重金属的危害及检测技术研究进展

李冉

摘 要：近年来，食品重金属污染问题日益突出。本文就重金属的危害及检测技术的研究进展进行综述，为提高民众对食品重金属污染问题的认识及选择适合的重金属检测方法提供依据。

关键词：重金属；危害；检测

中图分类号：X830.2 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170833056

1 重金属的性质

重金属一般是指密度在5g/cm3以上的金属。在工业上，属于重金属的有10种金属元素：铅、铜、汞、锡、锌、镍、钴、锑、铋及镉。在环境污染方面，重金属主要是指汞、铅、镉及铬等。

2 重金属的危害

重金属可通过皮肤接触、呼吸道、食物链等途径进入人体，并在体内累积，干扰人体正常生理机能。重金属可与体内的酶及蛋白质等发生作用，使酶及蛋白质等失去活性。食入重金属后，亚急性期会有周边神经炎等症状，急性期会伴有恶心、腹痛、血便、休克、黄疸、肝炎及急性肾衰竭等症状。

3 重金属的检测技术

目前，重金属主要的检测方法有：原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光谱法（AES）、原子荧光光谱法（AFS）、紫外-可见分光光度法（UV）及质谱法（MS）等。

3.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS），是按照气态的基态原子对其共振辐射线的吸收强度来定量检测被测元素含量的方法。该检测方法具备灵敏度高、干扰少的优点，适用于微量及痕量组分分析。但对多种元素的同时定量分析有一定影响。Khazaeli E等[1]利用原子吸收光谱法实现了对镍离子的检测，检测限为0.03 ng/mL，相对标准偏差为2.18%。

3.2 原子发射光谱法

原子发射光谱法（Atomic Emission Spectrometry， AES），是基于粒子在受到热激发或电激发下，发射特征光谱来判断物质组成的方法。该方法具备元素间干扰小、选择性好、可同时记录几十种元素光谱的优点。但原子发射产生的谱线复杂，为定量分析增加了难度。Zhao Y.等[2]利用原子发射光谱法检测皮革及毛皮中重金属（Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni和Pb），其中样品中重金属回收率为98.1%～102.6%，相对标准偏差为0.7%～3.0%，检出限为0.6～5.0 mg/kg。

3.3 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS），是按照基态原子吸收光辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光，按荧光波长分布做定性分析的一种检测方法。该方法选择性强、试样量少，但对于本身不发射荧光的物质需要进行衍生处理。Wang Y.等[3]利用原子荧光光谱法对水样品中的砷离子进行检测，相对标准偏差为2.3%，检出限为0.013?g/L。

3.4 紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法（Ultraviolet Visible Spectrophotometry，UV），是根据离子与显色剂结合形成发色团，根据发色团的吸光度来检测被测元素的一种分析方法。该方法操作简单，设备低廉，但使用的显色药剂在市场上较难购买，光谱干扰严重。沈晓君等[4]利用紫外-分光光度法对人参等7种药材中的铅含量进行了测定，回收率为100.7%，相对标准偏差为1.92%。

3.5 质谱法

质谱法（Mass Spectrometry，MS），是把要检测的样品分子转化为电子，然后根据质荷比进行分析的一种方法。质谱法速度快、谱线简单、精密度高，可同时测定多种元素，可对同位素进行精确分析。但所用仪器价格昂贵，限制了其在常规检测中的应用。张剑等[5]使用微波消解—电感耦合等离子质谱法测定蜂胶制品中重金属铅、砷、汞、镉及铬，其中样品中重金属的回收率为91.70%～116.34%，相对标准偏差为1.83%～3.81%，检出限小于0.1?g/L。

3.6 实时荧光定量PCR技术

实时荧光定量PCR技术（Real-time Fluorescence Quantitative，PCR），是在PCR反应体系中加入特定荧光物质，一次循环完成后，得到一条扩增产物与荧光信号的扩增曲线，对未知模板进行定量分析的方法。实时荧光定量PCR技术具有灵敏度高、特异性强、实时、准确等特点。Zhu Y.等[6]使用荧光定量PCR与GR-5 DNA酶相结合的方法检测铅离子，实验数据显示，该方法对检测铅离子有很强的特异性。自来水样品铅离子回收率在97.10%～106.00%范围内。

4 结语

现如今，食品重金属污染问题很严重，在预防重金属污染食品的同时，也要加强重金属的检测。目前，世界各地都在寻求更加灵敏的检测方法，而实时荧光定量PCR技术，处理时间短、成本不高、操作简单不费时。随着实时荧光定量PCR技术的不断完善，相信，以后实时荧光定量PCR技术会在食品重金属检测等领域发挥更大的作用。

参考文献

[1] Khazaeli E，Haddadi H，Zargar B，et al..Ni（II）analysis in food and environmental samples by liquid-liquid microextraction combined with electro-thermal atomic absorption spectrometry[J].Microchemical Journal，2017（133）：311–319.

[2] Zhao Y.，Li Z.，Ross A.，et al..Determination of heavy metals in leather and fur by microwave plasma-atomic emission spectrometry[J].Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy，2015（112）：6-9.

[3] Wang Y.，Xie J.，Wu Y.，et al..Determination of trace amounts of Se（IV）by hydride generation atomic fluorescence spectrometry after solid-phase extraction using magnetic multi-walled carbon nanotubes[J].Talanta，2013，112C（15）：123-128.

[4]沈晓君，蔡广知，齐晋楠，等.人参等7种吉林省道地药材中重金属檢测方法研究[J].长春中医药大学学报， 2010（4）：585-586.

[5]张剑，王祯旭，李秀梅.微波消解-电感耦合等离子质谱法测定蜂胶制品中5种重金属元素的含量[J].中国药业， 2016（5）：52-54.

[6] Zhu Y.，Deng D.，Xu L.，et al..Ultrasensitive detection of lead ions based on a DNA-labelled DNAzyme sensor[J].Analytical Methods，2015，7（2）：662-666.endprint