食品安全中重金属检测方法及应用分析

重金属主要涵盖汞、铜、镉、铅等金属，食品重金属污染一般指食品中砷、铅、铬、镉、汞等重金属含量超标，从而危害人体健康。当前，因为环境污染等原因，食品中重金属超标的现象十分常见，为了保障消费者的身体健康，需要积极采用检测速度快、精度高以及灵敏度良好的检测手段，有效防止重金属含量超标的食品进入市场。

一、食品中重金属来源以及途径

1.重金属来源。对于重金属超标的食品，其中的重金属主要来源于自然环境，这是造成食品重金属污染的主要原因。比如，在火山地震带上，经常发生地震以及火山喷发等灾害，会导致重金属进入附近水源以及土壤中，动物食用了污染土壤上生长的植物以及受到污染的水源后，其体内就会残留重金属元素，由该动物加工而成的动物食品内也会残留重金属。再如，矿山周边的土壤重金属污染问题也较为严重，主要是由于矿山的重金属元素含量较多，这些金属会对附近水源以及土壤产生污染，进而使得土壤中长出的农作物也被污染。还有一部分污染是由于农民不规范使用农药、化肥造成的。在过去，每年都有大量的化学物质被当成肥料和农药施用在农用土壤上，这些行为会导致土壤中重金属特别是镉、铅、砷等含量的上升。

食品中重金属的另一个来源则是生产加工过程中，一些重金属材料与食品接触导致食品被重金属污染。

2.污染途径。（1）大气污染。大气中的重金属元素会附着在粉尘上，粉尘在空气气流的作用下，向各个地方传播。粉尘中的重金属基于一定条件能够变为气体溶胶，此类气溶胶会向土壤表层渗透，使得土壤中重金属含量超标。在雨水较多地区，气体溶胶能够通过雨水向土壤中渗透，也会导致土壤受到重金属污染。在农作物生长过程中，根系会吸入土壤中的重金属元素，进而造成农作物被重金属污染。

（2）包装污染。为了降低运输环节对食品造成的破坏，部分食品会选择金属材料进行包装，其中铝材料与铁材料使用频率较高。如果运输或储存条件发生变化，包装材料里的重金属就会析出，从而污染食品。

二、重金属污染的危害

人们食用了被重金属污染的食品后会对人体健康造成严重危害，使基体代谢出现紊乱，最终诱发相应疾病。以下简单介绍几种重金属的危害情况。

1.砷污染的危害。砷元素虽然为非金属元素，然而其一些理化性质与金属元素类似，砷化合物涵盖有机砷与无机砷两种类型，有机砷毒性弱于无机砷毒性。砷化合物在畜禽生长促进剂与农药等方面被广泛应用，所以会导致畜禽食品与植物存在砷元素残留，造成砷污染。砷元素会抑制人体中的酶物质，严重干扰细胞繁殖、分裂、呼吸以及酶的活性，病症涵盖慢性与急性两种类型，其中，慢性症状主要体现在以下方面：神经衰弱、皮肤色素砷中毒沉积以及过度角质化等。急性砷中毒以肠胃炎症为主，严重情况下会造成中枢神经麻痹。

2.铅污染的危害。铅元素一般来源于餐具、膨化食品等，某些中成药、水产品、茶叶、螺旋藻、芦荟、木耳、香菇等也会检出铅元素。铅主要通过呼吸道、消化道、皮肤等进入人体器官，能够在动物与人体组织中不断积累，达到一定量后就会引发肾损伤、贫血症以及神经机能失调等。铅中毒后，人会表现出贫血、反应迟钝以及智力低下等症状，免疫较低、老人、儿童等人群最易受到损害。

3.镉污染的危害。镉元素的来源一般是化学工业废水、电池、染料、冶炼、采矿、电镀等，能够借助植物根系进入到植物中，同时通过饲料与饮水等向动物体内转移，导致肉食类食品含有镉元素。从检测中可以发现，水产品、灵芝、大米、螺旋藻、木耳、香菇等食物中也会检出镉元素。镉元素进入人体之后，在肝脏与肾脏中聚积，会损害人体消化系统、骨骼以及肾功能。镉元素对肾脏近曲小管造成损伤之后，会导致蛋白质、钙以及其他营养物质的流失，引发骨质脱钙问题，造成患者骨痛。急性镉中毒会造成意识丧失、口水增多、头晕、腹泻以及呕吐等症状，免疫力低人群、矿业工作者极易受到镉元素的危害。

4.汞污染的危害。汞元素与相应化合物都是剧毒物质，化妆品、水生生物、燃煤、仪表厂、食盐电解等是汞元素的主要来源。汞元素随着血液能够进入脑组织，并不断积累，在积累量超出一定数值之后会损害脑组织，部分汞元素还会向肾脏转移。有机汞中毒是汞中毒的主要形式，表现为运动失调、口齿不清以及视野縮小等，严重情况下还会出现吞咽困难、肢体变形以及瘫痪等症状。孕妇在食用了含有汞元素的鱼肉之后，虽然自身不发病，但是甲基汞会借助胎盘向胎儿体内转移，导致婴儿出现水俣病。海鲜嗜好者、孕妇、女性极易遭受汞污染的危害。

5.铬污染的危害。铬元素主要来源于陶瓷原料、橡胶、鞣革、工业颜料、皮革制剂以及化妆品原料等。铬元素进入人体后会引发腹泻、腹部不适以及其他中毒症状，引发湿疹或是过敏性皮炎等疾病，还会腐蚀、刺激呼吸道，引发支气管炎以及咽炎等病症。对于水污染问题较为严重的地区，当地居民经常接触铬，皮炎、腹泻、结核病、鼻炎以及支气管炎等疾病的发生概率较高。需要注意的是，六价铬比三价铬的毒性更大，属于2类致癌物。

6.铜污染的危害。铜元素是人体必需元素，如果人体缺乏铜，会影响内分泌和神经系统功能的正常运作，降低机体免疫力。但如果铜元素摄入过量就会引发中毒问题，比如肝豆状核变性以及急性铜中毒等。

7.锑污染的危害。矿物燃料燃烧、锑矿冶炼等，会导致锑元素通过粉尘或是蒸汽等形式进入大气中，流水侵蚀含锑矿石、排放工业废水等均可能造成水中锑含量超标。锑元素与砷元素毒性类似，五价锑元素弱于三价锑元素，难溶性化合物毒性弱于水溶性，化合物毒性弱于锑元素粉尘。锑元素能够对人体皮肤、喉咙、鼻、眼等造成刺激，如果接触时间较长就会对肝脏与心脏造成损害，吸入过量会引发锑中毒问题，主要症状为呼吸困难、头痛、呕吐等。

三、重金属的检测方法与应用

1.物理检测技术。借助物理检测技术能够在保证食品样品完整的条件下开展检测工作，操作性良好，同时检测速度较快。不同的物理检测方法，其检测方式也存在差异。（1）电感耦合法。一般是借助比石墨炉灵敏度高的原子吸收光谱技术开展。借助此种检测手段，可以对食品中各种重金属开展全面分析，在大批量食品样品检测工作中具有良好适合性。比如，对食品中汞元素进行检测时，即可以借助毛细管微萃取/电感耦合以及其他离子质谱技术开展检测工作，在此过程中检测人员应该注意该方法的检测线，以充分保证回收率。

虽然该方法的检测结果具有良好的准确性，但是此种检测方式对仪器设备具有较高要求，同时设备价格非常高昂。并且，在选择该方法开展检测工作前，应该对食品样品进行前处理，否则会影响部分金属元素的检测准确性。基于以上两点的限制，该技术的应用并不广泛。

（2）原子吸收光谱技术。选择该技术开展食品重金属检测工作时，需要使待检测食品样品溶液与基体改进剂进行有机融合，以便让样品溶液中的重金属元素能够保持稳定状态，同时应采用科学的防护措施，确保溶液不会出现挥发现象。

（3）X射线荧光技术。该技术的主要原理是借助高能射线对原子进行激发处理，之后可以将X射线光谱线射出，各种元素的波长特征谱线较为固定，通过测量X射线荧光的光谱线能量，能够获得样品中重金属元素的类型。之后测定某个元素的分析谱线强度，同时对比样品中相同谱线强度，或是结合基本参数计算，就可以获得此元素的具体含量。

（4）原子荧光光谱技术。该技术的主要原理是结合气态原子基于辐射照射后会发出荧光，检测人员可以根据荧光强度情况对食品中重金属元素进行判断。现阶段，检测食品中汞、镉、锡等重金属时，均能够借助该技术进行检测。另外，相关人员对微波消解技术和AFS技术进行有机结合，可以对药材中镉、汞、铅等重金属含量进行计算，最终结果显示标准样品测定数量均符合标准要求。

2.化学检测技术。在食品重金属检测工作中，化学检测方式多种多样，同时检测技术均非常稳定，可靠性与灵敏性良好，结果较为准确。但是，部分检测设备规格较大、投入费用较高，移动也较为困难，给检测人员带来了不便。所以，相关单位与人员通过相应实践研究之后，开发出了较为简单的检测技术，此种类型的检测技术可以快速获得结果，还可以有效保证筛选速度，充分提高检测的准确性，应用较为广泛。

（1）电化学分析法。应用电化学方法开展重金属检测工作时，需要应用电解质溶液、检测装置以及传感器等。基于电化学技术，科研人员研发出了可靠性突出、灵敏度高的重金属传感器，同时可以与虚拟设备、微电子技术等進行有机结合，获得低功耗检测设备，满足食品重金属的检测需求。

（2）试剂比色技术。借助该技术开展食品重金属检测工作，可以充分缩短检测工作的准备时间，还可以有效利用重金属相关化学反应，让重金属变为有色因子，让试剂颜色出现明显变化。通过观察颜色情况，就能够获得食品中重金属类型，随着颜色深度不断增加，表示其中的重金属含量也不断增加。

（3）试纸检测法。试纸法是一种简单、快速、方便的检测方法，可简化检测步骤、节约检测成本，同时重复性较为突出，准确性也较高，可快速检测食品中的重金属。

综上所述，食品中重金属超标会引发人体中毒问题，对于重金属污染，应该在源头上控制污染源，避免其污染食品。同时应该借助高效、科学的检测方法，提前开展食品中重金属的检测工作，确保含有重金属的食品不会流入市场，充分保障食品安全。

作者简介：姜琴（1984-），女，汉族，山西临汾人，硕士研究生，工程师，研究方向为食品农产品检测。