吳嘉文,漆亞喬,蘇燕瑜
(廣州市食品檢驗所,廣東 廣州 511400)
水產(chǎn)品是海洋和淡水漁業(yè)生產(chǎn)的水產(chǎn)動植物產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品的總稱,包括魚、蟹、蝦、貝類、藻類、海獸等捕撈和養(yǎng)殖的新鮮水產(chǎn)品,還有以新鮮水產(chǎn)品為原料經(jīng)過干制、鹽漬、熏制、冷凍、熟制加工而成的產(chǎn)品。水產(chǎn)食品含有豐富的營養(yǎng)成分,風味各異。它含有多種營養(yǎng)物質(zhì),包括高質(zhì)量的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪,以及多種人體不可缺少的維生素和無機鹽,因此水產(chǎn)品是深受人們喜愛的食品。而現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展導致各種重金屬排入河流、湖泊、海洋,水質(zhì)問題日益嚴重,重金屬會通過食物鏈的富集作用沉積在人體內(nèi),過度攝入必然會對人們的生命健康產(chǎn)生威脅。因此,對水產(chǎn)品中重金屬的污染現(xiàn)狀及其檢測技術(shù)進行探討研究,具有一定的現(xiàn)實意義。
水產(chǎn)品重金屬污染來源主要分為2類:外源性污染和內(nèi)源性污染。外源性污染主要有水質(zhì)帶來的污染、底泥帶來的污染。內(nèi)源性污染主要有飼料帶來的污染、藥物帶來的污染。例如,特殊地質(zhì)下的重金屬污染,該污染現(xiàn)象基本上發(fā)生于比較特殊的地質(zhì)區(qū)域(海底火山附近的區(qū)域)。這些地質(zhì)條件比較特殊的區(qū)域,地質(zhì)成分里面富集了很多含量比較高的重金屬元素,這部分重金屬元素就會逐步滲透進動物、水源里面。另外,人為因素也會造成重金屬污染,該污染問題基本上出現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)周邊的區(qū)域,工業(yè)生產(chǎn)排放的“三廢”對環(huán)境所帶來的污染,以及對周邊土壤、水源所造成的污染。還有飼料、魚藥的投放導致的重金屬污染。水產(chǎn)飼料中的重金屬元素主要有鎘、銅、鉛、汞、鉻等[1]。不合理地投放含有高劑量重金屬的飼料會導致重金屬在水生生物體內(nèi)富集,進而轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)。
1.2.1 鉛
水產(chǎn)品中的鉛污染主要來源于工業(yè)產(chǎn)品,包括蓄電池、管道、油漆、彈藥、焊料、黃銅制品等。通過廢水排放、雨水沖刷等途徑轉(zhuǎn)移到水體,還有含鉛汽油廢氣的排放,通過雨水流入水源,使水產(chǎn)品產(chǎn)生污染。鉛及其化合物如果進入人體,會作用于人體的各系統(tǒng)和器官,包括心血管系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)等。如果含量過高會發(fā)生鉛中毒。鉛對成人和兒童均有危害,成人胃腸道鉛吸收率為5%~10%,嬰幼兒和兒童的胃腸道吸收率可達42%~50%[2]。對于成年人,鉛的入侵會破壞神經(jīng)系統(tǒng),引起周邊神經(jīng)麻痹、運動神經(jīng)元病變,如肢體酸痛、肌肉無力。當它侵害消化系統(tǒng)時會引起食欲不振、便秘、消化道潰瘍等,還會影響生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和骨骼的造血功能,進而出現(xiàn)頭暈、乏力、貧血、免疫力低下、月經(jīng)不調(diào)等癥狀。對于兒童,鉛會影響大腦造成智力低下,由于大腦正在發(fā)育并且神經(jīng)系統(tǒng)處于敏感時期,因此在同一鉛環(huán)境中吸入量比成年人高幾倍。鉛的過度入侵會導致兒童智力低下、注意力渙散、記憶力減退、發(fā)育遲緩、運動失調(diào)、反應遲鈍、食欲不振、便秘、腹瀉等。嚴重時可出現(xiàn)狂躁、譫妄、腦神經(jīng)癱瘓等腦組織損傷表現(xiàn),可能會導致終身殘廢。
1.2.2 鎘
水產(chǎn)品中的鎘污染主要來源于地殼和工業(yè)污染。冶金、冶煉、陶瓷、電鍍工業(yè)及化學工業(yè)(如電池、塑料添加劑、食品防腐劑、殺蟲劑、顏料) 等排出的“三廢”,這些廢水、廢氣、廢渣排入環(huán)境中,污染水源和土壤。鎘可通過食物鏈和生物的富集作用產(chǎn)生蓄積,進入人體后引起慢性中毒。鎘在人體內(nèi)的生物半衰期長達10~30年,是已知的最容易在體內(nèi)蓄積的毒物[3]。長期攝入含鎘食品,可破壞腎臟、肝臟等器官中酶系統(tǒng)正常的生理功能,導致蛋白尿、氨基酸尿、高血壓和心血管病。另外,由于鎘離子將骨質(zhì)磷酸鈣中的鈣離子置換出來,使骨骼嚴重缺鈣,導致“骨痛病”“軟骨病”。甚至,鎘與鋅蛋白酶反應,把鋅置換出來,導致人體內(nèi)缺鋅,引起食管炎、胃炎等消化系統(tǒng)疾病。
1.2.3 砷
水產(chǎn)品中的砷污染主要來源于殺蟲劑、除草劑等農(nóng)藥。當水源受到砷污染,水中的砷化物含量增高,就有可能導致砷中毒,其中最常見的污染物是砷酸鹽與亞砷酸。一般來說,無機砷比有機砷的毒性大,三價砷比五價砷的毒性大。砷的氧化物(如三氧化二砷) 和鹽類絕大部分屬高毒物質(zhì)。三氧化二砷與人體細胞中的鉀結(jié)合細胞中酶的活性被降低,影響細胞的正常代謝。而砷化氫則屬劇毒物質(zhì),是目前已知的砷化合物中毒性最大的一個。砷化氫會與紅細胞結(jié)合使細胞發(fā)生病變,從而引起組織器官病變。過量的砷會損害人體的肝臟、腎臟、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等。另外,砷還對呼吸道和皮膚有刺激作用。
1.2.4 汞
水產(chǎn)品中的汞污染主要來源于污染灌溉、煤炭燃燒、汞冶煉廠、汞制劑廠(儀表、電氣、氯堿工業(yè)) 的排放。水中的厭氧生物可把無機汞轉(zhuǎn)化為劇毒的甲基汞,由于甲基汞具有脂溶性這一特性,水環(huán)境中的甲基汞化合物可被水生生物直接吸收和富集,還可通過食物鏈轉(zhuǎn)移和富集,逐級在較高的生物體內(nèi)成千上萬倍的富集起來,對人體健康的威脅也越來越大。汞對人體的損害以慢性神經(jīng)毒性居多,急性中毒為少數(shù),主要表現(xiàn)為神經(jīng)受損或肌肉運動不協(xié)調(diào)、顫栗、癲癇發(fā)作等。水俁癥就是由于含汞廢水污染所造成的中樞神經(jīng)汞中毒病癥。
原子吸收光譜法是依據(jù)被測元素處于氣態(tài)的基態(tài)原子對相對應的原子共振輻射線有吸收作用,根據(jù)吸收強度來定量元素含量的檢測方法。該方法分為火焰原子吸收光譜法(FAAS) 和石墨爐原子吸收光譜法 (GFAAS)[4]?;鹧嬖游展庾V法操作便捷、準確度較高、抗干擾能力強、穩(wěn)定性好,但霧化效率較低,不適用于痕量重金屬的測定。石墨爐原子吸收光譜法在食品中重金屬的痕量檢測最為常用,該方法靈敏度高,但需要在實際樣品檢測中加入基體改進劑,以消除基體干擾。原子吸收光譜法的缺點是不能同時分析測定多種元素。
原子熒光光譜法是通過測量在輻射能激發(fā)下待測元素的原子蒸汽產(chǎn)生的熒光,根據(jù)熒光發(fā)射強度來定量元素含量的方法。當原子蒸汽受到具有特征波長的光源輻射時,其中一些自由原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),然后去活化由激發(fā)態(tài)躍遷回到基態(tài),輻射出與吸收光波長相同或不同的熒光。食品中的砷、汞、錫等重金屬都可用該法檢測[5]。該法檢出限低、靈敏度高、發(fā)射譜線較簡單、干擾小、線性范圍寬。但存在熒光淬滅效應、散射光干擾問題。
電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是以等離子體為激發(fā)光源的發(fā)射光譜分析方法,樣品由載氣引入霧化系統(tǒng)被霧化后以氣溶膠形式進入等離子體的軸向或徑向通道,在高溫和惰性氣體中被蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā),根據(jù)激發(fā)態(tài)的原子或離子返回基態(tài)時所發(fā)射的特征譜線來定性分析和定量分析。該方法適合于從痕量到常量的元素分析,動態(tài)線性范圍寬、分析精度高、穩(wěn)定性好、分析速度快,但霧化效率低、氬氣消耗大。
電感耦合等離子體質(zhì)譜法是指樣品在氬氣作為載氣的推動下以水溶液的氣溶膠形式進入等離子體后,經(jīng)一系列過程被離子化,形成一個帶正電荷的離子,根據(jù)選擇不同質(zhì)荷比來檢測某些離子的強度,檢測器將離子轉(zhuǎn)化為電子脈沖,從而計算物質(zhì)的濃度。與其他方法相比,該方法可進行多元素快速分析,具有動態(tài)線性范圍寬、檢出限低、速度快等特點。但此法運行費用高,樣品介質(zhì)的影響較大,電感耦合等離子體高溫引起化學反應的多樣化,經(jīng)常使分子離子的強度過高,干擾測量。
我國是水產(chǎn)品出口大國,水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟發(fā)展有著重要貢獻。但水污染現(xiàn)狀尤其是重金屬污染問題的日益嚴重,受到全社會的關(guān)注?!懊褚允碁樘臁保艿街亟饘傥廴镜乃a(chǎn)品流入市場會危害消費者健康。我國的相關(guān)監(jiān)管部門已定期對各種流通渠道的水產(chǎn)品進行抽檢,尤其對容易富集鉛、鎘、砷、汞的品種進行大力監(jiān)測。人們在食品安全檢測的可靠性方面提出了越來越高的要求。為了保證人們的食品安全衛(wèi)生可靠,避免食用受重金屬污染的不合格食品,需要有關(guān)從業(yè)者充分立足實際狀況,積極探索,主動創(chuàng)新,針對水產(chǎn)品中重金屬污染的現(xiàn)狀,研究出更好、更有效的檢測技術(shù),為我國食品安全保駕護航。