定為鎘超標(biāo)，而魚類中鎘超過0.1 mg·kg-1時，即為鎘超標(biāo)。

1.3 食品中的汞污染

汞是一種液態(tài)金屬，在揮發(fā)后可被釋放進(jìn)入環(huán)境中，若進(jìn)入水中可成為甲基汞，進(jìn)而被水生物吸收。我國汞污染較為嚴(yán)重，多見于湖魚等水產(chǎn)品污染，當(dāng)水產(chǎn)動物及相關(guān)制品中甲基汞含量超過0.5 mg·kg-1，可判定為汞超標(biāo)，而肉類中汞含量超過0.05 mg·kg-1時，即為汞超標(biāo)。汞在人體大量累積后，會對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成不良影響，不僅會引發(fā)運動功能障礙，還會對其他功能（聽覺、語言）造成影響，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致人體癱瘓、死亡。

1.4 食品中的砷污染

砷在自然界中主要以砷礦物的形式存在，其中三氧化二砷又被稱為砒霜，其毒性非常強，不僅能通過食品進(jìn)入人體，也能夠通過呼吸道進(jìn)入體內(nèi)，砷污染多見于水稻、魚類等食品中，肉及肉制品、新鮮蔬菜中砷含量超過0.5 mg·kg-1，即為砷超標(biāo)，而當(dāng)魚類及其制品中含量超過0.1 mg·kg-1時，可判定為砷污染。砷在進(jìn)入人體后，會對細(xì)胞氧化產(chǎn)生抑制作用，麻痹中樞神經(jīng)，與人體長期接觸還容易引發(fā)皮膚癌，嚴(yán)重威脅人類生命健康。

2 食品重金屬污染來源

2.1 “三廢”污染

“三廢”污染是指廢水、廢氣、廢渣污染，“三廢”未經(jīng)處理隨意排放會對土壤、水源等造成污染，而當(dāng)發(fā)生土壤污染后，污染范圍會逐漸擴大，如果無法得到及時有效的控制，可能導(dǎo)致難以挽回的生態(tài)損失。而重金屬污染物可通過食物鏈富集，最終進(jìn)入人體中，引起重金屬中毒，對人類生命安全造成威脅[4]。

2.2 農(nóng)藥殘留污染

隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，病蟲害明顯增多，農(nóng)藥用量增大，特別是蔬菜、水果等對農(nóng)藥的依賴性比較大，這就不可避免會造成食品污染，如農(nóng)藥中含有一定量的鉛、鉻等元素，在殺滅病蟲害的同時，如果殘留超標(biāo)，會造成食品中重金屬超標(biāo)，威脅人類身體健康。

2.3 食品加工環(huán)節(jié)污染

現(xiàn)代化食品生產(chǎn)離不開機械設(shè)備，但多數(shù)加工設(shè)備均為金屬材料制成，在生產(chǎn)過程中可能會引起食品重金屬污染；食品包裝材料中可能含有微量金屬元素，在加工儲存過程中加重食品重金屬污染，影響食品質(zhì)量。

3 食品重金屬污染檢測方法

食品采樣、儲存、制備是進(jìn)行重金屬污染檢測的重要環(huán)節(jié)，在取樣前需劃定檢測區(qū)域，對其中食品進(jìn)行實地取樣。進(jìn)行食品取樣時，需盡可能使采樣點均衡分布，以保證最后檢測數(shù)據(jù)的可參考性[5]。樣品應(yīng)保存在規(guī)定的環(huán)境條件下，防止變質(zhì)、污染等。部分樣品應(yīng)根據(jù)食用習(xí)慣取可食部分進(jìn)行檢測。

3.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是目前食品重金屬污染檢測中常見的檢測方式之一，其中常用的儀器包括石墨爐原子吸收分光光度計，其原理是試樣消解處理后，經(jīng)石墨爐原子化，在相應(yīng)波長下測定吸光度。在一定濃度范圍內(nèi)重金屬含量與其吸光度成正比，基于此，測定樣本的吸光度，與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行比較，從而達(dá)到定量檢測的目的。石墨爐原子吸收分光光度計具有較高的靈敏度，精密度也比較高，但是對操作條件要求比較嚴(yán)格，因而對試劑、器皿、環(huán)境、操作人員的要求都比較高，且元素覆蓋面比較窄，主要用于食品中鉛、鎘的檢測[6]。

3.2 原子熒光光譜法

原子熒光光度計是以硼氫化鈉、硼氫化鉀等為還原劑，將試樣中重金屬還原成原子態(tài)，由氬氣帶入原子化器中，通過測定熒光強度而測定食品中的重金屬元素，主要用于食品中砷、汞的檢測[7]。原子熒光光譜法能夠檢測多種元素，靈敏度較高，取樣量少，分析時間短，但應(yīng)用范圍較小，在測定時容易受到輻射光影響導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生誤差。

3.3 質(zhì)譜檢測法

食品重金屬檢測常用的質(zhì)譜檢測儀器主要為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Inductive Coupled Plasma-Mass Spectrometer，ICP-MS），能夠?qū)CP 技術(shù)與質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合在一起。其工作原理為霧化器將溶液樣品送入等離子體光源，通過高溫汽化，解離出離子化氣體，通過鎳、銅等取樣錐收集的離子在低真空環(huán)境下形成分子束，再通過1 ～2 mm 直徑的截取板進(jìn)入四極質(zhì)譜分析器中，通過濾質(zhì)器進(jìn)行質(zhì)量分離后，再到達(dá)離子探測器，通過探測器的計數(shù)與濃度之間的比例關(guān)系，對元素含量或者同位素比值進(jìn)行測定。該儀器具有較高的性能（背景信號低、靈敏度高），而且元素覆蓋面比較寬，可以同時檢測多種重金屬元素，相比較而言，其優(yōu)勢比石墨爐原子吸收分光光度計和原子熒光光度計更大。

3.4 電化學(xué)分析檢測技術(shù)

電化學(xué)分析檢測技術(shù)以電化學(xué)傳感器為主要操作設(shè)備，在滿足自動檢測需要的基礎(chǔ)上，能夠有效縮短檢測耗時，與光譜檢測技術(shù)相比，其操作更加簡便，能夠自動完成重金屬含量、種類等信息收集，可提供較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，且應(yīng)用范圍廣，具有成本低、設(shè)備簡單等優(yōu)勢[8]。但該技術(shù)同樣存在一定弊端，容易受到多種因素干擾，包括表面活性劑、分析顆粒大小及有機物等，因此需進(jìn)一步研究，以提高其抗干擾能力。

3.5 新型檢測技術(shù)

（1）生物傳感器檢測技術(shù)。生物傳感器檢測技術(shù)屬于全新的檢測技術(shù)，生物傳感器以DNA、蛋白質(zhì)等生物元素為基礎(chǔ)，通過靜電吸附、物理吸附、化學(xué)偶聯(lián)、生物識別等作用力，將待測物對磁、光、電、熱、力等的敏感性直接或者間接轉(zhuǎn)換為可測信號，體現(xiàn)重金屬相關(guān)信息，完成污染檢測。但該技術(shù)具有較強的局限性，在實際應(yīng)用過程中受到多種因素限制，對環(huán)境、生物活性具有較高的要求。

（2）酶抑制檢測技術(shù)。酶抑制檢測技術(shù)測定重金屬的基本原理是利用酶的抑制率大小對重金屬殘留程度進(jìn)行檢測，通過重金屬離子與部分酶活性中心產(chǎn)生比較強的親和力，使酶失去活性，其中重金屬離子與形成酶活性中心的甲硫或硫基有效結(jié)合后，導(dǎo)致酶活性中心性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的改變，使酶活力下降，從而使底物-酶系統(tǒng)產(chǎn)生諸多變化，如吸光度、電導(dǎo)率、顯色劑顏色等發(fā)生改變，這些變化通過肉眼可以進(jìn)行區(qū)分或者采用光信號、電信號等檢測出來，從而判斷檢測樣品中是否存在重金屬。目前，酶抑制檢測技術(shù)多應(yīng)用于食品重金屬檢測中，具有簡便、快速、現(xiàn)場檢測等優(yōu)點，但該技術(shù)同樣存在一定局限性，在實際應(yīng)用過程中，由于食品成分多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可能對檢測結(jié)果造成影響，因而需要研究一套專業(yè)的方法提高研究產(chǎn)品的抗干擾性，提高檢測結(jié)果的可重復(fù)性。

4 結(jié)語

近年來，食品安全事件頻頻發(fā)生，嚴(yán)重威脅人們的身體健康，食品重金屬污染檢測具有重要意義。操作便捷、檢測速度快、準(zhǔn)確率高已成為當(dāng)前檢測技術(shù)發(fā)展趨勢，雖然食品重金屬污染檢測方法得到了較大改進(jìn)與突破，但每種檢測手段均存在其各自優(yōu)點與不足，需進(jìn)一步進(jìn)行研究。此外，在實際工作過程中，應(yīng)結(jié)合具體情況與需求選擇適宜的檢測方法，以提高檢測效率與準(zhǔn)確性，為今后食品重金屬污染整治提供更多信息數(shù)據(jù)支持。