高木娣

（濟南市濟陽區(qū)疾病預(yù)防控制中心，山東濟南 251400）

食品安全與人們的身體健康息息相關(guān)，如不加以重視就可能造成大量人員患病乃至死亡。利用原子吸收光譜法測定食品中重金屬元素含量對保障食品質(zhì)量和消費者的安全有著非常重要的作用，同時也是進(jìn)行食品安全指導(dǎo)以及倡導(dǎo)健康飲食的重要途徑之一。這說明分析原子吸收光譜法在食品重金屬檢測中的應(yīng)用非常有意義。

1 食品中重金屬的來源及危害

食品中的重金屬主要來自兩個方面：①食品加工的原材料，這些原材料受到重金屬的嚴(yán)重污染，導(dǎo)致原材料中重金屬元素的大量存在；②在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程中添加了一些重金屬元素。此外，由于人類活動產(chǎn)生的廢水、廢氣等對環(huán)境也會造成危害。目前我國已發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)的主要重金屬污染元素有汞、鎘、鉛、鉻和砷等。其中以汞為代表的元素被廣泛用于食品添加劑、制藥工業(yè)以及化學(xué)工業(yè)。隨著人們飲食結(jié)構(gòu)的改變，越來越多的消費者開始關(guān)注食品安全。重金屬通過食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)，可導(dǎo)致多種疾病如癌癥、心血管疾病、糖尿病、腎炎及哮喘等，給人們帶來巨大的生命威脅，也對食品安全造成了極大的挑戰(zhàn)。各類食品中重金屬元素的種類及含量存在差異，若機體攝入重金屬元素偏少，對機體的影響不大，但若長期或者一次性攝入過多，可對機體各系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響，甚至導(dǎo)致中毒[1]。

2 原子吸收光譜法的測定和分類

2.1 測定

針對待測重金屬元素的測試需求，制備測試溶液并采用不同儀器設(shè)備進(jìn)行測試，測試各溶液相應(yīng)吸光度并繪制吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線。若檢測溶液不合格，要更換新的待測樣品，重新配制檢測溶液并測量，這樣就增加了工作時間。因此，選擇合適的儀器是至關(guān)重要的。

2.2 分類

2.2.1 冷原子吸收光譜法

冷原子吸收光譜法主要可用于檢測食品中重金屬汞。它是利用鹽酸羥胺與二氧化錫發(fā)生反應(yīng)，使汞離子發(fā)生還原反應(yīng)。金屬汞通過氣流法將汞蒸氣吸入石英吸管內(nèi)進(jìn)行測定，該方法操作簡單，原子吸收量大，可用于重金屬汞元素的分析。綜合分析表明，冷原子吸收光譜法具有更高的檢測水平與準(zhǔn)確度，特別是在汞元素的檢測中，結(jié)果具有更高的準(zhǔn)確性[2]。

2.2.2 火焰原子吸收光譜法

對原子吸收光譜方法來說，火焰原子吸收光譜方法是目前使用最廣泛的一種方法，它需要通過光源輻射來獲取待測的重金屬元素，而需要通過蒸汽帶動基態(tài)原子吸收待測的特征光譜的光線。這樣就可以通過特征譜線的光削弱范圍來把握重金屬元素的具體量，該方法使用時基本不受客觀因素干擾，檢測準(zhǔn)確度高，操作流程更加方便。

2.2.3 石墨爐原子吸收光譜法

針對待測重金屬元素性質(zhì)，選用最適合的石墨材料制作杯狀或者管狀等各種形狀霧化器，然后通電升溫，利用原子吸收生成來檢測重金屬元素。在標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法基礎(chǔ)上提出了新方法，即在杯狀及管狀結(jié)構(gòu)中加入一定濃度的重鉻酸鉀溶液以改變其pH值，從而得到相應(yīng)的分析結(jié)果。與標(biāo)準(zhǔn)工作曲線法相比較，該方法具有更低的檢出限及更好的線性響應(yīng)，而且操作簡單方便，成本低廉，適用于大批量樣品檢測。

2.2.4 氫化物原子吸收光譜法

在酸性環(huán)境中，硼氫化鉀能夠促進(jìn)砷的轉(zhuǎn)化，加速AsH3氣體的產(chǎn)生。在此條件下，通過調(diào)節(jié)霧化器中原子砷的濃度和溫度，可以獲得不同特征吸收波長下的原子吸光度，進(jìn)而實現(xiàn)對重金屬砷的準(zhǔn)確測定。通常使用氫化物原子吸收光譜法要求待測重金屬元素必須經(jīng)過分離和富集，以免外部客觀因素給測試過程帶來負(fù)面影響，以提高測試結(jié)果的精度。

3 原子吸收光譜法測量結(jié)果的影響因素

3.1 分析容器

用于重金屬元素檢測的容器主要是玻璃容器，但玻璃容器檢測時可能會與溶液中的金屬元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此檢測工作中要使用聚四氟乙烯容器。酸液對檢測結(jié)果影響較大，因此為了保證分析容器的準(zhǔn)確性及清潔度，必須采用原子吸收光譜法對其進(jìn)行測定。對于不同種類的酸體系來說，其酸度都不一樣。而鹽酸、硫酸、硝酸和氨氣等物質(zhì)，它們本身具有較強的腐蝕性，所以在制備分析容器時要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來完成。在實際的檢測工作中，由于受到多種因素的影響，會導(dǎo)致容器中含有一定的化學(xué)殘留。因此在制作測試容器時，需要嚴(yán)格控制原材料和制造工藝等條件；同時也要求制作人員掌握相應(yīng)的技術(shù)知識，才能確保制出合格的樣品。注意一定要先用專用清洗劑洗凈，再用去離子水漂洗，最后再進(jìn)行烘干，避免給下一步質(zhì)量檢查帶來不利。

3.2 試樣的前處理過程

目前可以應(yīng)用在樣品前處理操作中的消解措施有很多種，包括微波法、濕法和干法，消解措施的選擇和使用會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實際工作中需要根據(jù)不同樣品性質(zhì)來選擇相應(yīng)的消解手段進(jìn)行預(yù)處理。其中，濕法與干法是目前最常用到的兩種方式，分別適用于金屬類與非金屬類樣品分析。干式消解對低沸點、揮發(fā)性元素具有較好的消解作用，而微波消解對微量元素有很好的消解作用，但由于濕法消解需要一定的加熱環(huán)境才能達(dá)到理想的消解效率，因此在實際應(yīng)用中往往會影響最終的消解效果。所以，要針對重金屬元素具體類型來選擇適宜消解方法。

3.3 干擾物質(zhì)

對食品中重金屬元素進(jìn)行檢測時，氯化鉀與氯化鈉干擾較大。在灰化階段，各種干擾物質(zhì)對待測元素的干擾較小，有利于開展后續(xù)的檢測工作，而在霧化階段則會產(chǎn)生一定程度上的干擾。在實際應(yīng)用中，可以采用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液直接稀釋法以及火焰原子吸收分光光度法對多種金屬離子進(jìn)行測定。其中，重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液直接稀釋法對各類重金屬有良好的抗干擾能力。因此在檢測不同重金屬元素時應(yīng)根據(jù)實際情況合理應(yīng)用基質(zhì)改良劑，并進(jìn)行空白對照實驗，避免其他因素影響檢測結(jié)果。

4 檢測注意事項

4.1 環(huán)境溫度

已有的火焰原子吸收法檢測流程較為完善，但其存在操作煩瑣等問題，在實際應(yīng)用過程中需消耗大量的人力與物力才能完成對食品安全質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)控和分析。同時，該方法也容易受到外界干擾而使結(jié)果產(chǎn)生誤差?；鹧嬖游辗ㄒ虿僮骱唵?、快速等優(yōu)點被越來越多的食品檢測機構(gòu)所采用，但在實際應(yīng)用中仍存在一些問題需要解決。影響檢測效果的因素很多，其中最重要的是環(huán)境溫度。環(huán)境溫度太低或者太高都會使被檢測元素的基態(tài)原子發(fā)生電離，從而導(dǎo)致檢測精度下降，如果環(huán)境溫度太高則會引起基態(tài)原子的電離現(xiàn)象，從而使檢測的靈敏度降低。

4.2 外在因素

使用氫化物原子吸收光譜法進(jìn)行測試時，外界因素很容易影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。其中最重要的是儀器本身固有的誤差和人為操作不當(dāng)引起的系統(tǒng)誤差，這些都將嚴(yán)重影響到實驗數(shù)據(jù)的精密度和準(zhǔn)確度，從而降低了分析結(jié)果的可靠性，使其失去應(yīng)用價值。因此，在檢測過程中，應(yīng)盡可能排除外界干擾，嚴(yán)格按照所設(shè)程序?qū)χ亟饘僭剡M(jìn)行檢測。

4.3 冷原子吸收光譜法注意事項

冷原子吸收光譜法雖然取得了較好效果，但是局限性非常大。例如，靈敏度低；樣品中存在的干擾物質(zhì)多而復(fù)雜，不能用于痕量分析等。近年來，人們采用一些新方法來提高冷原子熒光光譜分析靈敏度和選擇性，其中以等離子體增強技術(shù)最為活躍。等離子體是一種強電子流，具有高電離度、高能量密度以及強烈的表面等離子激光效應(yīng)。它僅能探測汞元素，探測時需用氯化錫或者烴基胺鹽酸鹽還原并依此測定原子吸收。

4.4 石墨爐法注意事項

若采用石墨爐開展檢驗工作時，應(yīng)確保石墨爐的各項指標(biāo)都能夠充分滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并且石墨爐自身具有良好的品質(zhì)。目前市場上所使用的石墨爐有進(jìn)口和國產(chǎn)2種，通過對這2種石墨爐進(jìn)行對比可知，國產(chǎn)石墨爐質(zhì)量較好。此外，石墨爐測試靈敏度高、范圍廣，因此測試下限低、測試效果好，但是僅能測試單一元素而無法同時測試幾種重金屬元素[3]。

5 原子吸收光譜法在食品重金屬檢測中的實踐

5.1 飲料重金屬元素檢測

在酒精飲料生產(chǎn)中，為增加飲料的多樣性，各種酒精飲料需加入各種食品添加劑，然而多數(shù)食品添加劑中均含有重金屬元素[4]。為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，應(yīng)嚴(yán)格控制其元素含量，采用石墨爐原子發(fā)射光譜法測定樣品中鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅和鋁等元素的含量，并對測定結(jié)果進(jìn)行分析。由于不同類型食品的成分不一，導(dǎo)致實驗結(jié)果有一定差異。因此，要建立一個合理有效的分析方法，需要將食品樣品進(jìn)行預(yù)處理，才能得到準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。通過重金屬元素檢測方法研究，確立適合白酒和飲料類食品中重金屬元素檢測分析的方法，從而實現(xiàn)對食品中重金屬元素進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的測定。

5.2 肉制品重金屬元素檢測

肉制品中重金屬元素主要包括鉛、鎘和鋅，為確保肉制品中各種重金屬元素含量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，肉制品投放市場之前要對其中重金屬進(jìn)行測定，從而確保肉制品質(zhì)量合格。重金屬元素超標(biāo)會給消費者帶來很大危害，因此相關(guān)部門應(yīng)加大對肉制品中重金屬元素的檢測力度。目前市場上常見的肉制品都含有不同程度的重金屬元素。豬肉中重金屬元素超標(biāo)不僅影響了豬肉本身的營養(yǎng)價值，而且也降低了人們食用豬肉產(chǎn)品的安全性。為提高豬肉中重金屬檢測的準(zhǔn)確性，可輔以懸浮技術(shù)等其他手段，用于豬肝中鋅的檢測。

5.3 谷物、水果及蔬菜重金屬元素檢測

糧食作物和果蔬在生長過程中，為了保證質(zhì)量和提高產(chǎn)量，一般要適當(dāng)施用農(nóng)藥、化肥或其他化學(xué)藥劑并加以維持，因此若吃蘋果、黃瓜等不需去皮的果蔬，人體攝入重金屬元素過多的可能性較大。火焰原子吸收光譜法具有操作簡單、檢測結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點，但在樣品前處理及消解處理過程中易使樣品中的鉛元素進(jìn)入人體，對人的神經(jīng)系統(tǒng)有一定危害[5]。不同種類的谷物對重金屬元素的吸收存在差異，因此應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的重金屬元素檢驗方法，以增強檢驗結(jié)果的可靠性和實用性。

6 結(jié)語

為確保消費者食品安全，需要在食品進(jìn)入銷售市場前對其重金屬元素做相應(yīng)檢測以掌握其含量情況，以免其超標(biāo)而對人體造成危害。檢測人員應(yīng)熟悉原子吸收光譜儀的原理及特點，避免因操作不當(dāng)造成測試結(jié)果誤差，同時也要了解原子吸收光譜法在實際生產(chǎn)過程中的注意事項。在具體應(yīng)用中需要根據(jù)具體情況確定測定范圍，正確使用儀器，做好數(shù)據(jù)處理工作，測量時應(yīng)盡量保持標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性。實際應(yīng)用時，應(yīng)對測試樣品按不同條件進(jìn)行處理，合適的檢測方法能使結(jié)果更加準(zhǔn)確有效。