原子吸收光谱法在食品重金属检测中的实践探讨

高木娣

（济南市济阳区疾病预防控制中心，山东济南 251400）

食品安全与人们的身体健康息息相关，如不加以重视就可能造成大量人员患病乃至死亡。利用原子吸收光谱法测定食品中重金属元素含量对保障食品质量和消费者的安全有着非常重要的作用，同时也是进行食品安全指导以及倡导健康饮食的重要途径之一。这说明分析原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用非常有意义。

1 食品中重金属的来源及危害

食品中的重金属主要来自两个方面：①食品加工的原材料，这些原材料受到重金属的严重污染，导致原材料中重金属元素的大量存在；②在产品的生产加工过程中添加了一些重金属元素。此外，由于人类活动产生的废水、废气等对环境也会造成危害。目前我国已发现并确认的主要重金属污染元素有汞、镉、铅、铬和砷等。其中以汞为代表的元素被广泛用于食品添加剂、制药工业以及化学工业。随着人们饮食结构的改变，越来越多的消费者开始关注食品安全。重金属通过食物链进入人体内，可导致多种疾病如癌症、心血管疾病、糖尿病、肾炎及哮喘等，给人们带来巨大的生命威胁，也对食品安全造成了极大的挑战。各类食品中重金属元素的种类及含量存在差异，若机体摄入重金属元素偏少，对机体的影响不大，但若长期或者一次性摄入过多，可对机体各系统造成严重影响，甚至导致中毒[1]。

2 原子吸收光谱法的测定和分类

2.1 测定

针对待测重金属元素的测试需求，制备测试溶液并采用不同仪器设备进行测试，测试各溶液相应吸光度并绘制吸光度标准曲线。若检测溶液不合格，要更换新的待测样品，重新配制检测溶液并测量，这样就增加了工作时间。因此，选择合适的仪器是至关重要的。

2.2 分类

2.2.1 冷原子吸收光谱法

冷原子吸收光谱法主要可用于检测食品中重金属汞。它是利用盐酸羟胺与二氧化锡发生反应，使汞离子发生还原反应。金属汞通过气流法将汞蒸气吸入石英吸管内进行测定，该方法操作简单，原子吸收量大，可用于重金属汞元素的分析。综合分析表明，冷原子吸收光谱法具有更高的检测水平与准确度，特别是在汞元素的检测中，结果具有更高的准确性[2]。

2.2.2 火焰原子吸收光谱法

对原子吸收光谱方法来说，火焰原子吸收光谱方法是目前使用最广泛的一种方法，它需要通过光源辐射来获取待测的重金属元素，而需要通过蒸汽带动基态原子吸收待测的特征光谱的光线。这样就可以通过特征谱线的光削弱范围来把握重金属元素的具体量，该方法使用时基本不受客观因素干扰，检测准确度高，操作流程更加方便。

2.2.3 石墨炉原子吸收光谱法

针对待测重金属元素性质，选用最适合的石墨材料制作杯状或者管状等各种形状雾化器，然后通电升温，利用原子吸收生成来检测重金属元素。在标准工作曲线法基础上提出了新方法，即在杯状及管状结构中加入一定浓度的重铬酸钾溶液以改变其pH值，从而得到相应的分析结果。与标准工作曲线法相比较，该方法具有更低的检出限及更好的线性响应，而且操作简单方便，成本低廉，适用于大批量样品检测。

2.2.4 氢化物原子吸收光谱法

在酸性环境中，硼氢化钾能够促进砷的转化，加速AsH3气体的产生。在此条件下，通过调节雾化器中原子砷的浓度和温度，可以获得不同特征吸收波长下的原子吸光度，进而实现对重金属砷的准确测定。通常使用氢化物原子吸收光谱法要求待测重金属元素必须经过分离和富集，以免外部客观因素给测试过程带来负面影响，以提高测试结果的精度。

3 原子吸收光谱法测量结果的影响因素

3.1 分析容器

用于重金属元素检测的容器主要是玻璃容器，但玻璃容器检测时可能会与溶液中的金属元素发生化学反应，因此检测工作中要使用聚四氟乙烯容器。酸液对检测结果影响较大，因此为了保证分析容器的准确性及清洁度，必须采用原子吸收光谱法对其进行测定。对于不同种类的酸体系来说，其酸度都不一样。而盐酸、硫酸、硝酸和氨气等物质，它们本身具有较强的腐蚀性，所以在制备分析容器时要严格按照相关标准来完成。在实际的检测工作中，由于受到多种因素的影响，会导致容器中含有一定的化学残留。因此在制作测试容器时，需要严格控制原材料和制造工艺等条件；同时也要求制作人员掌握相应的技术知识，才能确保制出合格的样品。注意一定要先用专用清洗剂洗净，再用去离子水漂洗，最后再进行烘干，避免给下一步质量检查带来不利。

3.2 试样的前处理过程

目前可以应用在样品前处理操作中的消解措施有很多种，包括微波法、湿法和干法，消解措施的选择和使用会影响检测结果的准确性。在实际工作中需要根据不同样品性质来选择相应的消解手段进行预处理。其中，湿法与干法是目前最常用到的两种方式，分别适用于金属类与非金属类样品分析。干式消解对低沸点、挥发性元素具有较好的消解作用，而微波消解对微量元素有很好的消解作用，但由于湿法消解需要一定的加热环境才能达到理想的消解效率，因此在实际应用中往往会影响最终的消解效果。所以，要针对重金属元素具体类型来选择适宜消解方法。

3.3 干扰物质

对食品中重金属元素进行检测时，氯化钾与氯化钠干扰较大。在灰化阶段，各种干扰物质对待测元素的干扰较小，有利于开展后续的检测工作，而在雾化阶段则会产生一定程度上的干扰。在实际应用中，可以采用重铬酸钾标准溶液直接稀释法以及火焰原子吸收分光光度法对多种金属离子进行测定。其中，重铬酸钾标准液直接稀释法对各类重金属有良好的抗干扰能力。因此在检测不同重金属元素时应根据实际情况合理应用基质改良剂，并进行空白对照实验，避免其他因素影响检测结果。

4 检测注意事项

4.1 环境温度

已有的火焰原子吸收法检测流程较为完善，但其存在操作烦琐等问题，在实际应用过程中需消耗大量的人力与物力才能完成对食品安全质量进行有效监控和分析。同时，该方法也容易受到外界干扰而使结果产生误差。火焰原子吸收法因操作简单、快速等优点被越来越多的食品检测机构所采用，但在实际应用中仍存在一些问题需要解决。影响检测效果的因素很多，其中最重要的是环境温度。环境温度太低或者太高都会使被检测元素的基态原子发生电离，从而导致检测精度下降，如果环境温度太高则会引起基态原子的电离现象，从而使检测的灵敏度降低。

4.2 外在因素

使用氢化物原子吸收光谱法进行测试时，外界因素很容易影响测试结果的准确性。其中最重要的是仪器本身固有的误差和人为操作不当引起的系统误差，这些都将严重影响到实验数据的精密度和准确度，从而降低了分析结果的可靠性，使其失去应用价值。因此，在检测过程中，应尽可能排除外界干扰，严格按照所设程序对重金属元素进行检测。

4.3 冷原子吸收光谱法注意事项

冷原子吸收光谱法虽然取得了较好效果，但是局限性非常大。例如，灵敏度低；样品中存在的干扰物质多而复杂，不能用于痕量分析等。近年来，人们采用一些新方法来提高冷原子荧光光谱分析灵敏度和选择性，其中以等离子体增强技术最为活跃。等离子体是一种强电子流，具有高电离度、高能量密度以及强烈的表面等离子激光效应。它仅能探测汞元素，探测时需用氯化锡或者烃基胺盐酸盐还原并依此测定原子吸收。

4.4 石墨炉法注意事项

若采用石墨炉开展检验工作时，应确保石墨炉的各项指标都能够充分满足有关标准，并且石墨炉自身具有良好的品质。目前市场上所使用的石墨炉有进口和国产2种，通过对这2种石墨炉进行对比可知，国产石墨炉质量较好。此外，石墨炉测试灵敏度高、范围广，因此测试下限低、测试效果好，但是仅能测试单一元素而无法同时测试几种重金属元素[3]。

5 原子吸收光谱法在食品重金属检测中的实践

5.1 饮料重金属元素检测

在酒精饮料生产中，为增加饮料的多样性，各种酒精饮料需加入各种食品添加剂，然而多数食品添加剂中均含有重金属元素[4]。为保证产品的质量和安全，应严格控制其元素含量，采用石墨炉原子发射光谱法测定样品中钙、镁、铁、锰、锌、铜和铝等元素的含量，并对测定结果进行分析。由于不同类型食品的成分不一，导致实验结果有一定差异。因此，要建立一个合理有效的分析方法，需要将食品样品进行预处理，才能得到准确可靠的数据。通过重金属元素检测方法研究，确立适合白酒和饮料类食品中重金属元素检测分析的方法，从而实现对食品中重金属元素进行快速、准确的测定。

5.2 肉制品重金属元素检测

肉制品中重金属元素主要包括铅、镉和锌，为确保肉制品中各种重金属元素含量符合相关标准，肉制品投放市场之前要对其中重金属进行测定，从而确保肉制品质量合格。重金属元素超标会给消费者带来很大危害，因此相关部门应加大对肉制品中重金属元素的检测力度。目前市场上常见的肉制品都含有不同程度的重金属元素。猪肉中重金属元素超标不仅影响了猪肉本身的营养价值，而且也降低了人们食用猪肉产品的安全性。为提高猪肉中重金属检测的准确性，可辅以悬浮技术等其他手段，用于猪肝中锌的检测。

5.3 谷物、水果及蔬菜重金属元素检测

粮食作物和果蔬在生长过程中，为了保证质量和提高产量，一般要适当施用农药、化肥或其他化学药剂并加以维持，因此若吃苹果、黄瓜等不需去皮的果蔬，人体摄入重金属元素过多的可能性较大。火焰原子吸收光谱法具有操作简单、检测结果准确等优点，但在样品前处理及消解处理过程中易使样品中的铅元素进入人体，对人的神经系统有一定危害[5]。不同种类的谷物对重金属元素的吸收存在差异，因此应根据具体情况选择合适的重金属元素检验方法，以增强检验结果的可靠性和实用性。

6 结语

为确保消费者食品安全，需要在食品进入销售市场前对其重金属元素做相应检测以掌握其含量情况，以免其超标而对人体造成危害。检测人员应熟悉原子吸收光谱仪的原理及特点，避免因操作不当造成测试结果误差，同时也要了解原子吸收光谱法在实际生产过程中的注意事项。在具体应用中需要根据具体情况确定测定范围，正确使用仪器，做好数据处理工作，测量时应尽量保持标准物质稳定性。实际应用时，应对测试样品按不同条件进行处理，合适的检测方法能使结果更加准确有效。