浅析食品中重金属残留技术评述

摘 要：目前，重金属污染是影响我国食品质量安全的主要因素之一。食品中重金属及农药残留检测技术等内容的展开，主要涉及原子吸收分光光度计，原子荧光分光光度计，液相色谱仪及气相色谱仪的工作原理、应用及日常维护等技术。我国对食品中重金属的快速检测水平已有新的进展，为食品安全筑起一道绿色屏障。

民以食为天，食以安为先。食品安全直接关系广大民众的生命健康，为此，国家食品检测机构务必重视食品安全问题。重金属指的是一些比重大于5的金属，自然界中，大约有45种重金属元素。然而并不是所有的重金属对人体都是有害的，相反，有些重金属却是维持人体生命活动所必须的，铜、锰等重金属元素就是如此。所有的重金属只有在人体内的量超过一定限度时才会对人体健康构成威胁。

一、重金属的污染的特点

重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程（即迁移）。重金属污染的特点是：（1）除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；（2）水中各种无机配位体（氯离子、硫酸离子、氢氧离子等）和有机配位体（腐蚀质等）会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；（3）重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。（4）在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性（一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升）；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物（如洋-甲基汞）；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素（汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等）与人体组织某些酶的巯基（-SH）有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素（铁、镍）可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰（亲岩元素）则能损害神经系统的机能。

二、重金属的危害途径

所有金属超过一定浓度都对人体有毒，通过食物进入人体而造成健康危害的重金属主要有汞、镉、砷、铅、铬、铜、锌、锡，这些重金属对人体及其他生物都有不同程度的危害，他们通过人的活动进入环境，造成环境污染。污染到水中的重金属被鱼虾贝类所富集；流到土壤中的重金属被土壤和农作物所富集，再由家禽、家畜进一步富集。即通过食物链，把重金属浓度提高到千倍，万倍，甚至几十万倍，最后通过食物进入人体危害。

三、重金属的来源

重金属的来源非常广泛，传统上可以分为工业来源和农业来源。随着我国城市化进程的加快，一些有别于以往的为城市所特有的污染来源也随之产生。重金属来源如下：

1.工业来源：工业能源大都以煤、石油类为主，它们是环境中汞、铅、镉、铬、砷等 重 金 属 污 染的主 要 来 源。在 采 矿、选 矿、冶 炼、锻 造、加工、运 输 等工 业 生 产 过程中会产生大量的重金属污染。排放的废水、废渣等直接进入水体及土壤中，废气中的重金属经沉降也进入土壤等环境中，从而使得环境中重金属浓度严重超标。

2.农业来源：在农业生产中，污水灌溉、农药、劣质化肥等的不合理使用是重金属污染的重要途径。以磷肥为例，生产磷肥的磷矿石成分复杂，含有较多的重金属如 锌、铬、镍、铜、镉、铅 等，因 此如不合理的使用，劣质化肥中的重金属杂质会直接导致土壤被污染。

3.城市来源：城市日益变成重金属污染的重要来源之一，污染过程主要包括污水处理中产生污泥的堆放、垃圾渗滤液的泄漏、含铅汽油的使用以及汽车交通等。污水处理厂产生的污泥中含有大量的重金属，如不经处理直接排放或者灌溉，会对土壤环境造成二次污染。城市垃圾在焚烧过程中产生的飞灰及堆放填埋过程中产生的渗滤液中的重金属通常也会严重超标。含铅汽油的燃烧是城市铅污染的一个重要来源，汽车轮胎添加剂中使用的锌也导致城市土壤的锌污染。环境事故污染：近年来突发性的环境污染事件骤增，其中重金属污染的案例占很大比例。突发性的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境，从而产生严重的污染。

四、我国食品中重金属检测技术的进展

我国食品检测重点已经转移到对食品生产到消费全过程的检测，食品检测质量安全监督体系和网络逐步完善，通过例行检测为各级政府提供信息和决策依据。

1.重金属检测的前处理技术

目前，食品中重金属检测前处理技术有湿消解法、微波消解法、干灰化法、水浴法等方法，其中湿消解法和微波消解法是最常用的方法，微波消解法用酸量少，密闭消解，试剂本地值低，缺点是价格相对昂贵、不适宜大批量检测。消解前，为避免消解过于强烈，最好进行预反应，预反应的途径有放置过夜、恒温反应或低温消解。微波消解后，需要经过赶酸过程，赶酸的温度需要控制在190度以下，在做汞的时候，必须通过赶酸把氮氧化物除尽。

2.重金属残留的快速检测方法

由天津市科委、农业部环境保护科研监测所承担的重金属快速检测方法与装备研究以获得成功。这项技术的准确率在95%以上，填补了我国在食品和环境重金属快速检测技术的空白。这项研究是将具有特色显色反应的生物染色剂通过浸渍附载到试纸上，制备出快速检测试纸，并通过反复研究获得了试纸与重金属的最佳反应条件。该试纸对重金属具有良好的选择性，测定重复性好，检测速度、灵敏度、准确率精密度均达到了项目技术的要求。为了实际操作方便，还制备出了体积小巧、便于携带、操作简便、检测成本低廉，适宜于现场实时快速检测。

3.农药残留检测分析方法

色谱分析法包括薄层色谱法，气相色谱法、高效液相色谱法、质谱联用法及超临界流体色谱5种方法。薄层色谱法由于灵敏度不高，近年来较少使用；高效液相色谱法也有其缺点，溶剂消耗大，检测器种类少、灵敏度不高、价格也贵等；质谱联用法及超临界流体色谱这两种方法其设备昂贵，广泛应用也受到了限制；气相色谱法目前是用于农药残留检测最为普遍，最成熟的一种技术。易汽化，且汽化后不易发生分解的农药均可采用气相色谱法检测。目前，多达70%的农药残留可用气相色谱法来检测。

五、结论

食品安全问题举国关注，它直接关系到我国广大民众的生命健康。由于重金属污染而引发的食品安全事故在整个食品安全问题中占据着很大的比重。所以，我国的食品监督部门必须完善重金属检测方法，在结合我国实际的基础上，适当的借鉴国外检测手段。为我国食品检测部门控制食品安全问题提供一点帮助。