食品中重金属污染物检测方法的研究
孙富升
【摘 要】通常情况下，密度大于5g/cm3的金属被称为重金属，如：铅、砷、镉、铜等都属于较为常见的重金属。在食品中，重金属污染物是影响食品质量和安全的重要因素，而重金属污染物又极易出现在食品的生产、制作、运输、包装以及储存等环节中，这些污染物一旦被人体所食用就会给健康带来严重的伤害。论文提出了关于食品中重金属污染物的一些检测方法及检测前的处理方法。
【Abstract】Normally， metals with densities greater than 5g/cm3 are called heavy metals， such as lead， arsenic， cadmium， copper， and so on， which are relatively common heavy metals. In food， heavy metal pollutant is an important factor affecting the quality and safety of food， heavy metal pollutants can also be found in the process od food production， production， transportation， packaging and storage， once eaten， these pollutants can cause serious health damage. In this paper， some methods of detection and treatment of heavy metal contaminants in food are presented.
【关键词】食品；重金属污染物；检测方法
【Keywords】 food； heavy metal pollutant； detection methods
【中图分类号】Q503 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0155-02
1 引言
重金属对人体的危害非常大，其可以使人体的蛋白质发生变形，也能在人体内慢慢积累造成慢性中毒现象，从而引发头晕、头痛、失眠、精神错乱、健忘、癌症等一系列病症。特别是随着中国工业的发展，重金属污染物的排放量越来越大，造成了严重的食品安全问题。因此，对食品中重金属污染物的含量进行检测不仅能保证人们的饮食安全，更能改善我国食品行业的发展现状。
2 我国重金属污染的现状
当前，我国的重金属污染现状十分令人担忧，被重金属污染的耕地面积可达两千万公顷，而我国的耕地总面积大约为18亿亩，重金属污染的耕地面积占总耕地面积的1/6。耕地被污染后，不仅会严重破坏我国的生态环境，影响植物的正常生长，还会间接导致耕地中的农作物中含有重金属元素，降低食品的质量和安全性。受到重金属的污染，我国农作物的产量每年会减少一千多万吨，折合成人民币约200亿，这不仅危害到了人民的身体健康，还对社会经济的稳定造成严重的影响。因此，国家迫切需要加大对食品中重金属污染物的检查力度，为社会的稳定健康发展奠定坚实的基础[1]。
3 重金属检测前的处理方法
3.1 微波消解法
重金属污染物检测前的微波消解法是指利用微波自身能够穿透绝缘体、加热极性液体的特点，将检测样品加入由特殊材质制作而成的消解罐中，然后加入酸性溶液形成强极性溶液，再通过加热使样品在几分钟内快速溶解。与此同时，微波消解法中的消解罐一般都是密封性比较好的，这样不仅可以降低检测样品的挥发损失量，减少酸性溶液的用量，还可以减少加入酸性溶液后排放出来的氮氧化物，从而避免对检测人员和实验室造成损害，提高检测结果的准确性。但是，这种处理方法一次能处理的检测样品数量十分有限，不利于进行大批量检测样品的处理。
3.2 超声辅助提取法
超声辅助提取法是借助超声波的空化作用、热效应以及机械效应等一系列增大介质分子的介质运动速度和穿透力度，加快有效物质的溶解、释放以及扩散，从而达到快速提取和分离的目的。超声波辅助提取法可以分为静态超声提取法和动态超声提取法两种，并且通常在具体的处理过程中使用数控超声波清洗仪作为主要的提取设备，以酶、酸、水等物质作为提取样品的溶剂。这种检测前的处理方法的主要影响因素是电振动强度和频率、检测样品颗粒的大小以及提取样品溶剂的性质等，這种处理方法比较简便、安全、节能、省时，被广泛应用到各种领域中。
3.3 湿法消解法
湿法消解处理方法又被称为湿氧化法或者湿法灰化，其就是将样品放在酸性或者碱性溶液加热的条件下，使其内部的有机质遭到破坏，有机物变成水和二氧化碳以及其他气体，从而达到消解检测样品的目的。湿法消解法是目前分析元素的一种最经济、最有效、最直接的处理手段，基本上适用于所有样品检测前的处理，并且该方法可以同时处理多种样品。但是这种处理方法对操作条件的要求比较高，消耗的试剂也比较多，此外试剂的氧化性和腐蚀性会对容器和检测样品造成污染。
4 食品中重金属污染物的检测方法
4.1 紫外可见分光光度法
该重金属污染物检测方法属于较为早期的、比较常用的一种方法，主要是在光化学性质的基础上设置一种较为简单的仪器。紫外可见分光光度法主要利用显色剂与重金属离子之间的反应，从而形成稳定的络合物，这种络合物可以在吸收特定的波长后产生光谱，然后一定区间内的重金属离子浓度会和吸光度形成一种线性关系，最终测定目标离子的含量。这种检测方法灵敏度较高且便于操作、成本低，非常容易得到普及，但是检测结果非常容易受到显色剂和显色体系的影响，并且显色剂一般都是由有毒物质制成的，通常情况下一次只能测定极少量的样品。另外，分光光度法的检出限比较低，若想更好地运用分光光度法检测食品中重金属污染物的含量，相关人员就要寻找出合适的显色剂，增强体系的吸光度。
4.2 氢化物发生-原子荧光光谱法
这种重金属污染物检测方法是处于原子发射与原子吸收二者之间的一种光谱分析技术，主要是在待测原子吸收一定的光谱辐射能以后，将其激发到高能级，然后再使其从高能级跃迁到低能级，并且发射出特定波长的荧光。检测人员可以通过对荧光光度的强弱分析待测样品的含量。氢化物发生-原子熒光光谱法操作起来快捷、方便，可以用于多种重金属物质的检测，但是不易于检测蒸汽发挥效率较低的重金属元素。因此，在检测这种重金属元素时往往需要加入一些增效剂[2]。
4.3 电化学分析法
电化学分析法就是指利用最基本的电化学技术和原理，并通过对物质的电化学检测来进行重金属的定量分析以及结构分析。这种重金属检测方法具有灵敏度高、成本少、结果准确、检测速度快以及便于推广等特点，并且电化学分析法还可以应用于各种重金属的检测中，重金属污染物的最小检测数量级可以达到10～12mol/L，但是该检测方法的选择性比较差。当前，在测定食品中，镉这种重金属的含量时，比较常用的就是电化学方法中的示波极谱法和溶出伏安法。此外，重金属中的铜和铅的测定也可以使用示波极谱法[3]，而且使用溶出伏安法可以实现茶叶中的铜、镉、铅等重金属元素的同步检测。
4.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法
此种食品重金属污染物检测方法的工作原理就是以电感耦合等离子体为激发光源，从而激发出检测样品中各种成分不同原子之间产生的多种谱线，这样一来，不同谱线自身的波长和长度就可以为检测人员提供重金属含量的判断依据[4]。例如，检测人员可以具体地使用IPC-AES检测法对果蔬中的镉、砷、铅、锡、铜、铬等多种有害重金属进行含量检测。这种检测方法的平均回收率均在91%～107%的范围内，且RSD值都不超过3.5%，测定出的镉检出限最小值为0.03ng/kg。此外，检测人员还可以将微波消解法与电感耦合等离子体原子发射光谱法相结合，处理并检测出冬虫夏草样品中的铜、砷、铅、镉等重金属元素的含量。这两种方法结合在一起可以加快检测的速度，并且可以同时对多个重金属元素的含量进行检测，回收率均在96%～103%之间[5]。
5 结语
综上所述，食品中重金属污染物的检测是十分必要的，检测人员必须掌握合适的样品检测前的处理方法，并从成本、检测速度、难易程度等多方面综合考虑，选择一种科学的重金属污染物检测方法，提高检测结果的准确性，从而为国民的饮食安全以及社会的和谐稳定做出巨大的贡献。
【参考文献】
【1】杨阳，辛嘉英，林凯，等.纳米金检测有毒有害物质的研究进展[J].化学工程师，2015，29（01）：39-43+30.
【2】马兴，张静，陈文硕，等.功能纳米材料在食品污染物检测中应用的研究进展[J].食品安全质量检测学报，2015，6（02）：381-386.
【3】韩恩，李霞，周立娜，等.电化学方法在食品化学污染物快速检测中的研究进展[J].食品安全质量检测报，2014，5（07）：1937-1942.
【4】冷进松，高雪梅，王磊鑫.食品中重金属污染的危害及其检测技术研究进展[J].农产品加工，2015（12）：50-53.
【5】刘道银.中国食品中重金属危害现状及检测技术研究[J].中国农学通报，2016，32（19）：194-198.
【摘 要】通常情况下，密度大于5g/cm3的金属被称为重金属，如：铅、砷、镉、铜等都属于较为常见的重金属。在食品中，重金属污染物是影响食品质量和安全的重要因素，而重金属污染物又极易出现在食品的生产、制作、运输、包装以及储存等环节中，这些污染物一旦被人体所食用就会给健康带来严重的伤害。论文提出了关于食品中重金属污染物的一些检测方法及检测前的处理方法。
【Abstract】Normally， metals with densities greater than 5g/cm3 are called heavy metals， such as lead， arsenic， cadmium， copper， and so on， which are relatively common heavy metals. In food， heavy metal pollutant is an important factor affecting the quality and safety of food， heavy metal pollutants can also be found in the process od food production， production， transportation， packaging and storage， once eaten， these pollutants can cause serious health damage. In this paper， some methods of detection and treatment of heavy metal contaminants in food are presented.
【关键词】食品；重金属污染物；检测方法
【Keywords】 food； heavy metal pollutant； detection methods
【中图分类号】Q503 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0155-02
1 引言
重金属对人体的危害非常大，其可以使人体的蛋白质发生变形，也能在人体内慢慢积累造成慢性中毒现象，从而引发头晕、头痛、失眠、精神错乱、健忘、癌症等一系列病症。特别是随着中国工业的发展，重金属污染物的排放量越来越大，造成了严重的食品安全问题。因此，对食品中重金属污染物的含量进行检测不仅能保证人们的饮食安全，更能改善我国食品行业的发展现状。
2 我国重金属污染的现状
当前，我国的重金属污染现状十分令人担忧，被重金属污染的耕地面积可达两千万公顷，而我国的耕地总面积大约为18亿亩，重金属污染的耕地面积占总耕地面积的1/6。耕地被污染后，不仅会严重破坏我国的生态环境，影响植物的正常生长，还会间接导致耕地中的农作物中含有重金属元素，降低食品的质量和安全性。受到重金属的污染，我国农作物的产量每年会减少一千多万吨，折合成人民币约200亿，这不仅危害到了人民的身体健康，还对社会经济的稳定造成严重的影响。因此，国家迫切需要加大对食品中重金属污染物的检查力度，为社会的稳定健康发展奠定坚实的基础[1]。
3 重金属检测前的处理方法
3.1 微波消解法
重金属污染物检测前的微波消解法是指利用微波自身能够穿透绝缘体、加热极性液体的特点，将检测样品加入由特殊材质制作而成的消解罐中，然后加入酸性溶液形成强极性溶液，再通过加热使样品在几分钟内快速溶解。与此同时，微波消解法中的消解罐一般都是密封性比较好的，这样不仅可以降低检测样品的挥发损失量，减少酸性溶液的用量，还可以减少加入酸性溶液后排放出来的氮氧化物，从而避免对检测人员和实验室造成损害，提高检测结果的准确性。但是，这种处理方法一次能处理的检测样品数量十分有限，不利于进行大批量检测样品的处理。
3.2 超声辅助提取法
超声辅助提取法是借助超声波的空化作用、热效应以及机械效应等一系列增大介质分子的介质运动速度和穿透力度，加快有效物质的溶解、释放以及扩散，从而达到快速提取和分离的目的。超声波辅助提取法可以分为静态超声提取法和动态超声提取法两种，并且通常在具体的处理过程中使用数控超声波清洗仪作为主要的提取设备，以酶、酸、水等物质作为提取样品的溶剂。这种检测前的处理方法的主要影响因素是电振动强度和频率、检测样品颗粒的大小以及提取样品溶剂的性质等，這种处理方法比较简便、安全、节能、省时，被广泛应用到各种领域中。
3.3 湿法消解法
湿法消解处理方法又被称为湿氧化法或者湿法灰化，其就是将样品放在酸性或者碱性溶液加热的条件下，使其内部的有机质遭到破坏，有机物变成水和二氧化碳以及其他气体，从而达到消解检测样品的目的。湿法消解法是目前分析元素的一种最经济、最有效、最直接的处理手段，基本上适用于所有样品检测前的处理，并且该方法可以同时处理多种样品。但是这种处理方法对操作条件的要求比较高，消耗的试剂也比较多，此外试剂的氧化性和腐蚀性会对容器和检测样品造成污染。
4 食品中重金属污染物的检测方法
4.1 紫外可见分光光度法
该重金属污染物检测方法属于较为早期的、比较常用的一种方法，主要是在光化学性质的基础上设置一种较为简单的仪器。紫外可见分光光度法主要利用显色剂与重金属离子之间的反应，从而形成稳定的络合物，这种络合物可以在吸收特定的波长后产生光谱，然后一定区间内的重金属离子浓度会和吸光度形成一种线性关系，最终测定目标离子的含量。这种检测方法灵敏度较高且便于操作、成本低，非常容易得到普及，但是检测结果非常容易受到显色剂和显色体系的影响，并且显色剂一般都是由有毒物质制成的，通常情况下一次只能测定极少量的样品。另外，分光光度法的检出限比较低，若想更好地运用分光光度法检测食品中重金属污染物的含量，相关人员就要寻找出合适的显色剂，增强体系的吸光度。
4.2 氢化物发生-原子荧光光谱法
这种重金属污染物检测方法是处于原子发射与原子吸收二者之间的一种光谱分析技术，主要是在待测原子吸收一定的光谱辐射能以后，将其激发到高能级，然后再使其从高能级跃迁到低能级，并且发射出特定波长的荧光。检测人员可以通过对荧光光度的强弱分析待测样品的含量。氢化物发生-原子熒光光谱法操作起来快捷、方便，可以用于多种重金属物质的检测，但是不易于检测蒸汽发挥效率较低的重金属元素。因此，在检测这种重金属元素时往往需要加入一些增效剂[2]。
4.3 电化学分析法
电化学分析法就是指利用最基本的电化学技术和原理，并通过对物质的电化学检测来进行重金属的定量分析以及结构分析。这种重金属检测方法具有灵敏度高、成本少、结果准确、检测速度快以及便于推广等特点，并且电化学分析法还可以应用于各种重金属的检测中，重金属污染物的最小检测数量级可以达到10～12mol/L，但是该检测方法的选择性比较差。当前，在测定食品中，镉这种重金属的含量时，比较常用的就是电化学方法中的示波极谱法和溶出伏安法。此外，重金属中的铜和铅的测定也可以使用示波极谱法[3]，而且使用溶出伏安法可以实现茶叶中的铜、镉、铅等重金属元素的同步检测。
4.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法
此种食品重金属污染物检测方法的工作原理就是以电感耦合等离子体为激发光源，从而激发出检测样品中各种成分不同原子之间产生的多种谱线，这样一来，不同谱线自身的波长和长度就可以为检测人员提供重金属含量的判断依据[4]。例如，检测人员可以具体地使用IPC-AES检测法对果蔬中的镉、砷、铅、锡、铜、铬等多种有害重金属进行含量检测。这种检测方法的平均回收率均在91%～107%的范围内，且RSD值都不超过3.5%，测定出的镉检出限最小值为0.03ng/kg。此外，检测人员还可以将微波消解法与电感耦合等离子体原子发射光谱法相结合，处理并检测出冬虫夏草样品中的铜、砷、铅、镉等重金属元素的含量。这两种方法结合在一起可以加快检测的速度，并且可以同时对多个重金属元素的含量进行检测，回收率均在96%～103%之间[5]。
5 结语
综上所述，食品中重金属污染物的检测是十分必要的，检测人员必须掌握合适的样品检测前的处理方法，并从成本、检测速度、难易程度等多方面综合考虑，选择一种科学的重金属污染物检测方法，提高检测结果的准确性，从而为国民的饮食安全以及社会的和谐稳定做出巨大的贡献。
【参考文献】
【1】杨阳，辛嘉英，林凯，等.纳米金检测有毒有害物质的研究进展[J].化学工程师，2015，29（01）：39-43+30.
【2】马兴，张静，陈文硕，等.功能纳米材料在食品污染物检测中应用的研究进展[J].食品安全质量检测学报，2015，6（02）：381-386.
【3】韩恩，李霞，周立娜，等.电化学方法在食品化学污染物快速检测中的研究进展[J].食品安全质量检测报，2014，5（07）：1937-1942.
【4】冷进松，高雪梅，王磊鑫.食品中重金属污染的危害及其检测技术研究进展[J].农产品加工，2015（12）：50-53.
【5】刘道银.中国食品中重金属危害现状及检测技术研究[J].中国农学通报，2016，32（19）：194-198.
