食品中常见的重金属污染及检测技术的研究

沈佳

随着经济社会的发展和科学技术的提高，食品安全问题引起了社会各界的普遍重视。重金属污染是危害中国食品安全的主要原因之一。为了更好地保证中国的食品安全，从而保障中国民众的生命健康，对食物中重金属污染物的科学分析方法进行深入研究是有效促进食品安全发展的关键。本文将通过对食物中常见的重金属污染物以及监测技术进行理论分析与实践研究，为重金属污染检测和食品安全保护提供重要的参考依据。

引言

随着社会的不断发展和人口的急剧增长，我国食品行业具有广阔的发展前景，但是与此同时，挑战与机遇是并存的，与食品相关的各类安全问题也层出不穷，其中重金属污染导致的食品安全问题是影响食品安全的主要原因之一。对于生活中的食物来说，重金属元素隐藏在生活中的各种细节当中，其带来的后果与危害却是不容忽视的。有些区域的重金属元素难以察觉，无声无息地隐藏在人们平时生活的环境和空气当中，这一类地方通常具有火山、矿物开采区域等等，这类的重金属元素通常是通过自然的因素。例如，风力、蒸发等生态循环进入人们的食物当中。除此之外，各种人为原因同样也是导致重金属元素进入人们的日常饮食当中的主要原因。在国民经济迅速发展的今天，农业、工业等行业都在平稳地发展着，这些行业在其发展和改革的过程当中都会涉及和应用各类重金属的元素。如果在使用完这些重金属元素之后，没有加以严格、规范、合理、科学的处理，忽视了其本身的危害，甚至没有经过严格的处理就将含有重金属元素的有毒气体和废水资源随意地排放进土地和庄稼当中，将对生态环境造成损害，影响食品安全。

一、重金属元素的基本概述

重金属元素单位密度要远远大于一般的金属元素，通常来说，重金属元素的界定都有固定的界限进行判断。在人们生活日常当中可以经常见到的金属元素如铁元素、銅元素、银元素、铝元素等都属于轻金属元素。除去轻金属元素外，重金属元素的内部离子一般会带有一定的有毒离子，一旦进入到人体，会给人们的身体健康造成严重的威胁和影响。现阶段科技和社会都在不断地发展与进步，食品受到重金属元素的污染现象也日渐严重，尤其是重金属元素的离子可以通过食物进行渗透，在人们看不见的过程当中悄无声息地进入人体。现阶段对于人们身体健康造成最大威胁的重金属元素大概分为几种，最为典型的包括汞元素，也就是生活中常见的水银，其被广泛地应用于生产、生活当中，如果水银出现了破解的现象，没有及时地进行科学合理的处理，挥发之后渗透进食物当中，会对人体造成威胁，引起食物中毒。汞中毒的患者往往出现口齿不清、手指麻木、视野缩小等现象，严重时甚至可能会导致瘫痪和死亡。而镉元素作为一种蓝白的重金属元素，尽管在自然界中的分布范围较广，但是含量相对于其他重金属元素来说较低。镉元素可以渗透进水资源当中，并且通过植物的根系被吸收进入植物性的食品当中，然后通过水资源和饲料等进入动物的体内。镉进入人体后，主要会造成肝肾功能的损害，使骨骼和消化系统出现问题，导致癌症的发生。铅元素作为一种灰白金属最常被用于制造电池、颜料等，在人们的日常生活当中也较为常见，且被广泛地使用。铅元素中存在有一种蓄积性的有毒元素，随着人体内的铅元素含量累计增加，可能引起造血功能障碍、神经系统受到损伤等现象，并且导致智力低下、反应迟钝，并且铅元素对于幼儿和胎儿的生长发育有着极大的影响。砷元素尽管是一种非金属元素，但其中许多理化性质和金属有着高度的相似，所以也常常被称为类金属。砷元素进入人体后，会对人体内产生重要作用的酶起到阻碍和抑制的作用，会导致人体多种酶的活性和细胞的分裂、繁殖受到严重的干扰和影响，从而导致体内的代谢出现一定程度上的障碍。急性砷中毒常常表现为肠胃炎的症状，严重时还有可能出现中枢神经系统麻痹而导致死亡的现象;慢性砷中毒主要表现为神经系统衰弱、皮肤暗黄、过度角质化等，并且砷及其化合物已经被确认为致癌物质。食物中毒的过程是一个慢性的反应，并且通过对于食物的渗透后再进入人体并不会直接地将中毒现象反应到表面，因此，这种慢性的反应更需要人们投入更多的注意力去避免此类现象的发生。另一方面，不同的重金属元素也具备着不同的特征，每一种重金属元素的离子在溶液当中都会呈现出不同的颜色反应现象。例如，铜离子元素在反应液当中的颜色会呈现蓝色，而铁离子会呈现出黄色，并且经过不同的化学反应之后，金属元素里面所包含的离子色彩也会出现不同的改变。例如，铜离子会变为翠绿，铁离子则变为淡黄色。因此，对于重金属元素的检测需要相关工作人员凭借金属单质所形成的基本特征，根据不同的重金属单质流入食品之后的现象，再重点剖析其造成的食品环境污染的具体情况以及选择合适的监测技术加以监测。由此，最大程度上对食品中的重金属元素进行检测，可避免重金属单质在食品中可能会给人体造成的健康威胁。

二、现阶段我国食品中重金属元素污染的来源

（一）自然因素

自然因素是现阶段人们对于食品中出现的重金属污染问题无法改变的，但是可以通过研究与分析进行有效规避，最大程度上减少此类问题的发生。首先，自然环境的影响是导致食品中重金属污染的一大方面。我国地理环境复杂，幅员辽阔，特殊的地理条件导致了部分区域的重金属元素远远超过了正常的规范和标准，通常这类区域都有着火山区或者是矿区。通过检测不难发现，具有这种特征的区域通常所含有的重金属单质浓度会极大程度上超过没有火山地区或者矿产区域的地方。并且火山的爆发和为经济社会发展所进行的矿产开发，会把重金属单质大规模地从地层引入地表与空气环境当中，久而久之，这种重金属单质的分子就会经由不同渠道与方法进行散播和传递，使其大规模地渗透到动植物的体内。当人们食用这些富含大量重金属单质的动物与植物时，会在不经意间吸收一定量的金属单质，而这些金属元素对人体所产生的毒性都存在着慢性反应的特性，所以许多时候人们都无法准确地察觉到大量的重金属单质在潜移默化间所形成的影响和危害，从而导致了即使受到严重的重金属污染也无法得到及时治疗的现象发生。重金属元素如果长时间地停留在人们的身体和脏器当中，会给身体中互相协调作用的众多脏器的正常工作造成一定的阻碍与损害，严重时甚至会威胁人们的生命健康，引起死亡的发生。因此，自然因素所导致的重金属元素污染需要引起人们的高度重视。

（二）人为因素

人为因素所带来的重金属食品污染并不比自然因素小，所以，相应的人员与部门不仅需要对于自然因素进行考察，同时也需要针对人为因素的危害做出相应的研究以及制定相对应的政策。目前中国处在新时期经济迅速发展的大潮当中，国民经济的快速增长促进社会的进步，各种行业也获得了良好的发展平台，重金属单质也被运用于相应的产业中加以创新和提升。重金属单质如果能够进行合理的使用，也是一个好的发展契机，其能够带动重工业、建筑业等产业的发展，从而促进城市的进步和国民经济的发展。不过，由于缺乏具体的规范制度和环境保护意识，许多专业的工作人员在使用重金属操作时没有相对的标准可以进行参考，因此使用的重金属元素经常会出现过量的情况发生，使得其变成危及人们生活质量的巨大障碍。例如，重金属应用在工业当中可以帮助工业的发展，但是在使用过程中，很多重金属已经渗透进入了工业的用水资源中，因此，工业所排放的废气、污水如不进行严格的管理和认真的筛选，会导致许多重金属残留，这些污水、废水被直接排进了庄稼和河流之中，会对其植物和土地造成影响。重金属单质离子可以通过水、泥土等为主要介质进行进一步的蔓延和传播，甚至进入动植物体内，给人类赖以生存的环境造成巨大的危险。此外，对食物的后期加工由于必须通过各种仪器来进行，所以重金属单质的小分子也很有可能渗入并黏附在仪器的表面，从而进入食物当中。

三、食品中重金属检测技术

（一）比色法

比色法，主要是指利用试剂或者试纸对被检验的产品进行依据化学方法的各种检验手段。针对不同的土壤中重金属离子在特定的检验物品中所显现出来的化学特性加以记录，并将其测定结果与现有的标准化色卡加以对比，由此得出最后的检验结论。不过，必须注意的一点是，由于采用比色法进行检验的结果通常会有相应的影响因素，对食品中的有色重金属检验结果目前还不能达到规范的规定。

（二）紫外-可见分光光度法

紫外-可见分光光度法，主要是用重金属单质与专用的化学试剂产生了化学反应后的显色剂，在紫外线下可以通过光吸收度的原理，来判断土壤中重金属的最终浓度。这种颜色检测的技术相对来说，操作较为简单且适合于在实验室应用，也是目前国内检验有色重金属污染中最为普遍的一个方法。不过在这个方法的实际应用中，有些显色剂并不容易得到，需要由相应的研究人员自己进行合成后才能够进行颜色检测。

（三）电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法，是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析法。该种检测方法基本上能够应用于分析所有的重金属等单质污染物的浓度，同时由于该种检测方法的灵敏度相对较高，其检出限较低，因此线性检测的适用范围比较宽泛。不过，由于该种检验方法所必须运用的仪器设备价格一般都比较高昂，并不是每个检测机构都能够拥有相应的仪器设备，所以影响了该種方法的推广与普遍使用。

（四）电化学分析法

电化学分析法具有分析速度较快的优势，且使用这种重金属污染监测的技术可以测定的元素较多，检测所需要用到的含有重金属元素的样本相对较少，有机物的干扰也比较小。随着目前我国电子信息技术的普及与飞速发展，以及先进的计算机技术的创新与应用，电化学分析法得到了非常广阔的发展平台和良好的发展机遇。

（五）原子光谱法

原子光谱法主要分为原子吸收光谱法、原子发射光谱法和原子荧光光谱法等相关内容。这三种光谱法的灵敏度普遍较高，取样的数量较少且分析通常较快。原子吸收光谱法主要是通过分析固体和高粘度的液体式样来进行分析。原子发射光谱法线性范围较为广阔并且能够检测多种元素。而原子荧光光谱法则通过测量元素的原子蒸气在辐射中所产生的荧光强度来进行检测，但是应用的范围较小，且在测定的时候受到散射光的影响较为严重。

总结

综上所述，食品作为人类生存与发展的重要基础物资，其作用和意义不容忽视，因此，确保食品安全也是在确保人类的发展。食品中天然存在的重金属元素较少，通常都是由于目前的食品加工、运输、储藏等环节而导致的重金属元素的渗透，因此，加强对食品当中重金属元素的检测可以很大程度上保证食品安全。为了有效地对食品中的重金属元素进行科学的检测和合理的分析，就需要人们在灵活的运用现有检测技术的同时，不断地进行发展与创新，结合具体的问题，采用相适应的检测技术，为食品安全保驾护航。