食品中重金屬污染檢測難題及其解決路徑

摘 要：為了提高食品重金屬污染檢測的準(zhǔn)確性和效率，本文深入分析了當(dāng)前食品中重金屬污染檢測面臨的主要難題。研究指出，樣品前處理流程復(fù)雜、檢測儀器設(shè)備短缺、檢測方法靈敏度不足以及檢測人員專業(yè)能力有限是影響檢測效果的關(guān)鍵因素。針對上述問題，本文提出了針對性的解決路徑，旨在全面提升檢測水平，確保食品安全。

關(guān)鍵詞：食品安全；重金屬污染；解決路徑

Difficulties in Detecting Heavy Metal Contamination in Food and Their Solutions

LI Yumei

（Linze County Food and Drug Inspection and Testing Center， Linze 734200， China）

Abstract： In order to improve the accuracy and efficiency of heavy metal contamination detection in food， this article deeply analyzes the main challenges faced by heavy metal contamination detection in current food. Research has pointed out that the complex sample pretreatment process， shortage of detection instruments and equipment， insufficient sensitivity of detection methods， and limited professional ability of detection personnel are key factors affecting the detection effect. In response to the above issues， this article proposes targeted solutions aimed at comprehensively improving the detection level and ensuring food safety.

Keywords： food safety; heavy metal pollution; solution path

隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)和環(huán)境污染的加劇，食品中的重金屬污染問題日益嚴(yán)峻。重金屬元素如鉛、汞、砷、鎘等，因其在人體內(nèi)長期積累而對健康造成嚴(yán)重危害，已成為食品安全領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)。盡管各國已采取措施加強(qiáng)監(jiān)管和檢測，但食品中重金屬污染事件依然頻發(fā)，且其檢測技術(shù)存在諸多瓶頸。目前，檢測過程中的樣品前處理復(fù)雜、設(shè)備性能局限性、檢測方法靈敏度不足以及人員專業(yè)能力欠缺，均影響了食品重金屬污染的及時、準(zhǔn)確檢測。因此，研究和解決這些檢測難題，對于保障食品安全和公眾健康具有重要意義。本文將探討當(dāng)前檢測中的主要難題，并提出切實可行的解決路徑，以期為食品安全檢測技術(shù)的發(fā)展提供參考。

1 食品重金屬污染的危害

食品中重金屬污染的危害極為廣泛，涉及消費者健康、食品企業(yè)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境3個方面。①從消費者健康角度來看，重金屬如鉛、汞、砷和鎘等一旦進(jìn)入人體，通常難以被排出，長期積累可能對多個系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，鉛中毒可引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)損傷，特別是對兒童的智力發(fā)育和行為控制有嚴(yán)重影響；汞的積累則可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟功能的損害；砷則與多種癌癥的發(fā)生密切相關(guān)，長期攝入低劑量的砷可能誘發(fā)皮膚癌、肺癌等惡性腫瘤[1]。②食品中重金屬污染對食品企業(yè)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。近年來，公眾對食品安全的關(guān)注不斷增強(qiáng)，食品企業(yè)若發(fā)生重金屬污染事件，將面臨聲譽(yù)受損、市場份額下降等經(jīng)濟(jì)損失。同時，相關(guān)法規(guī)日益嚴(yán)格，政府對重金屬污染的監(jiān)控和處罰力度不斷加大，企業(yè)若未能遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和控制，可能會面臨罰款、停產(chǎn)整頓或市場禁入的風(fēng)險，從而增加生產(chǎn)成本和運營風(fēng)險。對于一些中小型企業(yè)而言，重金屬污染事件可能導(dǎo)致無法承受的經(jīng)濟(jì)壓力，嚴(yán)重者甚至可能退出市場[2]。③食品中重金屬污染對生態(tài)環(huán)境的影響也不容忽視。重金屬元素不僅會通過食物鏈影響人類健康，還可能通過土壤和水源的污染對自然生態(tài)造成嚴(yán)重破壞。例如，工業(yè)廢水或農(nóng)業(yè)施肥中重金屬的過量釋放，可能導(dǎo)致土壤中重金屬濃度上升，影響植物的生長。水體中的重金屬污染則直接威脅到水生生物的生存，影響水域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，重金屬污染還會破壞土壤肥力，影響農(nóng)作物正常生產(chǎn)，甚至通過農(nóng)產(chǎn)品食物鏈進(jìn)入人體，危害身心健康。

2 食品中重金屬污染存在的檢測難題

2.1 樣品前處理難題

食品樣品的前處理是重金屬污染檢測過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，但其復(fù)雜性和困難性極大地影響了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。①樣品前處理技術(shù)適用性不足。傳統(tǒng)的干灰化法雖然操作步驟相對明確，但高溫灼燒過程易致使部分易揮發(fā)重金屬元素如汞、砷等大量損失，嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。濕消化法則存在耗時較長的問題，通常需要數(shù)小時甚至更長時間，并且強(qiáng)酸的使用可能污染實驗室環(huán)境，導(dǎo)致后續(xù)廢液處理煩瑣復(fù)雜[4]。②由于食品中的重金屬含量較低且分布不均，樣品前處理需確保有效提取目標(biāo)物質(zhì)的同時，避免損失或引入外源污染。食品基質(zhì)通常包含大量的有機(jī)物質(zhì)和礦物成分，這些成分可能與重金屬發(fā)生干擾，影響檢測過程。尤其在復(fù)雜食品（如肉類、乳制品和加工食品）中，重金屬與食品成分的結(jié)合形式各異，使得標(biāo)準(zhǔn)化的前處理方法難以適用于所有類型的樣品。

2.2 檢測儀器設(shè)備難題

當(dāng)前食品重金屬檢測在儀器設(shè)備方面面臨諸多挑戰(zhàn)。①高端精密檢測儀器如電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，具有超高的靈敏度與多元素同時檢測能力，是痕量重金屬分析的有力工具[5]。但其購置成本高達(dá)數(shù)百萬元，高昂的價格讓眾多基層檢測機(jī)構(gòu)難以承受，限制了先進(jìn)檢測儀器的普及。即便少數(shù)單位有能力購置高端精密檢測儀器，后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)也面臨諸多難題，需專業(yè)工程師定期調(diào)試，關(guān)鍵零部件更換不僅昂貴且依賴進(jìn)口，一旦出現(xiàn)故障停機(jī)，維修周期較長，嚴(yán)重影響檢測工作連續(xù)性。②常規(guī)的原子吸收光譜儀等設(shè)備，在長期使用后性能逐漸衰退，穩(wěn)定性下降，檢測信號波動明顯，對于食品中低含量的重金屬檢測，難以滿足日益嚴(yán)苛的靈敏度要求，致使檢測下限無法達(dá)到理想水平，無法精準(zhǔn)捕捉痕量重金屬信息。

2.3 檢測方法適用性、靈敏度難題

食品體系的復(fù)雜多變性使得檢測方法的適用性和靈敏度遭遇嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從適用性來看，食品包含蛋白質(zhì)、糖類、脂肪和維生素等豐富成分，這些成分在檢測過程中會與重金屬發(fā)生相互作用，干擾檢測信號。例如，在采用分光光度法檢測時，食品中的色素成分會在目標(biāo)波長附近產(chǎn)生吸收峰，掩蓋重金屬絡(luò)合物的特征吸收，從而導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)誤判[6]。就靈敏度而言，傳統(tǒng)的比色法、電化學(xué)分析法等方法的檢測靈敏度有限，對于食品中含量極低的重金屬，如汞的允許限量達(dá)到ppb級甚至更低，這些常規(guī)方法難以給出精準(zhǔn)定量結(jié)果，微小含量變化難以被有效識別，易出現(xiàn)假陰性情況，無法保障食品安全檢測的嚴(yán)謹(jǐn)性，增加了超標(biāo)重金屬污染食品流入市場的風(fēng)險[7]。

2.4 檢測人員專業(yè)能力難題

檢測人員作為食品重金屬污染檢測的直接執(zhí)行者，其專業(yè)能力的局限性日益凸顯。①食品重金屬檢測是一門涉及多學(xué)科交叉的復(fù)雜領(lǐng)域，要求檢測人員具備化學(xué)分析、儀器操作、食品科學(xué)等多方面的綜合知識。然而，在實際工作中，部分檢測人員知識結(jié)構(gòu)較為單一，僅熟悉某一環(huán)節(jié)操作，對整體檢測流程缺乏深入理解。在面對復(fù)雜樣品檢測時，無法依據(jù)食品特性合理選擇前處理方法與檢測技術(shù)，盲目遵循固定模式，導(dǎo)致檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。②實踐經(jīng)驗匱乏也是一大難題。重金屬檢測過程經(jīng)常會遇到突發(fā)狀況，如儀器故障、樣品異常消解等問題，經(jīng)驗豐富的檢測人員可憑借經(jīng)驗快速排查并解決問題。但新手檢測人員缺乏應(yīng)對經(jīng)驗，一旦遇到問題，往往手足無措，不僅需要耗費大量時間排查，甚至可能因錯誤操作損壞儀器，延誤檢測進(jìn)程，進(jìn)一步影響食品重金屬污染檢測工作的高效、精準(zhǔn)推進(jìn)。

3 解決食品中重金屬污染檢測難題的可行路徑

3.1 引入自動化技術(shù)，合理優(yōu)化前處理流程

食品重金屬污染檢測中的樣品前處理復(fù)雜且技術(shù)要求較高，為了提高前處理效率和準(zhǔn)確性，檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)引入自動化技術(shù)來優(yōu)化這一環(huán)節(jié)。①應(yīng)積極采購集成式自動化前處理設(shè)備，如自動化石墨消解儀，精準(zhǔn)控制消解溫度、時間及試劑添加量，從而避免人工操作導(dǎo)致的誤差[8]。②可以利用自動化固相萃取裝置對復(fù)雜基質(zhì)食品樣品進(jìn)行分離凈化，根據(jù)食品特性智能切換洗脫溶劑，高效去除干擾成分，進(jìn)而提高后續(xù)檢測的準(zhǔn)確性。③檢測機(jī)構(gòu)要結(jié)合自身承接的食品重金屬檢測類型，優(yōu)化前處理流程。針對油脂含量高的食品，在自動化處理前增加脫脂步驟，防止后續(xù)消解碳化，為精準(zhǔn)檢測重金屬奠定基礎(chǔ)。

3.2 開發(fā)便攜式檢測儀器并加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理

針對檢測設(shè)備成本高、維護(hù)困難等問題，檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)著重開發(fā)和推廣便攜式檢測儀器，以滿足日常檢測中對成本效益和靈活性的需求。①應(yīng)當(dāng)聯(lián)合儀器制造商或高校科研團(tuán)隊，投入專項研發(fā)資金，開發(fā)適用于特定應(yīng)用場景的便攜式檢測儀器。②要制訂詳細(xì)的便攜式儀器操作手冊，涵蓋日常使用注意事項、簡易故障排查方法，并要求檢測人員嚴(yán)格遵循，以降低因操作不當(dāng)導(dǎo)致的儀器損壞風(fēng)險。③還需要構(gòu)建完善的設(shè)備維護(hù)體系，設(shè)立專門的設(shè)備維護(hù)崗位，定期對便攜式儀器進(jìn)行性能檢測，如檢查光源穩(wěn)定性、電極靈敏度等，及時更換老化部件。④可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建儀器遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺，實時掌握儀器運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常，能夠遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行應(yīng)急處理或及時安排維修，確保檢測工作不受影響，全面提升便攜式儀器在食品重金屬污染檢測中的可靠性。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，推廣應(yīng)用先進(jìn)檢測方法

為了克服傳統(tǒng)檢測方法的局限性，檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)加大對新技術(shù)的研發(fā)力度，推廣應(yīng)用更為先進(jìn)和高效的檢測方法。①應(yīng)當(dāng)設(shè)立專項研發(fā)小組，聚焦食品重金屬檢測領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究，如將納米技術(shù)與免疫分析相結(jié)合，開發(fā)高靈敏度免疫傳感器。利用納米材料的獨特性能放大檢測信號，精準(zhǔn)捕捉食品中痕量重金屬，為復(fù)雜食品體系檢測提供新手段[9]。②還要積極與高校、科研院所建立產(chǎn)學(xué)研合作聯(lián)盟，借助外部高端科研平臺加速技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，將前沿理論轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的檢測方法。例如，探索基于量子點標(biāo)記的免疫分析技術(shù)，利用量子點獨特光學(xué)性能實現(xiàn)對重金屬的高靈敏檢測[10]。

3.4 加強(qiáng)檢測人員培訓(xùn)，提高專業(yè)能力和素養(yǎng)

為了確保食品中重金屬污染檢測工作的高效性和準(zhǔn)確性，檢測機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)對檢測人員的培訓(xùn)，以提升其專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)。①要構(gòu)建系統(tǒng)全面的培訓(xùn)課程體系，涵蓋基礎(chǔ)化學(xué)知識、儀器分析原理、食品科學(xué)概論以及最新檢測技術(shù)動態(tài)等內(nèi)容，并邀請業(yè)內(nèi)權(quán)威專家錄制線上課程，以便檢測人員能夠隨時學(xué)習(xí)，夯實理論基礎(chǔ)。②要開展實踐操作培訓(xùn)工作坊，模擬各類食品檢測場景，由經(jīng)驗豐富的師傅現(xiàn)場指導(dǎo)，讓檢測人員在實際操作中熟練掌握樣品前處理、儀器操作及數(shù)據(jù)處理技巧。針對肉類食品檢測，應(yīng)特別訓(xùn)練人員處理高蛋白質(zhì)基質(zhì)樣品的方法，以確保檢測精準(zhǔn)。③應(yīng)該完善人員培訓(xùn)考核機(jī)制，定期組織理論與實踐考核，并將考核成績與績效掛鉤，激勵檢測人員主動學(xué)習(xí)。

4 結(jié)語

綜上所述，食品中重金屬污染的檢測面臨多方面的挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與創(chuàng)新，解決這些難題的可行路徑也逐漸明晰。引入自動化技術(shù)、開發(fā)便攜式檢測儀器、推廣先進(jìn)檢測方法的應(yīng)用以及加強(qiáng)檢測人員的專業(yè)培訓(xùn)，均為提升食品重金屬檢測能力提供了有效手段。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，食品重金屬污染的檢測方法將更加精準(zhǔn)，檢測設(shè)備將更加智能化，食品重金屬污染檢測將更加高效、便捷和準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]王智斌，魏萬鴻.食品中重金屬污染危害分析與其檢測方法研討[J].現(xiàn)代食品，2020（24）：219-221.

[2]邊麗娜，馮平，楊艷慧，等.重金屬元素在食品中的檢測及安全控制策略[J].食品界，2024（11）：82-84.

[3]楊海龍，白保勛，劉楠，等.農(nóng)產(chǎn)品重金屬檢測前處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].種業(yè)導(dǎo)刊，2022（5）：3-7.

[4]呂建菁，張揚.食品中重金屬檢測前處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑，2020，31（8）：129-132.

[5]李優(yōu)琴，呂康，倪曉璐，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法測定谷類產(chǎn)品中8種重金屬元素[J].中國無機(jī)分析化學(xué)，2022，12（1）：20-25.

[6]潘淼，李紅蕓.原子吸收分光光度法測定食品中重金屬含量的關(guān)鍵條件[J].現(xiàn)代食品，2022（5）：83-85.

[7]劉明言，石秀頂，李天國，等.電化學(xué)分析方法檢測重金屬離子研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化學(xué)，2023，40（4）：463-475.

[8]胡學(xué)春，任凌云，王麗娟，等.全自動石墨消解法在檢驗糧食中總砷的應(yīng)用[J].糧油食品科技，2021，29（1）：168-172.

[9]袁京磊，李娜.納米金在食品安全檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國食品衛(wèi)生雜志，2024，36（2）：224-230.

[10]蘇丹，吳天琪，楊雨，等.量子點標(biāo)記免疫分析技術(shù)在食品安全檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].食品研究與開發(fā)，2022，43（10）：210-216.

作者簡介：李玉美（1989—），女，甘肅臨澤人，本科，工程師。研究方向：食品檢驗。