食品中重金属超标的危害及检测

蒋忭杨，蒋江宇

(东阳市食品药品检验研究院，浙江东阳 322100)

摘 要：食品安全是一个重要的社会问题，重金属是食品安全的重要组成部分。食品中重金属的检测分析技术主要有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法。本文介绍了每种方法的原理和应用情况，为今后重金属检测技术的发展提供了参考。

关键词：重金属;食品检测;危害

随着人们物质生活水平的提高，严重威胁人们的生命健康和人身安全的食品安全问题引发了社会恐慌，影响了社会的和谐稳定发展。食物是维持人体正常功能的基本物质之一。能源、建筑、交通等行业的粉尘以气溶胶的形式进入食品，导致食品中重金属含量明显超标。另一个原因是，我国在发展中忽视了良好的环境保护工作，导致大气、水和土壤中不同程度的重金属污染，最终影响食品安全。由于严重的食品安全问题，有效监测食品重金属可以避免购买被重金属污染的食品，进而减少重金属中毒事件的发生。重金属具有长期积累和缓慢作用，重金属中毒会对人体造成严重的伤害。

1 食品检测与重金属检测的介绍

食品检验对构建食品卫生体系具有重要的支撑作用。食品重金属检测是食品安全检测的一个重要方面。食品检验与人们的生活以及食品的质量有着直接关系，其可以根据相关标准评估食品的状况。目前使用的食品检验体系正在形成，使用的相关技术也比较成熟。食品检验过程主要应用化学和生化知识，将基础理论与相应技术结合，检测食品原料、成品、副产品和其他相关农产品。根据相关标准对副产品的质量进行检查和评估，以确定产品是否合格。食品检验内容包括感官检验、食品中相关营养素检验、食品中有害物质检验等。在我国食品管理体系不断完善的过程中，食品检验方法也得到了改进。因此，我国已经确定了相关检验指标，且对食品检验提出了较高要求。这些指标包括成分分析、农药残留分析、食品添加剂分析等。不同的检测方法有不同的检测指标，因此不仅要注意检测的数值和指标，还要注意检测方法，只有更可靠的检测方法，才能更可靠地保证产品的质量。仪器分析是除常规分析方法外常用的检测方法，可以利用分光光度法和原子荧光光谱法等化学方法分析相关数据[1]。

2 食品重金属发展现状及意义

2.1 食品检测的发展现状分析

食品检测的发展与完善是近年来的重大研究课题之一，更是关系到人们生活发展的一大因素。最广义的食品检测内容包括对食品质量和变化的调查和评价。目前，我国食品企业对于食品质量的相关检测技术研究相对来说已经成熟，但是在市场经济快速发展的情况下，我国食品检验制度仍存在一定的滞后性，食品安全问题仍处于高发阶段，危害着人们的生命安全。作为食品安全管理的重要组成部分，食品检验非常重要，其可进一步解决我国食品检验标准和设备落后问题，进而积极推动食品安全技术发展，规范生产经营合作，切实提高食品检验质量和效率，加强安全保障。因此，促进食品检验研究，关注食品安全检验技术的发展，是当前的重要课题[2]。

2.2 重金属检测在食品检测中的意义

重金属定量检测技术作为各类食品定量检测的重要技术组成的一部分，有助于我国建立与完善各类食品定量检测技术体系。重金属定量检测的主要目是用于检测含有汞、镉、铅、铬和砷等类重金属或其他类型重金属，也可能包括铜、锌、镍、钴和锡等某些认为有毒的重金属。这些重金属对所有生物体的生命安全都具有一定的负面影响。因此，避免这些重金属的过量摄入一直以来是目前人们非常关注的热点问题之一。随着近来我国食品系统的快速发展，人们正在大力推动我国食品生产加工工业自动化的快速发展。在这个发展过程中，各种微量的重金属元素会逐渐渗入各类食品，并对人体产生危害。

3 常用检测方法

3.1 紫外可见分光光度法

紫外可见分光光度法最初是比较常用的检测食品重金属的方法，紫外可见分光光度法是在190～800 nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。当光穿过被测物质溶液时，物质对光的吸收程度随光的波长不同而变化。因此，通过测定物质在不同波长处的吸光度，并绘制其吸光度与波长的关系图即得被测物质的吸收光谱。这种检测方法灵敏度高、操作简单、成本低，但检测结果易受着色剂或色系的影响，且通常含有有毒物质。在这种情况下，一次只能测量很少的样品。此外，分光光度法的检测限相对较低。若要使用分光光度法来充分地检测食品中的重金属含量，则该方法必须找到合适的显色剂，以增加系统的吸光度。

3.2 氢化物发生-原子荧光光谱法

该种重金属污染物的检测方法是介于原子发射和原子吸收之间的光谱分析技术。其主要用于被测原子吸收特定光谱辐射能后，由高能级跃迁到低能级，激发到高能级，从而发出特定波长的荧光，检验员可以通过荧光强度分析被测样品的含量。氢化物析出原子荧光光谱法虽然操作快捷方便，可用于各种重金属物质的检测，但检测重金属元素含量低的食品并不容易。因此，在检测这些重金属元素时，需要加入一些增效剂[3]。

3.3 电化学分析法

电化学分析法是指利用最基本的电化学方法和原理，对物质进行电化学检测，对重金属进行定量分析和结构分析。该种检测方法具有灵敏度高、成本低、结果准确、检测速度快、简便易行等特点。电化学分析方法也可应用于各种重金属的检测。虽然重金属污染物的最低检测阶数可以达到10～12 mol/L，但是这种检测方法的选择性比较低。目前，测定食品中镉等重金属含量，比较常用的电化学方法有示波极谱法和溶出伏安法。此外，示波极谱法还可用于测量重金属中的铜和铅，溶出伏安法可以同时检测汽车中的铜、镉和铅等重金属元素[4]。

3.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法的工作原理是利用电感耦合等离子体作为激发光源，激发测试样品中各种元素和各种原子之间产生的各种谱线。因此，不同谱线的波长和长度本身可以为检查员提供确定重金属含量的依据。例如，检验人员可以使用IPC-AES检测方法专门检测水果和蔬菜中镉、砷、铅、锡、铜和铬等各种有害重金属的含量。该检测方法的平均回收率为91%～107%，RSD值不超过3.5%，镉的确定最低检测限为0.03 ng/kg。

4 重金属检测的前处理方法

4.1 微波消解法

微波消解法是将样品置于密封的聚四氟乙烯消解管中，微波加热，完成有机质分解的工作。同时，微波消解法的消解罐一般是密封的，可以减少试样的挥发损失，减少酸溶液的用量，也可以减少加酸后释放的氮氧化物。避免对溶液、检验员和实验室造成损害，并提高测试结果的准确性。但是，这种处理方法无法处理大量的测试样本，因为一次可以处理的测试样本数量非常有限[5]。

4.2 超声辅助提取法

超声波辅助提取法是利用一系列超声波空化效应、热效应和机械效应，增加介质的运动速度和介质分子的渗透，加速活性物质的溶解、释放、扩散，实现快速萃取分离。超声辅助提取可分为静态超声提取和动态超声提取。在某些工艺中，通常采用数控超声波清洗单元作为主要提取单元，酶、酸、水等物质作为提取样品。这种预检测处理方法的主要影响因素是电振荡的强度和频率、样品颗粒的大小以及样品提取溶剂的性质。这种处理方法比较简单、安全、节能、省时，用途广泛。

4.3 湿法消解法

湿法消解法也称为湿氧化法或湿灰化法，样品在强酸、强氧化剂并加热的条件下，有机质被分解，其中碳、氢、氮以C02、H2O和氨的氧化物等形式挥发逸出，无机盐和金属离子则留在溶液中，湿法消解法是目前最经济、最有效、最直接的元素分析处理方法。其适用于在测试前处理所有样品，并且可以同时处理多个样品。但该处理方法对操作条件要求较高，试剂消耗较多。此外，试剂的氧化性和腐蚀性会污染容器和测试样品。

5 提高食品抽样检测效率的对策

当人体摄入重金属元素时，人体并不会立即产生不适症状，因为重金属在进入人体细胞内有一定不同程度的氧化积累。长期大量食用一些含有重金属元素超标的同类食品，会直接使人体各器官中的组织功能受到严重损害，甚至会造成不可逆的伤害。因此，相关部门有必要不断加强检测食品中的重金属元素含量的风险意识，防止含重金属元素超标的食品产品大量上市，保障消费者的人身健康和安全。食品中的重金属元素的总体含量出现超标时,就可能会直接引起慢性食物中毒。因此，若要有效解决食品重金属元素污染问题，首先必须要从源头上对食品重金属元素污染问题进行有效的监督管理，并加以预防。对此，相关部门要建立明确、健全的风险预警监控机制，采用各类食品重金属含量检测监控技术，科学合理地进行安全预防监控工作。同时，当前我国科技进步，食品安全中的各种重金属含量检测监控技术正逐步向质量高、灵敏度、智能化3大方向快速发展，对人们的健康具有重要意义。

5.1 加强食品检验人员培训，提高整体素质

进一步增强食品抽样检验的安全性和可靠性，需要加强食品检验人员的培训，提高其专业素质[6]。因此，食品检验部门和单位必须积极开展相关的食品检验培训和活动，所有员工必须有效地了解与领会食品抽样标准和要求，明确各种抽样检验方法、技术标准和要求，确保食品样品运输的合理化，并有效提高食品样品抽取的有效性和代表性。食品检验部门也可以邀请食品检验专家进行相关的食品检验培训和指导。食品抽样检验人员能够认识到工作中的不足，不断提高整体质量。同时，我国还需要提高和确保检测的严格性和效率，促进未来我国食品取样和检验业务的可持续发展。

5.2 科学取样

食品样品对最终食品检测的结果有非常重要的影响。在选样过程中，相关食品检验人员必须严格坚持食品抽样原则，进行随机抽样，确保提取过程的标准化和通用化。同时，在选样过程中必须有效控制各种因素。

5.3 加强食品安全监测和研究

无论从食品生产到市场的联动，相关食品监管部门都必须按照国家公布的相关政策和指南，加强食品安全管理，按时协调完善检验作业。随着我国经济发展水平的不断提高，食品安全受到人们越来越多的关注。同时，食品企业需要提高检测技术和水平以及食品安全检测的计算机化、高效化和技术化。因此，相关研究人员必须加强食品安全监测和研究，不断提高我国的食品检验能力和标准。

5.4 保证食品检测试剂的合理性

在食品检验过程中，有必要减少化学试剂对检测结果的影响。选择检测试剂时，应特别注意检测试剂的有效期、操作环境和浓度。检测试剂若不符合测试要求和标准，会对食品检验的化学反应产生负面影响，并导致食品检验结果出现误差。因此，相关人员有必要保证食品检测中使用的检验试剂的合理性。

5.5 不断完善食品安全监管体系，加强食品生产过程监管

进一步加强食品检验管理，需要不断完善食品安全监测体系，加强食品生产过程的监测管理。食品生产企业需要搭建科学有效的食品安全管理平台，做好相关食品检验的统一准备，建立专门的食品安全指导小组，在食品安全生产和检验中发挥主导作用。食品监管部应建立健全的食品安全监管制度，严格执行食品检验监管任务，有效协调跨职能计划，让每位员工各司其职。

6　结语

关注食品安全就是关注人类健康。食品中的重金属污染会导致人们慢性中毒。解决食品中的重金属污染问题需要注重预防。这意味着控制污染源，防止被重金属污染的食品进入流通环节。相关部门要有效建立完善的食品重金属预警机制，应用科学高效的检测技术，在检测食品重金属污染前采取相应措施。除上述通用的检测方法外，近年来，随着质谱等新兴技术的应用和发展，食品中重金属的检测正逐步从常规化检测转向高灵敏度检测。因此，食品重金属检测是非常重要的，检测人员在检测前必须掌握合适的样品处理方法，综合考虑成本、检出率和检测难度，选择科学的方法。新的重金属污染物检测方法提高了检测结果的准确性，极大地促进了人们的饮食安全和社会的和谐稳定。

参考文献

[1]张建,田志强.电感耦合等离子体质谱法检测白酒中28种元素[J].食品科学,2013,34(22):257-260.

[2]杨永利,杜鹏飞,吴卫宇,等.电感耦合等离子体质谱法测定白酒中锰含量[J].酿酒科技,2011,11(209):117-119.

[3]解楠,徐红斌,胡其敏,等.微波消解-电感耦合等离子体-质谱和原子荧光光谱测定海产品中总砷含量差异的研究[J].光谱实验室,2011,28(2):645-649.

[4]梁文革,杨君,高涛,等.陕西省宝鸡市食用菌铅、镉含量测定及污染的风险评估[J].医学动物防制,2020,36(6):527-529.

[5]张艳,王琦,陈也然,等.微波消解-原子荧光光谱法测定云南食用玫瑰中重金属元素[J].食品研究与开发,2019,40(23):185-190.

[6]董丹丹,周谦,张宜明,等.基于电感耦合等离子体质谱检测市售大米中22种元素[J].安徽农业科学,2020,48(5):201-205.

作者简介：蒋忭杨(1993—)，女，浙江东阳人，本科，助理工程师。研究方向：食品中重金属的检测。