食品中重金屬的檢測與控制技術研究

◎ 馬小寧

（綏德縣市場監管綜合執法大隊，陜西 榆林 719000）

隨著工業化和城市化的快速發展，環境污染問題日益嚴重，食品中的重金屬污染問題也日益突出。重金屬如鉛、汞、鎘等，會對人體健康造成嚴重危害，因此，對食品中重金屬的檢測與控制至關重要[1]。通過檢測食品中的重金屬含量，可以有效防止重金屬超標的食品流入市場，從而保障人們的飲食安全。近年，食品安全問題頻發。給國家和社會帶來巨大的經濟損失，因此，對食品中的重金屬含量進行檢測，可以有效預防食品安全問題，有利于促進食品產業的健康發展，為國家經濟發展作出積極貢獻。

隨著國際貿易的不斷發展，食品質量安全問題已經成為國際貿易的重要壁壘。通過檢測和控制食品中的重金屬含量，可以提高食品的質量和安全性，增強我國食品在國際市場上的競爭力。因此，相關部門應加強對食品中重金屬含量的檢測和控制工作，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與控制技術，以供參考。

1 食品中重金屬物質的來源

食品中重金屬物質的來源主要包括以下方面：①環境污染。隨著工業化和城市化的快速發展，環境污染問題日益嚴重。工業廢水、廢氣排放等，會導致土壤、水源中的重金屬含量增加，進而污染農產品[2]。例如，鉛、汞、鎘等重金屬元素，可以通過土壤和水源進入農作物，進而污染農產品。而農產品作為食品加工的原材料，其中所含的重金屬就會隨之進入食品當中。②農藥殘留。很大一部分的農藥中都含有重金屬元素，長期使用可能殘留于農產品中。例如，有機汞農藥是一種常見的農藥，其殘留于農產品中會對人體健康造成危害。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程中被廣泛使用，如果過量添加或者使用不當，可能導致食品中的重金屬含量超標。④食品加工過程中，使用的容器、管道等設備可能含有重金屬元素，進而污染食品。例如，不銹鋼容器中的鉻元素可能會在加工過程進入食品中。⑤運輸和儲存過程。食品包裝材料、儲存容器等，可能含有重金屬元素，進而污染食品。例如，一些包裝材料中含有鉛、汞等重金屬元素，如果長時間接觸食品，可能會污染食品。

2 食品中的重金屬對人體的危害

食品中的重金屬對人體的危害非常大，其可以通過食物鏈進入人體，積累在人體的各個部位，對人體健康產生嚴重的威脅。重金屬對人體神經系統的影響最為顯著。例如，汞是一種常見的重金屬元素，其可以破壞人體的神經系統，導致記憶力減退、注意力不集中等現象。長期攝入汞還可能引起汞中毒，出現震顫、幻覺等嚴重癥狀。

重金屬對人體消化系統的影響也不容忽視。例如，鎘可以引起消化道炎癥，出現惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀[3]。長期攝入鎘還可能引起肝腎損傷，甚至導致癌癥的發生。此外，長期攝入重金屬元素可能導致免疫功能下降，使人體容易感染疾病。更為嚴重的是，重金屬可能對人體生殖系統產生影響。例如，鎘可以影響男性的睪丸功能，降低精子的數量與質量，影響男性的生殖能力。同時，鎘可以影響女性的卵巢功能，導致不孕不育等問題的發生。

3 食品中的重金屬檢測方法

3.1 原子吸收光譜法

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

在原子吸收光譜法中，通常使用原子吸收光譜儀進行測定。該儀器由光源、原子化器、分光系統和檢測系統組成[4]，其作用原理如下：光源發出特定波長的光，通過原子化器將樣品中的目標元素轉化為原子態；這些原子吸收特定波長的光，導致光強減弱；通過檢測系統測量光強的減弱程度，確定樣品中目標元素的含量。

3.2 原子熒光光譜法

當原子吸收特定波長的光后，在一定條件下會發射出特定波長的熒光。原子熒光光譜法（AFS）就是基于此原理設計而成。在AFS 法中，通常會使用氫化物發生器，將樣品中的目標元素轉化為氣態氫化物[5]。這一轉化過程主要是通過在氫化物發生器中加入適量的酸和還原劑實現的。酸的作用是使樣品中的目標元素離子化，而還原劑則將目標元素還原為原子態。轉化后的氣態氫化物通過載氣被引入原子化器中進行原子化。在原子化器中，目標元素原子被激發到高能態。這個過程通常是通過使用光源來實現的，光源會發射出特定波長的光，這些光會激發目標元素原子，使其從基態躍遷到激發態。當這些原子從激發態返回到基態時，會發射出特定波長的熒光。熒光發射的強度與目標元素原子的數量成正比，可以用來確定樣品中目標元素的含量。

與原子吸收光譜法相比，AFS 法受背景干擾較小，能夠獲得更準確的測定結果。不僅如此，此方法操作簡便，樣品前處理相對簡單，能夠快速準確地測定食品中的重金屬元素。此外，AFS 法可以實現多元素同時測定，極大提高了樣品的分析效率。

3.3 原子發射光譜法

原子發射光譜法（AES）的原理：原子在受到激發后，會釋放出特定波長的光，通過測量這些光的波長和強度，可以確定樣品中目標元素的含量。原子或離子在受到熱激發或電激發后，會發射出特定波長的光。這些光的波長和強度與原子的種類和狀態有關。通過測量這些光的波長和強度，可以確定樣品中目標元素的種類和含量。在AES 法中，通常使用火花或電弧等激發源將樣品中的原子或離子激發到高能態，然后發射出光。通過測量這些光的波長和強度，可以確定樣品中目標元素的種類和含量。

AES 法操作簡便，樣品前處理相對簡單，能夠快速準確地測定食品中的重金屬元素。通過AES 法可以準確地測定水果蔬菜等樣品中重金屬元素的含量，為食品安全評估提供依據。

3.4 電感耦合等離子體原子發射光譜法

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）結合了電感耦合等離子體的高溫、高壓特性與原子發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、高準確度和高選擇性的解決方案。電感耦合等離子體原子發射光譜法是一種基于原子發射光譜法的分析技術。在電感耦合等離子體中，樣品溶液通過霧化系統形成氣溶膠，然后在高溫和高壓條件下進行電離。電離后的原子在受到激發后，會發射出特定波長的光。通過測量這些光的波長和強度，可以確定樣品中目標元素的種類和含量。

ICP-AES 具有極高的靈敏度，可以檢測痕量級別的重金屬元素，并且精密度極高，可以準確測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譜法

電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）是一種基于質譜技術的分析方法，它以獨特的接口技術將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質譜的精確定量能力相結合，為食品中的重金屬分析提供了高靈敏度、高準確度和高選擇性的解決方案。在電感耦合等離子體中，樣品溶液通過霧化系統形成氣溶膠，繼而霧化成微小的液滴，這些液滴會在高溫和高壓條件下進行電離。在電離過程中，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并發出特定波長的光，通過測量這些光的波長和強度，可以確定樣品中目標元素的種類與含量。

與傳統的原子吸收光譜法相比，電感耦合等離子體質譜法具有更高的靈敏度和更低的檢測限。它能夠準確地測定痕量級別的重金屬元素，滿足對食品安全的高標準要求。此外，電感耦合等離子體質譜法還可以實現多種重金屬元素的同時測定，簡化實驗流程，降低分析成本。

4 食品中重金屬的控制技術研究

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措施至關重要。①源頭控制是預防食品中重金屬污染的首要措施。在農業生產環節，加強環境污染治理至關重要。一方面，通過減少污水灌溉、農藥和化肥的過度使用、采用有機農業和生態農業的種植方式，可以從源頭上減少重金屬對農產品的污染。另一方面，通過建立農田土壤和水質的監測網絡，可以及時發現并處理污染問題。②在食品加工過程中，通過改進加工工藝，使用先進的清洗、分離和提純技術等一系列措施，可以有效去除食品中的重金屬。此外，優化生產流程、加強設備維護和清潔管理，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，加強對食品中重金屬的檢測，也是保障食品安全的關鍵環節。總之，相關部門應建立完善的檢測體系，采用先進的檢測技術和方法，提高檢測的準確性與靈敏度，為食品安全保駕護航。

5 結語

隨著人們對食品安全質量的要求日漸提高，重金屬污染越來越受到人們的關注。因此，對食品中重金屬的檢測與控制技術進行研究，至關重要。本研究介紹了原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、原子發射光譜法（AES）、電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）和電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）的原理，分析了其在食品重金屬檢測中的應用，并提出了降低食品中重金屬含量的有效措施。未來，相關部門需要進一步加強食品中重金屬的檢測與控制技術研究，探索更加高效、準確、簡便的檢測方法和技術手段，提高食品安全整體水平。