虾中重金属含量的分析检测*

胡晓锋

(南京晓庄学院,江苏 江阴 214423)

虾中重金属含量的分析检测*

胡晓锋

(南京晓庄学院,江苏 江阴 214423)

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法 (inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry)检测虾中 Cu、As、Cd、Cr、Pb这五种重金属元素的含量.初步研究表明用该法测定虾中的重金属元素含量的可行性,可靠性和准确性都比较高.所测定的 5种元素,在虾中含量的高低趋势与文献几乎一致.进一步表明该法具有操作简便、快速、准确、灵敏、重复性好等优点.对虾中重金属元素进行分析检测,对建立起安全、科学的食用虾体系有着指导性作用.

虾;重金属;电感耦合等离子体原子发射光谱法

食品中重金属的测定,一般多采用吸光光度法、原子吸收光谱法、离子色谱法及电化学法.电感耦合等离子体原子发射光谱法能同时或顺序地快速测定多种元素,具有检出限低、干扰少、精度高、分析速度快、灵敏度高 (可检出 ng/ml级含量)、分析动态范围小 (工作曲线的直线范围可达 4-5个数量级)、基体效应小、线性范围宽等优点[1].目前已广泛用于金属、矿产品、食品类、化学化工类元素的分析[2,3].

虾具有超高的食疗价值,并用做于中药材.河虾广泛分布于我国江河、湖泊、水库和池塘中.河虾 (又称青虾,学名叫日本沼虾 (Macrobranchium nipponense)),是优质的淡水虾类.它肉质细嫩、味道鲜美、营养丰富,是高蛋白低脂肪的水产食品,颇得消费者青睐.对虾 (Penacus orientalis),学名东方对虾,又称中国对虾、斑节虾.腹部较长,肌肉发达,分节明显.虾的营养价值极高,不管何种虾,都含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素等营养成分,同时含有丰富的微量元素.在富含的微量元素中除了包括龙虾自身生长发育所必需的元素外,也包括一些有害的重金属元素.重金属是指密度 40以上约 60种元素或密度在 50以上的 45种元素.环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物[4].重金属污染具有持久性、隐蔽性、不可逆性.水产虾类是人类所需蛋白质的主要来源之一,虾类长期生活在低浓度的微量元素水域中.随着工业化程度的不断提高,重金属离子通过工业废水和生活污水等进入地表水,日积月累,某些重金属元素将会在虾体的组织器官中高度地积蓄.人类食用虾后,虾体内富集的重金属元素转移并蓄积于人体的不同组织器官中,引起慢性损伤.大量研究表明,铅对所有的生物均有毒害作用,损害动物及人体的血液系统、消化系统、神经系统和肾脏等,其中以对骨髓造血系统和神经系统的损害最为严重.铬主要蓄积于动物的肝脏和肾脏中,具有致癌、致畸、致突变作用,某些铬化合物可导致肺癌,称为铬癌.锡危害最严重的事件要属发生在日本神通月流域的骨痛病.砷属于类金属,也可产生“三致”作用.因此食品安全是广泛而深层次存在的敏感问题,是人类不明原因疾病和某些癌症发病率上升的根结,是造成广泛的人群出现亚健康状态的重要诱发因素.

虾产业的前景广阔,但是也遇到很多问题,其中有害重金属的污染就是关键的一点.随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,水产品的质量安全问题也引起广大消费者的关注和担忧.本文通过对河虾和对虾的肌肉中重金属元素检测和分析,旨在为虾的食用安全提供一些依据.

1 材料和方法

1.1 虾的采集市场上随机购买的鲜活的对虾与河虾两种虾,采集后及时用保鲜膜包装后放冰箱保存.

1.2 实验试剂和材料 硝酸 (超纯)、高氯酸 (超纯)、双蒸水、高纯氩气 (质量分数 w>99.99%)1

1.3 主要实验仪器 电感耦合等离子体原子发射光谱仪(美国 Leeman公司)、电热板、电子天平 1

1.4 样品分解称取鲜虾尾部 (去皮)可食部分约 1g,放入25ml烧杯中,加入 5ml硝酸,盖上玻璃片,放置过夜,次日放置在电热板上以 100℃加热消化样品,待大部分样品消化后,加入 0.5ml高氯酸,调至 140℃加热、消解,待样品完全消化到白烟冒尽,残渣变为白色.用 7%的盐酸溶解提取,定容至 10mL,摇匀,静置后待测.

1.5 测试方法电感耦合等离子体原子发射光谱法以射频发生器提供的高频电磁能,通过线圈耦合到有氩气气流的炬管,从而产生等离子体,I CP-AES就是以等离子炬作为激发光源,使样品中各成分的原子被激发并发射出特征谱线,根据特征谱线的波长和强度来确定样品中所含的化学元素及其含量.

2 结果与分析

2.1 河虾与对虾体内重金属含量

由测定计算可以得出:在河虾中,未检出 Cd的含量;Cu检测出的平均含量为 11.56ug/g;As检测出的平均含量为 1.33 ug/g;Cr检测出的平均含量为 0.05 ug/g;Pb检测出的平均含量为 0.13 ug/g.在对虾中,Cu检测出的平均含量为 14.03 ug/g;As检测出的平均含量为 2.26 ug/g;Cd检测出的平均含量为 0.003 ug/g;Cr检测出的平均含量为 0.08 ug/g;Pb检测出的平均含量为 0.07 ug/g.参照无公害食品水产品中有毒有害物质限量相关标准可知:河虾与对虾中检测出的 Cu、Cd、Cr、Pb的含量均没有超标,As的含量有些异常.

重金属砷进入水生生态系统后,分布于水生生态系统的各个组分中,对生态系统各组分产生影响.从重金属进入虾体的途径看,最主要是通过呼吸作用由鳃和通过食物由消化道进入,然后通过血液传递到各个器官,还可通过渗入等次要方式进入体内[5].砷侵入人体后,除由尿液、消化道、唾液、乳腺中排泄外,就蓄积于骨质疏松部、肝、肾、脾、肌肉、头发、指甲等部位.砷作用于神经系统、刺激造血器官,长时期的少量侵入人体,对红血球生成有刺激影响,长期接触砷会引发细胞中毒和毛细管中毒,还有可能诱发恶性肿瘤.

2.2 精密度的分析

精密度是指在确定的条件下,将测试方法实施多次,求出所得结果之间的一致程度.精密度的大小常用偏差表示.

在偏差的表示中,用标准偏差更合理,因为将单次测定值的偏差平方后,能将较大的偏差显著表现出来.

用平均偏差在某些情况下不能反映出客观情况,而用标准偏差来判断.在一般情况下,对测定数据应表示出标准偏差或变异系数.

选取对虾的 6次平行测定分析可知:Cu327、As189、Cd214、Cr267、Pb220的相对标准偏差分别为 0.026、0.089、0.000、0.088、0.395.除 Pb之外 ,其它的符合测定的要求.样品标准差除 Cu、As大于 0.1,其它的都很小.样品标准偏差小,可知测定的紧密度较高,所以准确度和精密度均能满足分析要求.

3 结论

(1)重金属污染因其难降解、易富集、难去除等特点.已经成为目前严重危害环境和人类健康的最主要的污染物之一.不同种类的虾由于生活习性的差异以及生物体本身的不同特性,对金属元素的富集存在一定差异.生物体内不同重金属含量不同,表明同种生物对不同的重金属含有不同的蓄积能力.

(2)通过对本次样品虾的尾部肌肉中 5种主要重金属进行测定分析,结果表明这 5种重金属在虾中均有一定的残留量,而且部分检测样品中发现砷的含量异常,可能是由于水体受到污染或者方法上的误差所导致,有待作进一步的研究.

(3)电感耦合等离子体发射光谱测定虾样品中 5个元素组分的方法具有准确度高、分析时间短、易于流程操作等特点,适于大批量样品中主量、微量和痕量的多元素分析.

[1]GarciaM A,A loA lonso J,Fernandez M L,et al.Lead con2 tent in edible wild mushroom s in northwest Spain as indi2 cator of environment con2tam ination[J].A rch ives of En2 vironm ental Con tam ina tion and Toxicology,1998,(34):330～335.

[2]MelgarM J,A lonsoJ,Perez-LopezM,et al.Influence of some factorsin toxicity and accumulation of cadm ium from edible wild macro-fungiin northwest Spain[J].J.Envi2 ron.Sci.Health.1998,B33(4):439～455.

[3]Lind Y,Glynn A W,Engman J,et al.B ioavailability of cadm ium fromcrab hepatopancreas and mushroom in rela2 tion to inorganic cadm ium:A9-week feeding study in m ice[J].Fd Chem.Toxic.1995,33(8):667～673.

[4]K.Chandra Sekha,N.S.Chary.Fractionation studies and bicaccumulation of sediment-bound heavy metals in Kolleru lake by edible fish[J].Environmental Internation2 al.2003,(29):1001～1008.

[5]NottJA.Cyto logy of pollutantmetal inmarine invertebrate a review of micro analytical applications[J].ScanMicro,1991,(5):191～120

Q58

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2011-04-12