食品中重金属的检测与控制技术研究

◎ 马小宁

（绥德县市场监管综合执法大队，陕西 榆林 719000）

随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重，食品中的重金属污染问题也日益突出。重金属如铅、汞、镉等，会对人体健康造成严重危害，因此，对食品中重金属的检测与控制至关重要[1]。通过检测食品中的重金属含量，可以有效防止重金属超标的食品流入市场，从而保障人们的饮食安全。近年，食品安全问题频发。给国家和社会带来巨大的经济损失，因此，对食品中的重金属含量进行检测，可以有效预防食品安全问题，有利于促进食品产业的健康发展，为国家经济发展作出积极贡献。

随着国际贸易的不断发展，食品质量安全问题已经成为国际贸易的重要壁垒。通过检测和控制食品中的重金属含量，可以提高食品的质量和安全性，增强我国食品在国际市场上的竞争力。因此，相关部门应加强对食品中重金属含量的检测和控制工作，确保食品安全和人们的健康。基于此，本文介绍了食品中重金属的检测与控制技术，以供参考。

1 食品中重金属物质的来源

食品中重金属物质的来源主要包括以下方面：①环境污染。随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益严重。工业废水、废气排放等，会导致土壤、水源中的重金属含量增加，进而污染农产品[2]。例如，铅、汞、镉等重金属元素，可以通过土壤和水源进入农作物，进而污染农产品。而农产品作为食品加工的原材料，其中所含的重金属就会随之进入食品当中。②农药残留。很大一部分的农药中都含有重金属元素，长期使用可能残留于农产品中。例如，有机汞农药是一种常见的农药，其残留于农产品中会对人体健康造成危害。③食品添加剂。部分食品添加剂中含有重金属元素，如防腐剂、抗氧化剂等。这些添加剂在食品加工过程中被广泛使用，如果过量添加或者使用不当，可能导致食品中的重金属含量超标。④食品加工过程中，使用的容器、管道等设备可能含有重金属元素，进而污染食品。例如，不锈钢容器中的铬元素可能会在加工过程进入食品中。⑤运输和储存过程。食品包装材料、储存容器等，可能含有重金属元素，进而污染食品。例如，一些包装材料中含有铅、汞等重金属元素，如果长时间接触食品，可能会污染食品。

2 食品中的重金属对人体的危害

食品中的重金属对人体的危害非常大，其可以通过食物链进入人体，积累在人体的各个部位，对人体健康产生严重的威胁。重金属对人体神经系统的影响最为显著。例如，汞是一种常见的重金属元素，其可以破坏人体的神经系统，导致记忆力减退、注意力不集中等现象。长期摄入汞还可能引起汞中毒，出现震颤、幻觉等严重症状。

重金属对人体消化系统的影响也不容忽视。例如，镉可以引起消化道炎症，出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状[3]。长期摄入镉还可能引起肝肾损伤，甚至导致癌症的发生。此外，长期摄入重金属元素可能导致免疫功能下降，使人体容易感染疾病。更为严重的是，重金属可能对人体生殖系统产生影响。例如，镉可以影响男性的睾丸功能，降低精子的数量与质量，影响男性的生殖能力。同时，镉可以影响女性的卵巢功能，导致不孕不育等问题的发生。

3 食品中的重金属检测方法

3.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（AAS）是一种常用的测定食品中重金属的方法，其利用原子能级跃迁的原理，通过测量特定波长的光被吸收的程度，确定样品中重金属的含量。在食品中，重金属如铅、汞、镉、砷等可能对人体健康造成危害。因此，准确测定这些重金属的含量对于食品安全评估至关重要。

在原子吸收光谱法中，通常使用原子吸收光谱仪进行测定。该仪器由光源、原子化器、分光系统和检测系统组成[4]，其作用原理如下：光源发出特定波长的光，通过原子化器将样品中的目标元素转化为原子态；这些原子吸收特定波长的光，导致光强减弱；通过检测系统测量光强的减弱程度，确定样品中目标元素的含量。

3.2 原子荧光光谱法

当原子吸收特定波长的光后，在一定条件下会发射出特定波长的荧光。原子荧光光谱法（AFS）就是基于此原理设计而成。在AFS 法中，通常会使用氢化物发生器，将样品中的目标元素转化为气态氢化物[5]。这一转化过程主要是通过在氢化物发生器中加入适量的酸和还原剂实现的。酸的作用是使样品中的目标元素离子化，而还原剂则将目标元素还原为原子态。转化后的气态氢化物通过载气被引入原子化器中进行原子化。在原子化器中，目标元素原子被激发到高能态。这个过程通常是通过使用光源来实现的，光源会发射出特定波长的光，这些光会激发目标元素原子，使其从基态跃迁到激发态。当这些原子从激发态返回到基态时，会发射出特定波长的荧光。荧光发射的强度与目标元素原子的数量成正比，可以用来确定样品中目标元素的含量。

与原子吸收光谱法相比，AFS 法受背景干扰较小，能够获得更准确的测定结果。不仅如此，此方法操作简便，样品前处理相对简单，能够快速准确地测定食品中的重金属元素。此外，AFS 法可以实现多元素同时测定，极大提高了样品的分析效率。

3.3 原子发射光谱法

原子发射光谱法（AES）的原理：原子在受到激发后，会释放出特定波长的光，通过测量这些光的波长和强度，可以确定样品中目标元素的含量。原子或离子在受到热激发或电激发后，会发射出特定波长的光。这些光的波长和强度与原子的种类和状态有关。通过测量这些光的波长和强度，可以确定样品中目标元素的种类和含量。在AES 法中，通常使用火花或电弧等激发源将样品中的原子或离子激发到高能态，然后发射出光。通过测量这些光的波长和强度，可以确定样品中目标元素的种类和含量。

AES 法操作简便，样品前处理相对简单，能够快速准确地测定食品中的重金属元素。通过AES 法可以准确地测定水果蔬菜等样品中重金属元素的含量，为食品安全评估提供依据。

3.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）结合了电感耦合等离子体的高温、高压特性与原子发射光谱法的精确定量能力，为食品中的重金属分析，提供了高灵敏度、高准确度和高选择性的解决方案。电感耦合等离子体原子发射光谱法是一种基于原子发射光谱法的分析技术。在电感耦合等离子体中，样品溶液通过雾化系统形成气溶胶，然后在高温和高压条件下进行电离。电离后的原子在受到激发后，会发射出特定波长的光。通过测量这些光的波长和强度，可以确定样品中目标元素的种类和含量。

ICP-AES 具有极高的灵敏度，可以检测痕量级别的重金属元素，并且精密度极高，可以准确测定样品中重金属元素的含量。此外，ICP-AES的线性范围较宽，可以满足不同浓度样品的分析需求。

3.5 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是一种基于质谱技术的分析方法，它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱的精确定量能力相结合，为食品中的重金属分析提供了高灵敏度、高准确度和高选择性的解决方案。在电感耦合等离子体中，样品溶液通过雾化系统形成气溶胶，继而雾化成微小的液滴，这些液滴会在高温和高压条件下进行电离。在电离过程中，溶液中的原子或离子被电离成带电的离子，这些离子在等离子体中被激发并发出特定波长的光，通过测量这些光的波长和强度，可以确定样品中目标元素的种类与含量。

与传统的原子吸收光谱法相比，电感耦合等离子体质谱法具有更高的灵敏度和更低的检测限。它能够准确地测定痕量级别的重金属元素，满足对食品安全的高标准要求。此外，电感耦合等离子体质谱法还可以实现多种重金属元素的同时测定，简化实验流程，降低分析成本。

4 食品中重金属的控制技术研究

为了降低食品中重金属的含量、确保食品的安全性，采取有效的控制技术措施至关重要。①源头控制是预防食品中重金属污染的首要措施。在农业生产环节，加强环境污染治理至关重要。一方面，通过减少污水灌溉、农药和化肥的过度使用、采用有机农业和生态农业的种植方式，可以从源头上减少重金属对农产品的污染。另一方面，通过建立农田土壤和水质的监测网络，可以及时发现并处理污染问题。②在食品加工过程中，通过改进加工工艺，使用先进的清洗、分离和提纯技术等一系列措施，可以有效去除食品中的重金属。此外，优化生产流程、加强设备维护和清洁管理，也能够减少重金属的交叉污染。

合理使用食品添加剂是降低食品中重金属含量的重要措施之一。在添加剂的选择上，应避免使用含有重金属的添加剂，如某些色素、防腐剂等。此外，加强对食品中重金属的检测，也是保障食品安全的关键环节。总之，相关部门应建立完善的检测体系，采用先进的检测技术和方法，提高检测的准确性与灵敏度，为食品安全保驾护航。

5 结语

随着人们对食品安全质量的要求日渐提高，重金属污染越来越受到人们的关注。因此，对食品中重金属的检测与控制技术进行研究，至关重要。本研究介绍了原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）、原子发射光谱法（AES）、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）的原理，分析了其在食品重金属检测中的应用，并提出了降低食品中重金属含量的有效措施。未来，相关部门需要进一步加强食品中重金属的检测与控制技术研究，探索更加高效、准确、简便的检测方法和技术手段，提高食品安全整体水平。