李 廣

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（沈陽）/遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，沈陽 110161）

水稻（Oryza sativaL.）是世界上最主要的糧食作物，同時(shí)也是我國最受歡迎的糧食作物之一。在中國，60%以上的人口以水稻作為主食，年消費(fèi)稻谷1.8 億t[1-2]。隨著生活水平的不斷提高和物質(zhì)的極大豐富， 人們對(duì)水稻的要求逐漸從填飽肚子過渡到對(duì)水稻品質(zhì)的追求[3]，因此稻米安全越來越受到人們的關(guān)注。 水稻在生長過程中易受到重金屬等有毒有害物質(zhì)的侵襲， 造成稻米重金屬含量超標(biāo)。 由于重金屬具有蓄積性強(qiáng)、排出緩慢、很難降解等特點(diǎn)，攝入被重金屬污染的大米，會(huì)對(duì)人體的健康造成極大危害。 研究表明農(nóng)作物重金屬的富集能力為糧谷類＞葉菜類＞非葉菜類[4]，因此，水體和土壤中的重金屬富集極易造成水稻重金屬殘留超標(biāo)。 近年來，屢次曝光的“毒大米”事件，引起了各界的高度關(guān)注和消費(fèi)者的擔(dān)憂[5-6]。

近年來，現(xiàn)代化工業(yè)的飛速發(fā)展、世界各地城市化程度的不斷提高以及人們環(huán)保意識(shí)參差不齊，致使一定數(shù)量的工業(yè)廢水、廢氣、廢渣以及汽車尾氣排放到自然界中，這些物質(zhì)中富含鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）和汞（Hg）等重金屬元素，嚴(yán)重污染了土壤、水體及大氣環(huán)境[7]，這些有毒有害的重金屬物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)田土壤，經(jīng)過吸附、凝聚、絡(luò)合等各種反應(yīng)，形成了不同形態(tài)的重金屬化合物，表現(xiàn)出不同的活性和生物毒性， 并通過稻谷等作物的吸收和累積而直接進(jìn)入食物鏈， 嚴(yán)重威脅人類的健康和生命安全[8-9]。 稻米中常見的重金屬元素主要有鎘、鉛、鉻、砷與汞5 種[10]。 為了阻斷重金屬污染的稻米流動(dòng)到餐桌的過程， 檢測(cè)檢驗(yàn)已成為守住入口前安全防線的不可或缺的手段。因此，本文對(duì)危害最為嚴(yán)重的重金屬的檢測(cè)方法進(jìn)行了概述，以期為準(zhǔn)確快速檢測(cè)、監(jiān)督、管理和保障稻米安全提供參考。

1 紫外分光光度法

紫外分光光度法主要是指在待檢測(cè)物中加入某種能夠使體系顯色的物質(zhì)，顯色后，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較從而對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定量。 沈曉君等[11]研究表明當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)鉛在低于2.0 μg/ml 時(shí)，檢測(cè)值具有良好的線性， 標(biāo)準(zhǔn)鉛的平均回收率為100.7%，RSD 為1.92%（n=6）。李文兵等[12]證實(shí)，當(dāng)重金屬濃度低于50 μg/ml 時(shí)， 質(zhì)量濃度范圍內(nèi)與吸收度線性關(guān)系良好（r=0.9993），平均回收率98.46%，RSD=1.49%（n=6）。 該方法具有要求低、操作簡單、速度快、定量性好的優(yōu)點(diǎn)，適于在實(shí)驗(yàn)室中使用。

2 高效液相色譜法

高效液相色譜法（HPLC）是色譜法的重要分支，該方法是以液體為流動(dòng)相，攜帶著單一組分或者不極性的混合組分，以一定流速泵入固定相（色譜柱），利用待測(cè)物各組分分配系數(shù)不同，使各組分按一定順序流出，結(jié)合檢測(cè)器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。痕量金屬離子即可與有機(jī)試劑形成穩(wěn)定的有色絡(luò)合物，絡(luò)合物可通過HPLC 分離后檢測(cè)，因此HPLC可以并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬離子的檢測(cè)[13-14]。與分光光度法不同的是， 它不僅能提高檢測(cè)的靈敏度和選擇性，且可實(shí)現(xiàn)多種金屬離子的同時(shí)檢測(cè)，提高了檢測(cè)效率。

丁朝武和李華斌[15]利用HPLC 建立了同時(shí)測(cè)定Cd、Hg、Pb 和Cu 的分析方法，該方法的線性范圍為0.01～2.0 mg/L，最低檢出質(zhì)量濃度為2.4～5.0 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.8%～9.7%，回收率達(dá)94%～103%。 吳獻(xiàn)花等[16]采用快速分離柱高效液相色譜法測(cè)定食品中6 種重金屬元素（鎳、銅、錫、鉛、鎘、汞）的方法，分離6 種重金屬元素絡(luò)合物的時(shí)間僅需120 s， 方法相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3%～2.8%，標(biāo)準(zhǔn)回收率為95%～105%。 Amoli 等[17]以8-羥基喹啉為萃取劑，可在4 min 內(nèi)完成對(duì)鐵、銅、鎳、釩的檢測(cè)分離，4 種金屬離子加標(biāo)回收率分別為94%、96%、85%、99%。

3 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法 （Atomic Absorption Spectroscopy，AAS），又稱原子分光光度法，是基于待測(cè)元素的基態(tài)原子蒸汽對(duì)其特征譜線的吸收，由特征譜線的特征性和譜線被減弱的程度對(duì)待測(cè)元素進(jìn)行定性定量分析的一種儀器分析的方法[18]。包括石墨爐原子吸收法、氫化物發(fā)生原子吸收法、火焰原子吸收法等。

目前， 原子吸收光譜法主要應(yīng)用于糧油、果蔬、 禽類、 水產(chǎn)品等各類農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量檢測(cè)。 孫晶晶等[19]采用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定了深海魚油中的鉛和鎘含量，結(jié)果顯示，在0.001～0.2 ng/ml 范圍內(nèi)鉛、鎘線性關(guān)系良好，平均回收率分別為92.3%（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.45%）和94.6%（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.53%）。 任蘭等[20]采用石墨消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定了土壤和沉積物中銅、鋅、鎳、鉻4 種重金屬的含量，其濃度為0～1.00 mg/L，與吸光度均呈良好的線性關(guān)系， 相關(guān)系數(shù)為0.9994～0.9995， 方法檢出限為0.7～1.5 μg/g。 de Oliveira 等[21]利用石墨爐原子吸收光譜法直接測(cè)定了原奶中的鉛含量， 應(yīng)用該方法檢測(cè)巴拉那州（巴西）瓜拉普瓦地區(qū)的牛奶樣品中，鉛的濃度范圍為2.12～37.36 μg/L。

4 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法 （Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）是以等離子體為離子源的一種質(zhì)譜型元素檢測(cè)方法， 主要用于進(jìn)行多元素的同時(shí)測(cè)定， 并可與其他色譜分離技術(shù)聯(lián)用，進(jìn)行元素價(jià)態(tài)分析。

陳劉浦等[22]利用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定了6 個(gè)水稻品種中鉻、鎳、銅、鋅、砷、鎘、鉛等7 種重金屬的含量，該方法的檢出限為0.0006～0.0645 μg/ml， 加標(biāo)回收率在88.89%～109.82%。 張榮[23]用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定沙棘籽油中鐵、銅、鉛、砷、汞、鎘等13種元素的含量，回收率為95.5%～102.8%，檢出限為0.008～3 μg/L。 Ni 等[24]采用該方法測(cè)定了茶花籽油中銅、砷、鋅、鎘、鉛等元素的含量，結(jié)果顯示利用該方法的檢出限為0.03～1 μg/L，加標(biāo)回收率84.3%～102.3%。

5 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS）是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術(shù)。 它的基本原理是基態(tài)原子吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)， 在激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。該方法因具有化學(xué)蒸氣分離、非色散光學(xué)系統(tǒng)等特性，是測(cè)定微量砷、銻、鉍、汞、硒、碲、鍺等元素最成功的分析方法之一。

晏廷照等[25]利用原子熒光光譜法對(duì)山藥中砷、汞、鎘、鉛等多種元素的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)所有檢測(cè)元素繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線其相關(guān)系數(shù)高于0.9992，樣品加標(biāo)回收率達(dá)90%以上， 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于7%。 張艷等[26]利用原子熒光光譜法建立了測(cè)定食用玫瑰中砷、鉛、汞的方法，檢出限分別為0.0053 μg/L、0.0227 μg/L、0.0079 μg/L，回收率為90.2%～107.5%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差均小于5%。Wang 等[27]利用熒光劑原子熒光光譜法檢測(cè)米粉中的微量鉛， 線性范圍為0～100 mg/L，最低檢出限是0.28 mg/L。

6 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICPAES） 是以等離子體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜分析方法。樣品由氬氣引入霧化系統(tǒng)后，以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體的軸向通道， 在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離、激發(fā)，發(fā)射出所含元素的特征譜線，可用于多元素的同時(shí)測(cè)定。

可采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測(cè)食品中的鈣、錳、鋅、鐵等重金屬，與傳統(tǒng)的分光光度檢測(cè)方法相比， 該方法能夠進(jìn)行多種重金屬元素的同時(shí)測(cè)量，且回收率大于96%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2.98%[28]。 葉潤等[29]建立了微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定大米中鐵、鋅、鈣、銅、錳等8 種元素的方法， 該方法的對(duì)于待檢樣品金屬元素的檢出限為0.9～12 μg/L， 加標(biāo)回收率96.7%～104.3%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜5.0%。 王學(xué)敏等[30]利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法建立同時(shí)測(cè)定土壤中銅、鋅、鎳、鉻含量的方法，該方法在一定質(zhì)量范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，4 種元素的檢出限分別為0.4、0.5、0.3、0.6 mg/kg。

7 結(jié)語

隨著世界人口的不斷增長、 工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展， 人類活動(dòng)對(duì)土壤、大氣、水等環(huán)境的影響越來越大，向自然界排放的污染物質(zhì)越來越多， 對(duì)人類自身的影響也越來越大， 重金屬污染以及重金屬在農(nóng)作物中的富集引起了全世界的普遍關(guān)注。 水稻是人類最主要的糧食，其對(duì)重金屬也具有較強(qiáng)的富集能力，因此為保障其進(jìn)入餐桌前的安全，需要建立完善、快捷、準(zhǔn)確的重金屬檢測(cè)方法。除上述介紹的重金屬檢測(cè)方法外，還有酶抑制法、試紙和試劑比色法等等，每種檢測(cè)方法各有特點(diǎn)，根據(jù)待測(cè)物、標(biāo)準(zhǔn)等的不同，可選擇不同的檢測(cè)儀器，建立不同的檢測(cè)方法，達(dá)到快速、準(zhǔn)確檢測(cè)的目的。