水产品中重金属的污染现状及其检测技术的研究

吴嘉文，漆亚乔，苏燕瑜

（广州市食品检验所，广东 广州 511400）

0 引言

水产品是海洋和淡水渔业生产的水产动植物产品及其加工产品的总称，包括鱼、蟹、虾、贝类、藻类、海兽等捕捞和养殖的新鲜水产品，还有以新鲜水产品为原料经过干制、盐渍、熏制、冷冻、熟制加工而成的产品。水产食品含有丰富的营养成分，风味各异。它含有多种营养物质，包括高质量的蛋白质、碳水化合物、脂肪，以及多种人体不可缺少的维生素和无机盐，因此水产品是深受人们喜爱的食品。而现代工业的发展导致各种重金属排入河流、湖泊、海洋，水质问题日益严重，重金属会通过食物链的富集作用沉积在人体内，过度摄入必然会对人们的生命健康产生威胁。因此，对水产品中重金属的污染现状及其检测技术进行探讨研究，具有一定的现实意义。

1 水产品中重金属的污染现状

1.1 重金属的来源

水产品重金属污染来源主要分为2类：外源性污染和内源性污染。外源性污染主要有水质带来的污染、底泥带来的污染。内源性污染主要有饲料带来的污染、药物带来的污染。例如，特殊地质下的重金属污染，该污染现象基本上发生于比较特殊的地质区域（海底火山附近的区域）。这些地质条件比较特殊的区域，地质成分里面富集了很多含量比较高的重金属元素，这部分重金属元素就会逐步渗透进动物、水源里面。另外，人为因素也会造成重金属污染，该污染问题基本上出现在工业生产周边的区域，工业生产排放的“三废”对环境所带来的污染，以及对周边土壤、水源所造成的污染。还有饲料、鱼药的投放导致的重金属污染。水产饲料中的重金属元素主要有镉、铜、铅、汞、铬等[1]。不合理地投放含有高剂量重金属的饲料会导致重金属在水生生物体内富集，进而转移到人体内。

1.2 重金属的种类及危害

1.2.1 铅

水产品中的铅污染主要来源于工业产品，包括蓄电池、管道、油漆、弹药、焊料、黄铜制品等。通过废水排放、雨水冲刷等途径转移到水体，还有含铅汽油废气的排放，通过雨水流入水源，使水产品产生污染。铅及其化合物如果进入人体，会作用于人体的各系统和器官，包括心血管系统、泌尿系统、消化系统、神经系统、造血系统、生殖系统、免疫系统和内分泌系统等。如果含量过高会发生铅中毒。铅对成人和儿童均有危害，成人胃肠道铅吸收率为5%～10%，婴幼儿和儿童的胃肠道吸收率可达42%～50%[2]。对于成年人，铅的入侵会破坏神经系统，引起周边神经麻痹、运动神经元病变，如肢体酸痛、肌肉无力。当它侵害消化系统时会引起食欲不振、便秘、消化道溃疡等，还会影响生殖系统、内分泌系统和骨骼的造血功能，进而出现头晕、乏力、贫血、免疫力低下、月经不调等症状。对于儿童，铅会影响大脑造成智力低下，由于大脑正在发育并且神经系统处于敏感时期，因此在同一铅环境中吸入量比成年人高几倍。铅的过度入侵会导致儿童智力低下、注意力涣散、记忆力减退、发育迟缓、运动失调、反应迟钝、食欲不振、便秘、腹泻等。严重时可出现狂躁、谵妄、脑神经瘫痪等脑组织损伤表现，可能会导致终身残废。

1.2.2 镉

水产品中的镉污染主要来源于地壳和工业污染。冶金、冶炼、陶瓷、电镀工业及化学工业（如电池、塑料添加剂、食品防腐剂、杀虫剂、颜料） 等排出的“三废”，这些废水、废气、废渣排入环境中，污染水源和土壤。镉可通过食物链和生物的富集作用产生蓄积，进入人体后引起慢性中毒。镉在人体内的生物半衰期长达10～30年，是已知的最容易在体内蓄积的毒物[3]。长期摄入含镉食品，可破坏肾脏、肝脏等器官中酶系统正常的生理功能，导致蛋白尿、氨基酸尿、高血压和心血管病。另外，由于镉离子将骨质磷酸钙中的钙离子置换出来，使骨骼严重缺钙，导致“骨痛病”“软骨病”。甚至，镉与锌蛋白酶反应，把锌置换出来，导致人体内缺锌，引起食管炎、胃炎等消化系统疾病。

1.2.3 砷

水产品中的砷污染主要来源于杀虫剂、除草剂等农药。当水源受到砷污染，水中的砷化物含量增高，就有可能导致砷中毒，其中最常见的污染物是砷酸盐与亚砷酸。一般来说，无机砷比有机砷的毒性大，三价砷比五价砷的毒性大。砷的氧化物（如三氧化二砷） 和盐类绝大部分属高毒物质。三氧化二砷与人体细胞中的钾结合细胞中酶的活性被降低，影响细胞的正常代谢。而砷化氢则属剧毒物质，是目前已知的砷化合物中毒性最大的一个。砷化氢会与红细胞结合使细胞发生病变，从而引起组织器官病变。过量的砷会损害人体的肝脏、肾脏、消化系统、呼吸系统、神经系统等。另外，砷还对呼吸道和皮肤有刺激作用。

1.2.4 汞

水产品中的汞污染主要来源于污染灌溉、煤炭燃烧、汞冶炼厂、汞制剂厂（仪表、电气、氯碱工业） 的排放。水中的厌氧生物可把无机汞转化为剧毒的甲基汞，由于甲基汞具有脂溶性这一特性，水环境中的甲基汞化合物可被水生生物直接吸收和富集，还可通过食物链转移和富集，逐级在较高的生物体内成千上万倍的富集起来，对人体健康的威胁也越来越大。汞对人体的损害以慢性神经毒性居多，急性中毒为少数，主要表现为神经受损或肌肉运动不协调、颤栗、癫痫发作等。水俣症就是由于含汞废水污染所造成的中枢神经汞中毒病症。

2 水产品中重金属的检测技术

2.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是依据被测元素处于气态的基态原子对相对应的原子共振辐射线有吸收作用，根据吸收强度来定量元素含量的检测方法。该方法分为火焰原子吸收光谱法（FAAS） 和石墨炉原子吸收光谱法 （GFAAS）[4]。火焰原子吸收光谱法操作便捷、准确度较高、抗干扰能力强、稳定性好，但雾化效率较低，不适用于痕量重金属的测定。石墨炉原子吸收光谱法在食品中重金属的痕量检测最为常用，该方法灵敏度高，但需要在实际样品检测中加入基体改进剂，以消除基体干扰。原子吸收光谱法的缺点是不能同时分析测定多种元素。

2.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是通过测量在辐射能激发下待测元素的原子蒸汽产生的荧光，根据荧光发射强度来定量元素含量的方法。当原子蒸汽受到具有特征波长的光源辐射时，其中一些自由原子由基态跃迁到激发态，然后去活化由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光。食品中的砷、汞、锡等重金属都可用该法检测[5]。该法检出限低、灵敏度高、发射谱线较简单、干扰小、线性范围宽。但存在荧光淬灭效应、散射光干扰问题。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法是以等离子体为激发光源的发射光谱分析方法，样品由载气引入雾化系统被雾化后以气溶胶形式进入等离子体的轴向或径向通道，在高温和惰性气体中被蒸发、原子化、电离和激发，根据激发态的原子或离子返回基态时所发射的特征谱线来定性分析和定量分析。该方法适合于从痕量到常量的元素分析，动态线性范围宽、分析精度高、稳定性好、分析速度快，但雾化效率低、氩气消耗大。

2.4 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法是指样品在氩气作为载气的推动下以水溶液的气溶胶形式进入等离子体后，经一系列过程被离子化，形成一个带正电荷的离子，根据选择不同质荷比来检测某些离子的强度，检测器将离子转化为电子脉冲，从而计算物质的浓度。与其他方法相比，该方法可进行多元素快速分析，具有动态线性范围宽、检出限低、速度快等特点。但此法运行费用高，样品介质的影响较大，电感耦合等离子体高温引起化学反应的多样化，经常使分子离子的强度过高，干扰测量。

3 结语

我国是水产品出口大国，水产品产业对我国经济发展有着重要贡献。但水污染现状尤其是重金属污染问题的日益严重，受到全社会的关注。“民以食为天”，受到重金属污染的水产品流入市场会危害消费者健康。我国的相关监管部门已定期对各种流通渠道的水产品进行抽检，尤其对容易富集铅、镉、砷、汞的品种进行大力监测。人们在食品安全检测的可靠性方面提出了越来越高的要求。为了保证人们的食品安全卫生可靠，避免食用受重金属污染的不合格食品，需要有关从业者充分立足实际状况，积极探索，主动创新，针对水产品中重金属污染的现状，研究出更好、更有效的检测技术，为我国食品安全保驾护航。