食品重金属检验样品处理和检验方法浅谈

2020-10-24方萍

福建质量管理 2020年19期

方萍

(合肥海关技术中心安徽合肥 230000)

日常生活中常见的有害重金属元素包括汞、铅、镉、砷等，食品的重金属污染可以发生在生产加工、储存运输、市场销售等各个阶段，一旦发生重金属中毒，对人体会产生严重的危害。由于重金属元素在人体内很难代谢，所以当人体长期累积摄入时会出现富集现象，造成慢性中毒。因此，食品重金属含量检验成为了防止人体发生重金属中毒的关键一环，本文将对此展开详细论述。

一、重金属元素人体的影响

(一)铅中毒。金属铅化学式为Pb，在毒性分级中属于中等至高等，其主要来源于工业废水、工业废料、气体排放等方面，是一种会严重影响生物体生长发育的有毒金属。Pb很容易在土壤中累积，并且会和其他有机物结合成为难溶于水的化合物。研究表明当人体对Pb的摄入量超过0.025mg/kg时，会造成神经系统、免疫系统、造血系统等器官的不可逆损伤。目前我国对于个各食品中Pb的含量标准有明确规定，指出谷物制品不得超过0.5mg/kg，蔬菜不得超过0.3mg/kg，肉制品不得超过0.5mg/kg。当前，中国食品铅超标问题主要发生在浙江省、四川省、福建省等地。

(二)镉中毒。镉化学式Cd，属于活性较强的一种重金属元素在毒性分级中属于中等。镉在植物中会大量富集，但是它并不影响植物的生长。Cd通过植物进入人体后可以在人体积累很长时间，当超过一定量时，会引发肝脏、肾脏损伤，甚至发生癌变，骨质疏松等症状。日本一些地区曾经流行的“痛痛病”就是由镉中毒引起的。中国规定稻米、糙米、大米等食品中镉含量不能超过0.2mg/kg，谷物食品中不能超过0.1mg/kg，蔬菜中不能超过0.2mg/kg，肉制品不能超过0.1mg/kg；

(三)汞中毒。汞(Hg)是一种液态且易挥发的金属，是一种极高毒性的物质，无机汞和金属汞遇水发生物化反应生成易于被生物体吸收的甲基汞，因此，在水产品中Hg的含量非常高。人体发生汞中毒会导致严重的脑部损伤，对生殖系统、内脏器官破坏性极强，人体所能承受的极限为0.005mg/kg体重。中国规定各类食品的总Hg不得超过0.05mg/kg，甲基汞不得超过1.0mg/kg。需要强调的是，中国是产汞大国，因此汞污染的防治工作面临很大挑战[1]。

(四)砷中毒。砷(As)的化合物具有很强的毒性，在古时被俗称为砒霜。As通常可以通过呼吸道、消化道甚至皮肤接触进入人体，在生物体内很强的富集性，是一种高致癌物。人体发生As中毒时会造成全身系统损伤，严重的直接造成细胞癌变。我国规定不同食品的无机As含量不能超过1.5mg/kg，总As不能超过0.5mg/kg。研究表明海藻、一些鱼类以及水稻等食品中总砷和无机砷含量较高。

二、检验样品处理方法

(一)样品挥发成分去除。水分和易挥发成分的去除：首先，将标准质量的样品防止在瓷坩埚中，用小火加热干燥，然后高温炉将样品灼烧直至成白色灰烬，将其溶解在盐酸溶液中，最后过滤杂质。这种方法不存在污染试剂的问题，具有低空白的优势，且操作较为简单不易出错，而缺点在于该方法不适用与沸点低的金属元素检测，成分随挥发损失会影响到检验结果，检验误差与灰化温度相关。

(二)样品有机物分解。在要求的温度下，用硫酸、硝酸、双氧水、高锰酸钾、高氯酸等氧化剂配合一些催化剂分解样品中的有机物。这种处理手段具有速率快，操作简单、挥发损失小、适应性强的优点，但也存在实验试剂需求量大、分解过程会产生大量有害气体等问题，并且具有较高的空白值。

(三)微波溶解法处理样品。在微波电磁场环境下可以使食品样本与酸的混合物快速溶解，这是因为在微波作用下，加速混合的介质分子之间的摩擦运动，使内部温度快速升高。同时在磁场环境下，各介质分子会排列成极化分子，使分子产生更强的张力从而加速了样品整体的破裂效应，酸在这一过程中扮演了吸收辐射的角色[2]。

三、样品重金属元素检验方法

(一)原子吸收分光光度法。原子吸收分光光度法具有较广的适应范围，是目前我国食品重金属元素检验中使用最多的技术之一。这种方法基本原理是样品蒸汽对辐射光源的光谱具有减弱作用，不同的金属元素分子对特定光波具有不同的吸收能力，并且含量与吸光度成正比关系如图1，因此可以借助这种技术手段实现对金属元素的定性定量分析。该方法具有灵敏度高、精密性强等优点。

图1

(二)紫外可见分光光度法。紫外可见分光光度法的原理是重金属原子可以与有机显色剂发生反应生成络合物，不同的金属元素生成的络合物对特定波长的光具有不同的显色性，且同一种元素含量越高显色反应越明显，通过比对显色性，就可以大致估计出金属原色的含量，这种方法的缺点是精确性较差。

(三)X射线荧光光谱法。样品溶液中重金属含量不同会引起溶液对X射线的吸收率差异，根据这种特性，可以通过分析样品的光谱特性来定量元素的含量，该方法对样品前处理步骤要求不高因此具有操作快速的优点，适用于户外流动检验。

(四)溶出伏安法。溶出伏安法对金属元素测定时具有简便快速、精确度高等优势，在粮油制品的锌、铁等元素检测上应用较为广泛。其原理主要是：首先利用电解法控制电势强度使重金属元素在微电极周围富集，然后将电极置于溶解液中，通过观察伏安特性曲线的变化情况就可以计算出金属元素的含量。

(五)电感耦合等离子体质谱法。电感耦合等离子体质谱仪功能强大，可以同时测算出多种金属元素的含量，其基本原理为：样品在初期处理并配置成溶液以后，成离子态的金属元素在ICP高温环境下被电感耦合等离子体质谱法接口提取到高真空的质谱仪中，经过质量筛选器筛选，从而传输和检测出具有特定质荷比的多种不同金属离子的含量。