原子吸收光谱法在食品重金属检测中的运用研究

郝丽红

大同市质量技术监督检验测试所 山西大同 073000

重金属超标问题带来的不仅仅是环境污染，其对人类的健康也带来了威胁，人体内重金属累积达到一定数量时，重金属就会产生本质性的变化。而在日常生活中，食品是重金属依附的主要载体，很多食品中都含有汞、铅、铬、砷等重金属元素。通过国家权威部门的实验验证，当人体内重金属含量超标后，人体的神经系统、呼吸系统就会遭受破坏，导致血管产生疾病。而重金属含量过高还容易引发人体重金属中毒，刺激消化功能与吸收系统。所以，食品的重金属检测一直是国家控制食品安全的重点，常使用的方法有多种，但是原子吸收光谱法以其具备的效率高、准确性好、选择好、检出限低等优势应用最为广泛。

1 原子吸收光谱法概述

原子吸收光谱法在对食品中重金属进行检测过程中，其主要是通过气态原子能够吸收一定波长范围内的光辐射，这种光辐射被吸收后，其气态原子的外层电子会产生反应，能够从基态跃迁到激发状态，从而根据不同的状态与现象进行判断。但是原子中电子在能级上存在差异，所以检测中会对波长范围内的辐射光进行选择性的共振吸收，共振吸收的辐射光刚好能够满足原子被激发的需求，从而也会产生相等的发射光谱波长，而这也是检测判断的主要依据[1]。根据测定元素的不同对原子吸收光谱法进行划分，主要有三种类型：第一种是火焰原子吸收光谱法、第二种是石墨炉原子吸收光谱法、第三种是氢化物发生原子吸收光谱法。具体的选择要根据测定食品类型以及检测条件的要求来决定。

检测主要适用到的仪器是原子吸收光谱仪，这种仪器的操作简便，但是根据测定物的不同需要阴极灯、灯电流值、狭缝宽度等其它要素的配合来测定，如果在需要检测多种数量级或想获取较高的检测质量，需要对检测物品进行预处理，并提升进样技术水平。虽然目前在客观条件上还受一定的限制，原子吸收光谱法在测定难溶元素时灵敏度还有较高的提升空间，但是相比较其它检测方法，其应用范围较为广阔，而且检测结果的精准度高、回收率高、误差小。因此，在肯定原子吸收光谱法优势的同时，也要看到其存在的不足，在检测中尽量避免其劣势产生作用，如果检测样品相对复杂，要提前进行干扰处理，避免对检测结果产生影响。

2 在粮食检测中的运用

粮食的重金属来源主要是肥料、农药以及客观环境，如土壤、水源、大气环境等，在这些因素中重金属含量过高会限制农作物的生长，影响粮食最终产量，而且通过生物界的食物链，重金属会在食物链中不断积累、传播，从而导致程度加深，最终使粮食中含有大量的重金属元素，一旦人类服用，就会有中毒致死的危险。我国相关研究部门采用原子吸收光谱法对幼儿常食用的20多种农作物进行了重金属元素检测[2]。具体结果如表1所示。从表中数据可以看出，有乳婴儿粮食中的重金属含量明显高于无乳婴儿重金属含量，检测中也利用了其它检测方法，但检测出的有效结果较少，而且准确率与原子吸收光谱法相比较低，因此，可以看出原子吸收光谱法在粮食重金属检测中具有一定的优势。

表1 婴儿食用农作物重金属含量检测结果

3 在蔬果检测中的运用

蔬果中重金属的主要来源是肥料、农药，不合理的用药不仅会导致蔬果的生长质量下降，药物中不健康成分也会残留在蔬果中，对食用人体健康造成危害。将原子吸收光谱法应用到蔬果重金属元素检测中能够有效的对蔬果中铅元素、铬元素进行检测，并通过使用不同体积的硝酸消解液对检查结果进行检测，差距较小，可以判定检测结果可靠度较高。例如，利用石墨炉原子吸收光谱法对西红柿、辣椒等两种蔬果中的镉、铬、铜、锰、铅五种元素含量进行检测，检测前通过闭口微波消解方法对样品进行处理，使用的消解液为不同体积硝酸与过氧化氢，最终检测结果出现了不同情况，如图1所示，在硝酸为6mL、过氧化氢2mL时，检测结果最为稳定且为最大值。当实验处于最佳条件时，铅、铬、镉检出限为0.293μg/L、0.037μg/L、0.850μg/L，相对标准差处于2.1%-5.3%范围内，回收率处于95.0%-101.9%范围内。

图1 不同消解液用量对辣椒和西红柿样品微波消解的影响

4 在海产品检测中的运用

海产品主要来自我国沿海地区，其重金属的主要来源是水体，由于近年来工业化、城镇化进程不断加快，我国水体污染越来越严重，很多近海海域中的生物以及植物都含有较高的重金属元素。我国科研人员通过对普通食物与海产品重金属检测时发现，海产品的重金属含量要远远超出蔬果、粮食，其中汞元素、镉等含量最为明显。因此，为了加强保护食品安全，以鱼类、贝类对重金属十分敏感的食物为检测对象，分析鱼类、贝类体内的重金属元素以及含量，从而确定准确的重金属来源渠道。例如，顾佳丽通过石墨炉原子吸收光谱法对我国辽西地区常见食用鱼的肉、内脏、鳃等组成部分进行了镉、铜、铁、锌、铬、铅六种元素含量检测，检测结果显示出，这六种元素含量在内脏器官中的含量要明显高于鱼肉。

另外，贝类也是人类日常生活中主要食用的海产品，通过检测发现，贝类的重金属含量更高，为此，也将贝类作为我国食品重金属检测的重点对象。王军等人通过原子洗手法对养殖虾夷扇贝中的镉、铅、铜、锌四种元素含量进行了检测，检测结果显示，闭壳肌中铅与镉的含量相对较低；而虾夷扇贝内脏中的铅含量处于50%左右，镉占比重高达85%[4]。

5 在肉制品中的运用

魏刚才等人选择野猪肉与家猪肉利用原子吸收光谱法对猪肉中铜、锌、铁、钙四种元素含量进行检测，通过检测结果发现，这四种重金属元素在家猪肉与野猪肉中都广泛存在，其中，这四种元素在野猪肉中的含量要明显高于家猪肉；刘立行等人又利用悬浮液技术与非完全消化法对猪肝进行了检测，能够快速检测出其中的锌含量。方法的线性范围处于0μg/L-10μg/L范围内，相对标准差为2.64%，且回收率可达到98%以上[5]。

6 结语

综上所述，原子吸收光谱法在食品重金属检测中具有不可比拟的优势，能够准确的测量重金属含量，而且操作便捷、灵敏度高，但仍然存在可提升的空间，这也需要我国科研人员不断提升原子吸收光谱法的水平与科技含量，使其适用于更广阔的范围，为食品安全提供更精准的检测数据。