食品中常见的重金属污染及检测技术研究进展

食品中常见的重金属污染及检测技术研究进展一文创作于：2023-04-12 12:56:07，全文字数：11471。

窦义辉

（连云港市赣榆区综合检验检测中心，江苏连云港 222002）

民以食为天，食以安为先，保证食品质量安全意义重大。近年来，食品质量安全问题的频频发生为人们敲响了警钟，同时对食品质量安全检测工作提出了更高的要求。

1 食品重金属污染原因分析

食品中的重金属污染来源广泛，如食品原材料污染、自然地理环境污染、农药化肥污染、工业废料污染、食品加工环节污染、食品运输环节污染、食品存储环节污染等，某个环节出现问题，均极易造成食品重金属污染，影响食品质量安全，危及人体健康。目前，食品重金属污染常见元素包括铅污染、砷污染、汞污染、镉污染等。

1.1 铅污染

铅是食品中常见的重金属污染物，其会对人体造血系统、神经系统以及血管产生较大的毒害，尤其是儿童，食品中若铅含量过高，会影响儿童智力发育，导致儿童出现智力低下、认知功能障碍等现象。目前，我国食品规定铅类重金属残留限量最高为0.8 μg·mL-1，鲜乳为0.05 μg·mL-1[1]。

1.2 砷污染

食品砷污染主要是含砷土壤、农药以及水体等所造成的。砷及化合物属于细胞原浆毒，人长期食用砷含量超标的食品会导致细胞中毒，甚至有的会诱发肺癌、皮肤癌，并且会对胎儿造成危害。目前，我国食品规定砷类重金属残留限量最高为0.7 mg·kg-1，鲜乳为0.2 μg·mL-1。

1.3 汞污染

汞对于人体的危害巨大，若食品中汞元素超标，会损害人的神经系统、肝脏以及肾脏，并且可通过胎盘对胎儿造成影响，引发胎儿畸形、先天性痴呆。汞类重金属污染物中危害最大的是甲基汞，目前，我国食品规定汞类重金属残留限量最低为0.01 mg·kg-1[2]。

1.4 镉污染

镉是食品中常见的重金属污染物，其对人体的毒害主要分为急性和慢性两种，急性镉中毒会出现胸闷、呼吸困难等症状。慢性镉中毒会损伤肾脏，引发高磷酸尿、高氨基酸尿、葡萄糖尿。目前，我国食品规定镉类重金属残留限量最高为0.03 ～0.05 mg·kg-1。

2 食品重金属污染检测技术探讨

2.1 常规检测技术

2.1.1 原子吸收光谱法

食品重金属检测时，原子吸收光谱仪是常用的检测仪器设备，其能够实现对铅、镉、汞、砷等多种重金属元素的精准有效检测。原子吸收光谱法检测食品重金属主要是通过3 种方法实现的。①火焰原子吸收光谱法，其优势在于具备较高的精密度，成本低，在线分析方便，但也具有检出限高的劣势，因此常用于食品中目标元素含量较高的食品重金属残留检测。②石墨炉原子吸收光谱法，其优势在于具备较高的灵敏度，检出限低，但检测速度缓慢，检测范围狭窄，每次只能够实现对一个重金属元素的检测，因此检测效率不理想，多被用于检测食品中的铅、镉等因素。③氢化物发生法，其优势在于具备极高的检测灵敏度，并且自动化水平高，目前用于检测食品中的铅、砷等重金属。

2.1.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法，其检测原理是利用待测元素的原子蒸气在特定频率辐射下能激发光源所产生的荧光发射强度判断食品中某种重金属元素的残留量。原子荧光光谱法具有诸多的优势，如较快的分析速度、较高的灵敏度、较低的检出限、操作便捷等，因而被广泛应用于食品中汞、砷、铅、硒等多种重金属物质的残留检测，极大地满足了食品重金属检测需求[3]。

2.1.3 紫外分光光度计法

紫外分光光度计法在食品重金属残留检测中发挥着至关重要的作用，现行国家标准规定食品中砷的测定可采用二乙氨基二硫代甲酸银比色法，铅的测定可采用双硫腙比色法。紫外分光光度计法是利用重金属元素和试剂反应显色在紫外光下有吸收的这一原理测定食品重金属元素的含量，当前该法凭借自身操作简单、检测结果可靠等优势被广泛应用于食品重金属检测中，但该法也具有一定的劣势，如特定显色剂造价高、检出限较高等。

2.1.4 电感耦合等离子体法

电感耦合等离子体法主要包括两种。①电感耦合等离子体原子发射光谱法，该法是利用高频感应电流所产生的高温，将反应气加热、电离，然后借助元素所发出的特征谱线，对谱线强度和重金属含量进行对比测定，最终确定重金属含量。目前，该法凭借自身较小的干扰和较高的灵敏度，被广泛用于镉、汞等元素的检测中。②电感耦合等离子体质谱法，该法是将电感耦合等离子体与质谱联合应用，利用电感耦合等离子体对检测样品进行气化处理，分离出待测金属物质，然后利用质谱测定，通过离子荷质比定性、定量分析食品中的多种重金属元素，其优势在于检出限低，但易于遭受污染，并且检测成本高，在海带、调味品的铜、锌、镉、铅等重金属的检测中应用较为广泛。

2.1.5 高效液相色谱法

高效液相色谱是色谱法的重要组成部分，其在食品重金属残留检测中发挥着不可替代的作用。该法主要以液体为流动相，借助高压输液系统将单一、混合溶剂装入固定相的色谱柱内，然后自动分离各类成分，利用检测器检测处理，最终得出检测样品中重金属残留量。当前，高效液相色谱法凭借自身易于回收、不易被破坏和干扰的优势被广泛应用于食品中锌、镉、铅等多种重金属元素的同时测定中，为保障食品安全提供了重要的技术支撑。食品中常见的重金属污染及检测技术研究进展

2.2 快速检测方法

2.2.1 电化学分析法

电化学分析法应用于食品重金属检测中，是利用电化学方法和原理检测食品样本，可实现对食品中重金属残留量的定性、定量分析。电化学分析法具有诸多的优势，如成本低、操作方便、灵敏度高、检测效率高等，对于食品中重金属残留的最低检测限可达10 ～12 g·L-1。但是该检测法应用时对检测条件有着较为苛刻的要求，测定结果重现性不高。目前，电化学分析法常被应用于食品中铜、镉、铅等重金属元素的检测中[4]。

2.2.2 阳极溶出伏安法

食品重金属检测中，阳极溶出伏安法发挥着重要的作用，该法是在一定电位下，使部分待测金属离子还原成为金属，然后析出于电极表面，此时向电极施加反向电压，促使微电极上的金属氧化，最终产生氧化电流，通过分析氧化环节电流-电压曲线，即可判断出重金属残留情况。阳极溶出伏安法的应用优势在于具备较高的检测灵敏度和精度，并且检测成本低，这是传统检测技术方法所不具备的，当前阳极溶出伏安法凭借自身诸多优势被广泛应用于食品中铜、铬、镉等多种元素的检测中，极大地保障了食品质量安全。

2.2.3 酶分析法

酶分析法应用于食品中重金属残留的检测中，主要是利用酶和重金属离子两者之间的反应变化分析判断重金属种类及残留量。部分重金属离子和酶相遇后会发生一定的反应变化，这些变化主要通过导电性、酸碱度、吸光率以及显色剂颜色等体现，通过肉眼观察的方式以及检测pH 值的方式即可快速获取结果，通过分析即可判断出食品当中重金属元素的含量和种类。应用酶分析法时，需使用较多的酶，如过氧化氢酶、脲酶等，相较而言，脲酶的应用更加广泛。酶分析法用于分析食品重金属，具有价格便宜、操作方便、测定便捷等方面的优势，为新时期

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