食品中重金属检测技术质量控制的优化路径

随着社会不断发展，我国的食品种类逐渐丰富，数量越来越庞大，但却存在质量参差不齐的现象，甚至暗藏食品安全问题。为保障国民食品安全，应加强食品中重金属含量的检测，利用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等技术，有效检测食品中重金属含量，避免发生食品安全问题。

一、食品中重金属的危害

重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等，目前常见的重金属种类大约有45种。科学研究发现，有些重金属通过食物进入人体，会干扰人体的正常生理功能，危害人体健康，被称为有毒重金属，包括铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）等。

随着工业与农业的不断发展，重金属对我国的农业环境生态造成严重的污染，持续威胁人们的健康。当前我国受到重金属污染的耕地面积逐渐扩大，截至2023年，受污染耕地面积将近2000万平方米。严重的土壤污染不仅导致粮食减产，粮食中的污染物含量超标，还会威胁人们的生命安全。比如，人类若食用了重金属铅与汞含量超标的食物，铅与汞可以穿过血脑屏障进入大脑，对神经系统产生有害影响，甚至会导致认知功能低下、行为异常。再如，若过量摄入重金属镉，可能导致肾脏损伤，进而引起肾功能不全，导致慢性肾病。

二、食品中重金属的检测技术

（一）原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（AAS）是基于试样蒸气中待测元素的基态原子，对光源发出的该原子的特征谱线的吸收作用进行重金属元素定量分析的一种方法，其检测原理如图1所示。具体来看，AAS是利用空心阴极灯的光源发出一定波长的激光，经过原子化器内的原子蒸气时会有一部分被吸收，而透射出去的那一部分则可以通过光谱与探测系统测出被吸收的程度，也就是吸收率，吸收率与重金属元素的原子浓度呈现出线性关系，进而可以得到被测物质的含量。

AAS广泛应用于农业检测中，不仅可以检测土壤、化肥和植物中的微量元素，也可以检测农产品中的重金属，用于评估与分析农业环境。AAS检测重金属含量的最高限度达到10/L，具有选择性好、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高等优点，但也存在多元素同步检测困难、非金属和难熔性元素难以确定、对复杂样品的干扰大等问题。

图1：原子吸收光谱法的检测原理

（二）电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是一种将电感耦合等离子体（ICP）和质谱结合在一起的分析仪器，具有灵敏度较高、检测范围较广等优点。ICP-MS仪器可以用于分离和检测不同的同位素，仪器的主要装置放在真空系统中，将物质中的成分气化、电离生成离子束，经过电压加速和聚焦作用，然后通过磁场以及电场。不同质量的离子受到磁场、电场的偏转作用的不同，使每种成分被聚焦在不同的位置上，从而获得不同同位素的质谱图。ICP-MS可用于物质的定性、半定量和定量分析以及同位素比测定，检测模式灵活多样。

（三）激光诱导击穿光谱法

激光诱导击穿光谱法（LIBS）是目前重金属检测领域应用最广泛的一种方法，其工作原理如下：激光经透镜聚焦在样品表面，当激光脉冲的能量密度大于击穿门槛能量时，就会在局部产生等离子体，称作激光诱导等离子体。等离子体随着向外界环境膨胀过程而逐渐冷却，并发射表征样品组分信息的光谱，利用光电探测器和光谱仪对等离子体发射光谱进行采集。通过解析等离子体光谱，并结合定量分析模型，便可以得到分析样品组分的类别和含量信息，从而对化学元素进行实时、快速的定性、定量分析。激光诱导击穿光谱具有无需样品前处理、易于实现原位、快速检测、与被测物体无关等优点，但也存在设备昂贵、脉冲能量波动大、无法均匀分布样本等不足。

（四）原子荧光光谱法

原子荧光光谱法（AFS）是一种利用辐射能进行原子光谱分析的方法，其检测原理如图2所示。具体来看，利用激发光源发出的原子蒸气产生原子荧光，在特定的条件下，其发光强度与待测物中待测元素浓度之间的关系符合朗伯特-比尔（Lambert-Beer）定律，通过测量其荧光强度，便可以得到待测元素的含量。原子荧光光谱法的优势是吸收了原子吸收法和原子发射法的优点，同时也弥补了这两种方法在某些方面的缺陷，具有灵敏度高、谱线简单等特点。

图2：原子荧光光谱法的检测原理

三、食品中重金属检测技术质量控制路径

（一）建立符合质量管理规范的质量管理体系

建立完善的食品中重金属检测质量管理文件，制定科学合理的操作规程及标准化程序，按照实验程序严格操作与记录，合理分析实验检测中出现的不合理数据，对其进行统计并分析不合格的原因，及时采取措施改进，提高检测效能与效益。

具体来看，首先，按照检测的目的及需求，制定科学、合理的质量目标，设定灵敏度、準确性、重现性等指标，明确标准的检测程序。其次，通过使用内部质量控制与外部质量评比两种方式，合理监测与评价食品中重金属检测方法的效果，若发现问题及时解决。最后，积极与其他企业一起交流最新检测技术，引进新的技术与质量管理理念，提高食品中重金属检测技术的质量管理水平。

（二）严格执行操作规程和技术规范

在食品中重金属的检测过程中，若检测技术不规范，或者未严格按照检测规程完成检测，都会导致检测质量较差，因此制定和完善操作规程和技术规范对于提高检测水平具有重要意义。

在进行食品中重金属的检测过程中，采样、制备、检测各环节要尤其注意，检测机构要明确设备的使用规范、具体样品的处理及检测方法，保障每个环节的步骤都清晰明了，使检测人员可以实现标准化操作。

检测人员在检测前也应经过专业的培训，尤其要把操作规程与技术规范纳入培训范畴，按照新的食品重金属检测要求及时更新操作规程与技术规范，并结合实际检测情况进行适当调整，确保质量管理体系的规范性与有效性。每次检测前，检测人员应做好记录，详细记录每一次的操作过程、检测参数及最终结果，便于后续溯源。

（三）建立可追溯体系

1.标准物质的使用。建立追溯体系之前，要重视标准物质的使用，实验室应把标准物质作为校准仪器的“助手”，也可以利用标准物质验证所用检测技术的准确性。所有实验室选择标准物质时，应该选择符合我国国家标准及行业标准、来源可靠、高纯度且具有良好稳定性的标准物质。

2.样品的编号和记录。检测过程中可能会用到大量样品，为避免样品发生混淆，应在每一个实验样品上进行编号，并将编号输入系统中，详细登记检测样品的来源、采样时间及保存信息等。针对检测结果发生异常的样品，应记录出现异常的原因，为后续的数据分析提供有效的参考。

3.校准和验证记录。实验室应加强校准与验证记录的管理，详细记录仪器的校准时间、方法及检测结果，提高检测仪器设备的精确度与准确度。同时，加强检测结果验证记录的管理，重视验证时间、方法、结果等信息的登记，提高检测方法的准确性与可重复性。

综上所述，为保障我国食品安全，应重视食品中重金属检测技术的质量管理，不断完善我国食品中重金属检测技术的质量管理体系，严格执行相应的操作规程与技术规范，并建立可追溯体系，落实我国的食品安全监管制度，更好地保障人民群众“舌尖上的安全”。

作者简介：高海成（1992-），男，汉族，山东人，助理工程师。