食品中常見的重金屬污染及檢測技術(shù)的研究

沈佳

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和科學技術(shù)的提高，食品安全問題引起了社會各界的普遍重視。重金屬污染是危害中國食品安全的主要原因之一。為了更好地保證中國的食品安全，從而保障中國民眾的生命健康，對食物中重金屬污染物的科學分析方法進行深入研究是有效促進食品安全發(fā)展的關(guān)鍵。本文將通過對食物中常見的重金屬污染物以及監(jiān)測技術(shù)進行理論分析與實踐研究，為重金屬污染檢測和食品安全保護提供重要的參考依據(jù)。

引言

隨著社會的不斷發(fā)展和人口的急劇增長，我國食品行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景，但是與此同時，挑戰(zhàn)與機遇是并存的，與食品相關(guān)的各類安全問題也層出不窮，其中重金屬污染導致的食品安全問題是影響食品安全的主要原因之一。對于生活中的食物來說，重金屬元素隱藏在生活中的各種細節(jié)當中，其帶來的后果與危害卻是不容忽視的。有些區(qū)域的重金屬元素難以察覺，無聲無息地隱藏在人們平時生活的環(huán)境和空氣當中，這一類地方通常具有火山、礦物開采區(qū)域等等，這類的重金屬元素通常是通過自然的因素。例如，風力、蒸發(fā)等生態(tài)循環(huán)進入人們的食物當中。除此之外，各種人為原因同樣也是導致重金屬元素進入人們的日常飲食當中的主要原因。在國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，農(nóng)業(yè)、工業(yè)等行業(yè)都在平穩(wěn)地發(fā)展著，這些行業(yè)在其發(fā)展和改革的過程當中都會涉及和應(yīng)用各類重金屬的元素。如果在使用完這些重金屬元素之后，沒有加以嚴格、規(guī)范、合理、科學的處理，忽視了其本身的危害，甚至沒有經(jīng)過嚴格的處理就將含有重金屬元素的有毒氣體和廢水資源隨意地排放進土地和莊稼當中，將對生態(tài)環(huán)境造成損害，影響食品安全。

一、重金屬元素的基本概述

重金屬元素單位密度要遠遠大于一般的金屬元素，通常來說，重金屬元素的界定都有固定的界限進行判斷。在人們生活日常當中可以經(jīng)常見到的金屬元素如鐵元素、銅元素、銀元素、鋁元素等都屬于輕金屬元素。除去輕金屬元素外，重金屬元素的內(nèi)部離子一般會帶有一定的有毒離子，一旦進入到人體，會給人們的身體健康造成嚴重的威脅和影響?，F(xiàn)階段科技和社會都在不斷地發(fā)展與進步，食品受到重金屬元素的污染現(xiàn)象也日漸嚴重，尤其是重金屬元素的離子可以通過食物進行滲透，在人們看不見的過程當中悄無聲息地進入人體。現(xiàn)階段對于人們身體健康造成最大威脅的重金屬元素大概分為幾種，最為典型的包括汞元素，也就是生活中常見的水銀，其被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)、生活當中，如果水銀出現(xiàn)了破解的現(xiàn)象，沒有及時地進行科學合理的處理，揮發(fā)之后滲透進食物當中，會對人體造成威脅，引起食物中毒。汞中毒的患者往往出現(xiàn)口齒不清、手指麻木、視野縮小等現(xiàn)象，嚴重時甚至可能會導致癱瘓和死亡。而鎘元素作為一種藍白的重金屬元素，盡管在自然界中的分布范圍較廣，但是含量相對于其他重金屬元素來說較低。鎘元素可以滲透進水資源當中，并且通過植物的根系被吸收進入植物性的食品當中，然后通過水資源和飼料等進入動物的體內(nèi)。鎘進入人體后，主要會造成肝腎功能的損害，使骨骼和消化系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導致癌癥的發(fā)生。鉛元素作為一種灰白金屬最常被用于制造電池、顏料等，在人們的日常生活當中也較為常見，且被廣泛地使用。鉛元素中存在有一種蓄積性的有毒元素，隨著人體內(nèi)的鉛元素含量累計增加，可能引起造血功能障礙、神經(jīng)系統(tǒng)受到損傷等現(xiàn)象，并且導致智力低下、反應(yīng)遲鈍，并且鉛元素對于幼兒和胎兒的生長發(fā)育有著極大的影響。砷元素盡管是一種非金屬元素，但其中許多理化性質(zhì)和金屬有著高度的相似，所以也常常被稱為類金屬。砷元素進入人體后，會對人體內(nèi)產(chǎn)生重要作用的酶起到阻礙和抑制的作用，會導致人體多種酶的活性和細胞的分裂、繁殖受到嚴重的干擾和影響，從而導致體內(nèi)的代謝出現(xiàn)一定程度上的障礙。急性砷中毒常常表現(xiàn)為腸胃炎的癥狀，嚴重時還有可能出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)麻痹而導致死亡的現(xiàn)象;慢性砷中毒主要表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)衰弱、皮膚暗黃、過度角質(zhì)化等，并且砷及其化合物已經(jīng)被確認為致癌物質(zhì)。食物中毒的過程是一個慢性的反應(yīng)，并且通過對于食物的滲透后再進入人體并不會直接地將中毒現(xiàn)象反應(yīng)到表面，因此，這種慢性的反應(yīng)更需要人們投入更多的注意力去避免此類現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面，不同的重金屬元素也具備著不同的特征，每一種重金屬元素的離子在溶液當中都會呈現(xiàn)出不同的顏色反應(yīng)現(xiàn)象。例如，銅離子元素在反應(yīng)液當中的顏色會呈現(xiàn)藍色，而鐵離子會呈現(xiàn)出黃色，并且經(jīng)過不同的化學反應(yīng)之后，金屬元素里面所包含的離子色彩也會出現(xiàn)不同的改變。例如，銅離子會變?yōu)榇渚G，鐵離子則變?yōu)榈S色。因此，對于重金屬元素的檢測需要相關(guān)工作人員憑借金屬單質(zhì)所形成的基本特征，根據(jù)不同的重金屬單質(zhì)流入食品之后的現(xiàn)象，再重點剖析其造成的食品環(huán)境污染的具體情況以及選擇合適的監(jiān)測技術(shù)加以監(jiān)測。由此，最大程度上對食品中的重金屬元素進行檢測，可避免重金屬單質(zhì)在食品中可能會給人體造成的健康威脅。

二、現(xiàn)階段我國食品中重金屬元素污染的來源

（一）自然因素

自然因素是現(xiàn)階段人們對于食品中出現(xiàn)的重金屬污染問題無法改變的，但是可以通過研究與分析進行有效規(guī)避，最大程度上減少此類問題的發(fā)生。首先，自然環(huán)境的影響是導致食品中重金屬污染的一大方面。我國地理環(huán)境復雜，幅員遼闊，特殊的地理條件導致了部分區(qū)域的重金屬元素遠遠超過了正常的規(guī)范和標準，通常這類區(qū)域都有著火山區(qū)或者是礦區(qū)。通過檢測不難發(fā)現(xiàn)，具有這種特征的區(qū)域通常所含有的重金屬單質(zhì)濃度會極大程度上超過沒有火山地區(qū)或者礦產(chǎn)區(qū)域的地方。并且火山的爆發(fā)和為經(jīng)濟社會發(fā)展所進行的礦產(chǎn)開發(fā)，會把重金屬單質(zhì)大規(guī)模地從地層引入地表與空氣環(huán)境當中，久而久之，這種重金屬單質(zhì)的分子就會經(jīng)由不同渠道與方法進行散播和傳遞，使其大規(guī)模地滲透到動植物的體內(nèi)。當人們食用這些富含大量重金屬單質(zhì)的動物與植物時，會在不經(jīng)意間吸收一定量的金屬單質(zhì)，而這些金屬元素對人體所產(chǎn)生的毒性都存在著慢性反應(yīng)的特性，所以許多時候人們都無法準確地察覺到大量的重金屬單質(zhì)在潛移默化間所形成的影響和危害，從而導致了即使受到嚴重的重金屬污染也無法得到及時治療的現(xiàn)象發(fā)生。重金屬元素如果長時間地停留在人們的身體和臟器當中，會給身體中互相協(xié)調(diào)作用的眾多臟器的正常工作造成一定的阻礙與損害，嚴重時甚至會威脅人們的生命健康，引起死亡的發(fā)生。因此，自然因素所導致的重金屬元素污染需要引起人們的高度重視。

（二）人為因素

人為因素所帶來的重金屬食品污染并不比自然因素小，所以，相應(yīng)的人員與部門不僅需要對于自然因素進行考察，同時也需要針對人為因素的危害做出相應(yīng)的研究以及制定相對應(yīng)的政策。目前中國處在新時期經(jīng)濟迅速發(fā)展的大潮當中，國民經(jīng)濟的快速增長促進社會的進步，各種行業(yè)也獲得了良好的發(fā)展平臺，重金屬單質(zhì)也被運用于相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)中加以創(chuàng)新和提升。重金屬單質(zhì)如果能夠進行合理的使用，也是一個好的發(fā)展契機，其能夠帶動重工業(yè)、建筑業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而促進城市的進步和國民經(jīng)濟的發(fā)展。不過，由于缺乏具體的規(guī)范制度和環(huán)境保護意識，許多專業(yè)的工作人員在使用重金屬操作時沒有相對的標準可以進行參考，因此使用的重金屬元素經(jīng)常會出現(xiàn)過量的情況發(fā)生，使得其變成危及人們生活質(zhì)量的巨大障礙。例如，重金屬應(yīng)用在工業(yè)當中可以幫助工業(yè)的發(fā)展，但是在使用過程中，很多重金屬已經(jīng)滲透進入了工業(yè)的用水資源中，因此，工業(yè)所排放的廢氣、污水如不進行嚴格的管理和認真的篩選，會導致許多重金屬殘留，這些污水、廢水被直接排進了莊稼和河流之中，會對其植物和土地造成影響。重金屬單質(zhì)離子可以通過水、泥土等為主要介質(zhì)進行進一步的蔓延和傳播，甚至進入動植物體內(nèi)，給人類賴以生存的環(huán)境造成巨大的危險。此外，對食物的后期加工由于必須通過各種儀器來進行，所以重金屬單質(zhì)的小分子也很有可能滲入并黏附在儀器的表面，從而進入食物當中。

三、食品中重金屬檢測技術(shù)

（一）比色法

比色法，主要是指利用試劑或者試紙對被檢驗的產(chǎn)品進行依據(jù)化學方法的各種檢驗手段。針對不同的土壤中重金屬離子在特定的檢驗物品中所顯現(xiàn)出來的化學特性加以記錄，并將其測定結(jié)果與現(xiàn)有的標準化色卡加以對比，由此得出最后的檢驗結(jié)論。不過，必須注意的一點是，由于采用比色法進行檢驗的結(jié)果通常會有相應(yīng)的影響因素，對食品中的有色重金屬檢驗結(jié)果目前還不能達到規(guī)范的規(guī)定。

（二）紫外-可見分光光度法

紫外-可見分光光度法，主要是用重金屬單質(zhì)與專用的化學試劑產(chǎn)生了化學反應(yīng)后的顯色劑，在紫外線下可以通過光吸收度的原理，來判斷土壤中重金屬的最終濃度。這種顏色檢測的技術(shù)相對來說，操作較為簡單且適合于在實驗室應(yīng)用，也是目前國內(nèi)檢驗有色重金屬污染中最為普遍的一個方法。不過在這個方法的實際應(yīng)用中，有些顯色劑并不容易得到，需要由相應(yīng)的研究人員自己進行合成后才能夠進行顏色檢測。

（三）電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法，是以等離子體為離子源的一種質(zhì)譜型元素分析法。該種檢測方法基本上能夠應(yīng)用于分析所有的重金屬等單質(zhì)污染物的濃度，同時由于該種檢測方法的靈敏度相對較高，其檢出限較低，因此線性檢測的適用范圍比較寬泛。不過，由于該種檢驗方法所必須運用的儀器設(shè)備價格一般都比較高昂，并不是每個檢測機構(gòu)都能夠擁有相應(yīng)的儀器設(shè)備，所以影響了該種方法的推廣與普遍使用。

（四）電化學分析法

電化學分析法具有分析速度較快的優(yōu)勢，且使用這種重金屬污染監(jiān)測的技術(shù)可以測定的元素較多，檢測所需要用到的含有重金屬元素的樣本相對較少，有機物的干擾也比較小。隨著目前我國電子信息技術(shù)的普及與飛速發(fā)展，以及先進的計算機技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，電化學分析法得到了非常廣闊的發(fā)展平臺和良好的發(fā)展機遇。

（五）原子光譜法

原子光譜法主要分為原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法等相關(guān)內(nèi)容。這三種光譜法的靈敏度普遍較高，取樣的數(shù)量較少且分析通常較快。原子吸收光譜法主要是通過分析固體和高粘度的液體式樣來進行分析。原子發(fā)射光譜法線性范圍較為廣闊并且能夠檢測多種元素。而原子熒光光譜法則通過測量元素的原子蒸氣在輻射中所產(chǎn)生的熒光強度來進行檢測，但是應(yīng)用的范圍較小，且在測定的時候受到散射光的影響較為嚴重。

總結(jié)

綜上所述，食品作為人類生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ)物資，其作用和意義不容忽視，因此，確保食品安全也是在確保人類的發(fā)展。食品中天然存在的重金屬元素較少，通常都是由于目前的食品加工、運輸、儲藏等環(huán)節(jié)而導致的重金屬元素的滲透，因此，加強對食品當中重金屬元素的檢測可以很大程度上保證食品安全。為了有效地對食品中的重金屬元素進行科學的檢測和合理的分析，就需要人們在靈活的運用現(xiàn)有檢測技術(shù)的同時，不斷地進行發(fā)展與創(chuàng)新，結(jié)合具體的問題，采用相適應(yīng)的檢測技術(shù)，為食品安全保駕護航。