原子荧光技术在农产品重金属检测中的运用

摘  要：随着我国工业产业经济发展进程的不断加快，部分区域的工业污染严重，当地农产品重金属含量超出检测标准，为此国家政府已勒令这些区域对农产品进行严格的检测。但由于我国重金属检测方面的研究起步相对较晚，在检测技术的应用方面仍存在一系列问题。为此，本文对农产品中重金属污染的来源以及重金属的主要危害进行了分析，对原子荧光技术在农产品重金属检测中的应用展开了探讨。

关键词：农产品;重金属;原子荧光技术;检测

中图分类号：TS207.51

作者简介：盖梦，女，硕士，中级职称，研究方向为技术监督类质量。

农产品内重金属含量严重超标极易引发农产品食用中毒事件，不仅会影响消费者的身体健康，严重时还可能威胁消费者的生命。重金属主要是指密度大于4.5g/cm3的金属，可能存在于农产品中的重金属元素有40多种，而砷元素也被归属为重金属行列。农业部无公害农产品的行业标准中对重金属铜、砷、汞、铬以及铅这六种金属元素有着明确的限量要求。这是由于这五种重金属元素在生物链中无法被有效降解，甚至还会在食物链中不断堆积，一旦在人体内达到一定浓度之后，会对人的身体健康造成影响。而原子荧光分析法能够对多种元素有效分析，在原子能、半导体以及金属合金等多个方面的应用范围极为广泛。

1 重金属

1.1 重金属来源

农产品重金属含量超标的主要原因是农产品的种植环境被污染[1]。种植环境周边的矿区以及工业污染企业未能做好排污环保措施，导致排出的废气、废液以及废渣等污染物对农产品生长土壤造成严重污染，而在被污染土壤上所生长的农产品就会有重金属富集，继而影响人们的身体健康。此外在农作物种植区域，农户常常会应用重金属含量相对较高的化肥和农药，继而导致耕种土壤出现重金属污染问题。

1.2 重金属危害

生活中常见的重金属元素为铅、砷以及汞等元素，这些重金属不仅能够直接进入水体和土壤中，同时也能直接进入大气中，导致生长植物被严重污染，借助多种路径进入人们的身体中，对人的身体健康造成不利影响，因此需要重视重金属超标带来的负面效应。

（1）对农作物的危害。农作物在多种途径作用下被重金属所污染，农作物在吸收重金属时必定会产生生物化学反应，继而在农作物内产生某种有毒物质，导致农作物内酶的活动严重降低，最终影响农作物养分的有效吸收。长此以往，农作物将会因缺乏营养物质而降低自身优异矿物质的转运能力，若农作物内重金属含量超过一定浓度后，将会干扰农作物的正常生长进程，对农作物的细胞分子造成损伤，最终导致农作物的根茎坏死。

（2）对水体的危害。用被重金属污染过后的水体进行农作物灌溉，将会导致农作物受到污染，当人们食用了被重金属所污染的农作物，含量浓度较低时，人体会出现中毒的症状，而当浓度含量较高时，将会使人体出现不可逆转的疾病。同时水体中植物以及生物也会受到重金属污染，一旦人类食用了水体中的动物、植物之后，重金属将会在人体内聚集，造成极大的危害。

（3）对农产品的危害。农作物在生产、收获期间难以避免会受到重金属的影响。在农作物生长期间，土壤以及水体内的重金属将会进入农作物机体中，继而对农作物品质造成影响。在此基础上，工作人员在对农产品进行深加工期间，其中的重金属含量将会持续增加，给人的身体健康带来有害影响。

（4）对人体的危害。重金属集聚到人体之后，在生物的放大作用下，使重金属的毒性显著增加，对人类的各种器官组织造成极大的破坏。长此以往，人类机体免疫能力以及抵抗能力将会大幅度降低，其神经系统也会受到影响，从而推迟儿童的生长发育。重金属刚开始带来的危害不易被人类所察觉，因此重金属能够在人体内停留较长的时间，且不会被代谢掉，因此，进一步研发农产品内重金属含量检测技术极为重要。

2 原子荧光检测技术

2.1 应用原理

原子荧光法又被称为原子荧光分光光度分析法，原子通过吸收特定波长的光能量，发生跃迁，继而跳到较高的能态，高能态电子主要处于不稳定的状态。在高能态跃迁回至低能态期间，将会发出荧光，人们通过测定待测原子荧光的强度推算出其中的浓度及含量[2]。

2.2 应用范围

原子发生分析方法的灵敏度相对较高，测量分析范围相对较广，因此在环境测定、矿物质以及水质监测中得到广泛应用[3]。在科技工作人员努力下，原子荧光分析法成为各个领域检测的重要手段。在原子荧光检测标准建立的背景下，该方法的应用范围越来越广泛，现如今在农业、医疗业以及食品产业等多个领域均得到广泛应用。

3 原子荧光检测技术应用至农产品检测的作用

在我国农业经济快速发展的背景下，农产品检测技术水平也得到一定的发展。现阶段常用的农产品检测技术为原子荧光检测技术，从当下农产品重金属检测内容来看，将原子荧光检测技术应用到农产品检测中，不仅能够准确地检测出农产品中的汞、铅等重金属元素，同时也能对不同类型重金属元素的形态、价态进行分析，帮助检测人员分析同一种重金属在不同价态下所具备的毒理性质。此外原子荧光检测技术的应用，提升了重金属检测效率，缩短了农产品重金属检测周期，节约了大量的人力、物力，为我国农产品质量的整体提升提供了保证，推动了我国农产品对外经济贸易发展[4]。

4 原子荧光检测技术在农产品检测中的应用

4.1 原子荧光法中氢化物的应用

氰化物在一定的物质反应条件下，可将砷、锗、铅等重金属元素还原成为气态的氰化物，载气将氰化物带入原子化器中对其进行原子化处理。在受到光源光能激发的作用下，原子将会由基态外层电子跃遷至较高的能级，同时在高能级跃迁回至低能级期间辐射出原子荧光，这时原子荧光的强度与农产品中被检测元素的浓度呈正相关关系，按照行业比照标准进而确定农产品中重金属的含量。

利用氰化物下的原子荧光检测技术开展农产品重金属元素检测的过程中，由于多数基体无法进入原子化器之中，因此需要采取有效的抗干扰因素来保证基体检测结果的精准性，同时氢化物下原子荧光法应用需要满足对仪器设备以及应用技术要求标准，继而保证原子荧光检测法的检测效果[5]。

4.2 原子荧光法中微波消解的应用

与其他检测技术相比，微波消解法下的原子熒光检测技术的溶解较为彻底，可有效降低重金属元素挥发的损失量，在检测过程中对空气环境的影响相对较小，同时能够对多种重元素进行检测。微波消解步骤如下：

第一步，由检测人员将待检测的农产品样品与特定的溶剂共同放入消解罐中，按照提前预设的消解程序与样品以及溶剂进行快速消解。

第二步，将微波消解后的试液放入样子荧光光度计中，在溶液还原作用下形成氢气体，而重金属元素将会被还原成原子态。

第三，经由火焰灼烧后，原子态将会转变为基态原子，基态原子在发射光的作用下会产生原子荧光。

第四，原子荧光强度与试液中重金属元素含量是对应关系，根据原子荧光强度可了解样品中重金属元素含量。

4.3 原子荧光法中液相色谱的应用

液相色谱方法下的原子荧光检测技术是利用检测仪器，将样品农产品进行研磨粉碎，利用去离子水进行提取精华，继而分离出不同的重金属元素，并将分离出的重金属转化为氢化物，借助光谱检测系统将测定元素定量转化成为能够被检测的光谱信号。检测人员通过光谱信号的吸光前度以及吸光面积来确定农产品样品中重金属元素的含量。

液相色谱下原子荧光检测技术的应用优势在于能够对不同类型的重金属元素进行形态分型，技术应用范围较为广泛;应用劣势在于检测设备仪器较为复杂，对检测人员的技术操作水平要求相对较高。

5 结论

我国农产品种类繁多，且农产品样品类型相对较多，并且其中可能存在的重金属元素种类高达40多种，因此仅建立一套重金属检测机制是无法适用于所有农产品检测样品。我国农产品重金属检测工作是一项长期的工作，需要不断进行实践研究，根据不同农的产品重金属元素选择相应的重金属检测技术。此外，需要从源头处控制农产品重金属污染问题，避免耕种土壤被重金属所污染，只有加强对农产品生产各个环节的监管力度，才能彻底解决农产品重金属污染问题。

参考文献：

[1]王林华，欧阳乐飞，张庆起，等.海洋水产品中重金属检测方法的研究进展[J].水产养殖，2020，41（3）：1-4.

[2]徐吉东.原子吸收法在农产品重金属检测中应用的探索[J].农业开发与装备，2020（2）：119+125.

[3]张舒玄，卢海燕，李优琴，等.农产品中重金属的检测方法研究进展[J].理化检验（化学分册），2019，55（8）：976-983.

[4]李瑶佳.高效液相色谱-氢化物原子荧光联用技术分析富硒苦荞中的硒形态[J].山东化工，2018，47（21）：89-91+103.

[5]周利航，薛科宇，赵哲，等.原子荧光技术在农产品重金属检测中的应用[J].江西农业，2019（4）：125.