食品塑料包装中重金属检测技术的应用

徐静(山东华度检测有限公司，山东 淄博 255000)

0 引言

食品安全监测中包含着非常多的工作，而食品包装安全也是非常重要的。由于塑料包装本身有着性能好、可塑性强以及防潮和耐腐蚀的优势，因此大多数食品都会采用塑料来进行包装。不过随着人们意识到塑料对人体和自然环境的危害，尤其是塑料中铅、汞等重金属超标时，对人体和环境的危害必然更加严重。为了对塑料包装中重金属充分进行控制，加强对包装中重金属充分的检测是非常重要的，也是确保我国食品安全的重要方式之一。

1 塑料食品包装的重金属来源和危害

塑料食品包装中的重金属主要来自于三个流程，首先是印刷过程中的污染，由于所接触的染料中含有重金属，因此很容易让重金属残留物附着在食物上；其次则是食品在生产中所添加的添加剂，部分食品加工厂为了加强保质期或者让食品看起来更诱人，会在食品加工中添加一些重金属超标的添加剂；第三则是塑料包装本身在制作过程中被重金属所污染。

当前在食品卫生领域最受关注的重金属包括汞、铅、砷、铬、镉等等，而这些重金属含有明显的生物毒性，并且非常容易在人体内进行堆积，同时非常难降解，长期堆积必然会给人体造成严重危害，如果在垃圾处理时没有正确处理，也会对自然环境造成极大的破坏。对人体来说，摄入过量的砷会导致砷中毒，甚至危及生命危险；过量的镉会囤积在人的肾脏和肝脏，还会导致骨质疏松或者消化道疾病，严重会造成肾衰竭的情况；而铅则是属于神经毒素，过度摄入铅必然会损伤人的智力。

像是在20世纪50年代在日本出现的水俣病和痛痛病，在查明过后才发现是食品遭受到汞和镉的污染，才导致大量传播，自此重金属对食物的污染也引起了社会各界的关注。而近几年我国经济的飞速发展也导致了环境治理和环境污染失衡的情况，像是水体污染严重等情况，导致许多城市河段水质都出现了重金属超标的情况。同时我国的土地也出现的重金属污染面积扩大的趋势，因此加强食物中重金属含量的控制也是迫在眉睫的。

而存在于包装中的重金属物质在和食物接触后会残留在食物当中，进而渗透到人体进行堆积以及伤害，因此必须要利用先进、科学的检测技术和方法，加强对塑料食品包装袋的检测，以确保食品的安全问题能够得到保障。

2 食品塑料包装检测的前处理方法

2.1 湿法消解

湿法消解是利用酸性溶液或者碱性溶液在加热的条件下对样品中存在的有机物或者还原性物质进行破坏的方法，经常使用的酸解体系有：硫酸-硝酸、硝酸-高氯酸、硝酸-盐酸、氢氟酸以及过氧化氢得到，这些物质可以把需要检测的物体中所含的有机物以及还原性物质进行全面破坏，而碱解体系大多数利用了苛性钠溶液。由于食品塑料包装中所含的待检测金属元素是不一样的，因此需要用到的消解体系也不一样。像是在测定检测品中的铬含量是可以选择硫酸-过氧化氢的消解体系来进行消解，确保能够达到最好的效果，相对于其他消解体系来说，盐酸和铬能够产生非常容易挥发的三氯化铬，极大影响了铬的回收率，而高氯酸对铬进行消解会有一定的危险性。而在测定六价铬时则会采用氢氧化钠-碳酸钠体系在碱性环境进行消解，因为在碱性提取溶液中，三价铬和六价铬中间的形态变化可能性能够控制在最小范围呢。湿法消解所用到的设备非常简单，不过在使用中由于涉及到过量的化学物质，因此需要注意通风以及加强对工作人员的防护，同时还需要注意好空白污染，尽量避免检测过程中发生不必要的危险。

2.2 微波消解

微波消解大多是指利用微波加热封闭容器中的消解液和样品，从而在高温增压的条件下让样品快速溶解和消化。封闭容器反应和微波的两种特点可以确保样品能够快速、完全消解，同时还有空白低的特点，当然也必然会带来一定的高压甚至过压的隐患以及消化样品小而不足的情况。如今的商品微波消解系统一般都会采用测温测压以及对温度和压力控制的系统，因此可以保障工作过程中的安全性，确保避免出现高温以及高压的危险情况。硝酸-过氧化氢消解体系经常会利用与食品塑料包装的重金属元素含量测定上，而微波消解对于诸如汞之类的易挥发元素的效果非常理想，因此在对易挥发重金属元素进行检测时基本会采用微波消解的方法[1]。

2.3 干法灰化

干法灰化是把试验样品放入到蒸发皿或者坩埚中，并且暴露在空气中在四百到八百度的范围内进行加热分解，并让样品灰化，同时将得到的残渣利用相应的溶剂溶解后来进行检测。这种方法经常会用于检测有机物中的无机重金属元素的含量，像是铅、铬、镉、锑等等。干法灰化法能够灰化大部分试验样品，操作非常简单，而且并不需要大量的试剂，而其最大的局限性便是很容易让沸点低的元素造成损失，同时需要大量的时间来进行灰化，检测效率很低[2]。

2.4 浸提法

浸提法大多数会利用与食品塑料包装在食物模拟物体中的重金属转移的试验当中，在面对不同材质以及使用类型的样品测试条件下会有很大的区别。像是当前我国卫生标准GB/T 5009.60—2003 《食品包装用聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯成型品卫生标准的分析方法》中规定，测试条件是4%的乙酸在60℃浸泡2 h。

3 常见的食品塑料包装重金属检测技术

3.1 紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法测定在190～800 nm波长范围物质的吸光度，可以充分对食物中的杂质进行辨别和检查。紫外-可见分光光度法的检测非常精确，而且操作非常简单，同时有着极高的可实现，其中所运用的UV-UIS技术能够对塑料食品包装中含有的六价铬进行精确检测，并检定二苯碳酰二肼和六价铬所反应产生的紫红色化合物，因此紫外-可见分光光度法是一种选择性非常强的重金属检测方法。

3.2 氢化物发生-原子荧光光谱法

氢化物发生-原子荧光光谱法利用了惰性气体作为载体，并且将气态氢化物以及过量氢气和载气混合后，再导入加热的原子化装置，氢气和氩气在特制火焰装置中燃烧加热，氢化物在受热后会快速分解，被测元素离解为基态原子蒸汽，其基态原子的量比单纯加热其他等元素生成的基态原子高几个数量级。这项技术的灵敏度非常高，而且检出限比较低，选择性良好，还具有线性范围宽以及操作简洁的优点。而且氢化物以及原子荧光光谱法联合使用可以让两种技术得到有效不从，确保受基体的干扰更少，而且灵敏度的分析也更高[3]。

3.3 ICP质谱法

ICP-MS技术是利用对无机元素和同位素进行分析以及测试的技术，也就是将电感耦合等离子和高温电离特写与质谱计的灵敏快速扫描的优点结合而成。ICP质谱法技术非常先进，能够对多种重金属充分进行同步建成，而且检测的准确度以及精密程度都非常高，同时有着更广的线性范围。ICP质谱法的检测指标相对来说比其他分析和检测技术更好，但是也有着非常明显的局限性，也就是对工作环境的苛求，而且检测成本也更高，因此导致这项技术在实际的重金属成分检测中很难得到推广和落实[4]。

3.4 目视比色法

目视比色法经常利用与塑料包装重金属迁移实验的半定量分析，由于重金属离子在一定条件下能和某些特殊的物质产生有色化合物，因此可以通过对有色物质溶液颜色的深度从而检测出重金属物质的含量。铅元素可以在与酸性物质的条件下和硫化钠反应从而形成棕黄色的硫化铅；而镉元素在碱性条件下可以和双硫腙产生红色的铬化合物等等。这类方法相对来说非常直观且方便，但也相对比较复杂。

3.5 电感耦合等离子发射光谱法

当前由于原子发射光谱的主要光源是电感耦合等离子体，电感耦合等离子体具有环形结构、温度高、电子密度高以及惰性气体等特点，利用其做激发光源有着检出限低、线性范围广、电离以及化学干扰少、精确度以及精密度高等分析性能有点。应用电感耦合等离子发射光谱技术对塑料食品包装进行重金属检测时可以同时检测多种元素的含量以及迁移，让工作效率得到大幅度提升。不过电感耦合等离子发射光谱法也会有一定的局限性，在采用时不仅会造成大量惰性气体的消耗，而且在对铅元素和汞元素进行检测时的检出限也相对较高。

4 结语

总的来说，随着人们对于食品安全质量越来越重视，食品检测工作的重要性也越来越高。而塑料包装食品作为人们生活中最常见的包装方法，包装的安全问题是非常重要的，因此一定要加强对塑料包装的重金属含量检测，并且不断采用最合理、最科学的检测方法来确保检测的精确性，以保障食品的安全，确保食品包装能够符合相关的卫生和质量标准。