食品中重金屬超標危害與檢測

◎ 趙楊陽

（武漢產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所，湖北 武漢 430000）

隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，越來越多的食品安全問題暴露在公眾視野之中，不僅嚴重威脅到人們的生命健康安全，還會引起社會恐慌，影響社會和諧的穩(wěn)定發(fā)展。食品是維持人體正常運行必不可缺的物質(zhì)之一，但是從食品原材料的獲得到生產(chǎn)加工過程中，來自能源、建筑、運輸?shù)刃袠I(yè)中的粉塵物質(zhì)以氣溶膠的形態(tài)潛入到食品當中，造成食品中重金屬含量嚴重超標，對人體造成危害。一般來說，重金屬指的是比重超過5的金屬元素，如銅、汞、鉻、錫等，而食品會出現(xiàn)重金屬含量超標，也并不是因為重金屬有著自然本底的濃度，更多的是因為當前我國發(fā)展過程中沒有做好環(huán)境保護工作，造成大氣、水、土壤等都出現(xiàn)不同程度的重金屬污染，最終影響到食品安全。隨著食品安全問題的日益嚴峻，有效監(jiān)測食品中的重金屬，能夠有效指導(dǎo)人們進行購買，避免人們購買食用重金屬污染食物而出現(xiàn)重金屬中毒。重金屬中毒能對人體造成很大的損害，并且是在很長的時間中緩慢發(fā)生作用的，往往是在癥狀很嚴重的時候才被發(fā)現(xiàn)。

1 常見重金屬的危害與檢測

1.1 砷的危害與檢測

砷會出現(xiàn)在食物中，主要是因為水、土壤等受到污染。一旦砷通過食物進入人體，人體內(nèi)部多種類型的酶將很難繼續(xù)發(fā)揮應(yīng)有的作用，活性受到抑制，無法正常發(fā)生分裂、呼吸等生理活動，嚴重擾亂人體的新陳代謝。并且砷中毒往往并不是慢性中毒，時常是急性中毒，易引起胃腸炎，當情況嚴重時可能會損傷人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，最終造成人員死亡。發(fā)生慢性砷中毒時，人會出現(xiàn)神經(jīng)衰弱的現(xiàn)狀。即使沒有達到中毒的程度，只要人體內(nèi)存在砷，那么人體紅血球的生產(chǎn)過程將會受到妨礙，并且還會引發(fā)癌癥。通常在檢測食物中的砷元素時會采用原子熒光法[1]。

1.2 汞的危害與檢測

汞一般是通過海產(chǎn)品進入人的身體內(nèi)部。汞中毒對人體的損害非常嚴重，輕微中毒會引起人體頭暈、頭痛、四肢麻木等癥狀，而嚴重時可能會引起癱瘓，甚至死亡。當汞進入人體之后，15%都會首先被人腦吸收，因此汞中毒時腦部組織一般最先受到損害，并且是不可逆的，很多汞中毒患者都因為無法治療而死亡。在檢測食品中的汞元素時，常常采用的也是原子熒光法。

1.3 鉛的危害與檢測

通常情況下，鉛中毒都是一個漫長的過程，當鉛元素進入到人體后，不斷積累，當積累到一定的程度后將會對人體造成嚴重損害。這個量即使是很少都會影響到人體尤其是嬰幼兒的生長發(fā)育，很多弱智兒童或者發(fā)育不完全的嬰兒其實都與鉛中毒有關(guān)系。鉛中毒一般會使人的腎臟、神經(jīng)等部位受到損傷。在對食品中鉛元素的檢測中已經(jīng)存在諸如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、氫化物比色法、火焰原子吸收法等不同類型的檢測方法，但是最為常見的使用方法依然是原子吸收光譜法。

1.4 鎘的危害與檢測

鎘元素易被植物的根系所吸收，因此一般存在于植物性食品中，同時又會借助植物性的飼料進入到動物體內(nèi)，最終通過食物鏈進入人體，損害人體健康。鎘中毒常伴隨著嘔吐、腹瀉、惡心等癥狀，進入人體后會在腎臟與肝臟部位不斷累積，對人的骨骼、腎功能、消化功能都有著嚴重的破壞性影響，還會引發(fā)癌癥。在對食品中的鎘元素進行檢測時常常采用的是石墨爐原子吸收光譜法。

2 食品重金屬檢測中ICP-MS方法分析

現(xiàn)階段針對重金屬元素的檢測方法是電子吸收光譜法，根據(jù)其使用原理的不同又可以細分為原子熒光法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射法4大類，由于原子吸收法與原子熒光法都無法有效地檢測同位元素，并且在與色譜進行聯(lián)合使用時分析形態(tài)時存在接口過于復(fù)雜的問題，加上電感耦合等離子體發(fā)射法雖然能夠同時對多種元素進行檢測但是卻依然無法滿足檢測部分元素的要求，因此電感耦合等離子體質(zhì)譜法是食品重金屬檢測中最為有效的方法，具體對比見表1。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法簡稱ICP-MS，不僅具備有檢出限低、靈敏度高、線性動態(tài)范圍寬、普賢簡單等優(yōu)勢，并且能夠同時對多種元素進行有效監(jiān)測，因此被廣泛應(yīng)用到食品重金屬檢測中，相關(guān)的研究也非常多，這里主要就食品重金屬檢測中電感耦合等離子體質(zhì)譜法的相關(guān)原理與應(yīng)用進行分析。

2.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜法概況

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）是最近幾年對元素進行檢測的一種新型測量方法，發(fā)展非常迅速。它充分利用了電感耦合等離子體在高溫下容易發(fā)生電離的特性以及四級桿質(zhì)譜儀能夠快速靈敏的進行掃描的優(yōu)勢，將二者有機結(jié)合在一起，是現(xiàn)階段對痕量以及超痕量成分中多元素進行快速有效分析的最靈敏、最準確的檢測方法。從基本結(jié)構(gòu)來看，CP-MS主要由真空系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測器和記錄系統(tǒng)6個部分組成[2]。

2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜法原理

ICP-MS所采用的等離子體是高溫離子源，溫度可高達79 726.85 ℃；當樣品水溶液通過霧化器從液體轉(zhuǎn)化為非常細的氣溶膠霧滴后借助氬氣作為載氣通入等離子體中，等離子體高溫的特性會將氣溶膠霧滴進行影響，經(jīng)歷蒸發(fā)、解離、原子化、電離等一系列過程。等離子體與質(zhì)譜主要是通過采樣錐和截取錐進行連接，當部分等離子體借助樣品錐進入到高真空的質(zhì)譜系統(tǒng)后，離子透鏡會對其中的離子進行聚焦與偏轉(zhuǎn)作用，將離子與其中存在的光子、中性粒子進行分離，再送入到質(zhì)量分析器中。質(zhì)譜部分主要采用的是四級桿快速掃描質(zhì)譜儀設(shè)備來對通過高速雙通道時按照質(zhì)荷發(fā)生分離的離子進行分子離子峰分析[3]。

ICP-MS技術(shù)使用過程中要調(diào)節(jié)好各種儀器性能參數(shù)，并且設(shè)置好質(zhì)譜儀掃描的具體范圍，在分析之前借助多元素標準溶液對儀器進行調(diào)試，確保一起的靈敏度。

表1 FAAS、GFAAS、ICP-AES與ICP-MS的性能比較表

與過去常用的無機分析技術(shù)進行比照，ICP-MS技術(shù)不僅能夠快速靈敏有效的對多種元素同時進行分析，在幾分鐘的時間里就能夠完成對十幾種元素的定量檢測，而且能提供最低檢出限，對同位元素也能夠進行精確的分析，提供了最低檢出限。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，ICP-MS也得到了很大的完善，作為一種針對各種領(lǐng)域的元素進行分析有效分析的高端測試技術(shù)，被廣泛應(yīng)用到石油、核原料分析、醫(yī)學、冶金等不同領(lǐng)域，是我國當前針對食品中重金屬含量進行檢測的有效方法。并且ICP-MS在使用過程中也不僅僅只是單獨使用，還在與其他一起配合使用，更多的使用方法在還在挖掘中，隨著其運用技術(shù)的不斷完善，相信在我國食品檢測中將會得到更充分的使用，為我國食品安全問題作出更大的貢獻。

[1]張 建，田志強.電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測白酒中28種元素[J].食品科學，2013，34（22）：257-260.

[2]楊永利，杜鵬飛，吳衛(wèi)宇，等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定白酒中錳含量[J].釀酒科技，2011，11（209）：117-119

[3]解 楠，徐紅斌，胡其敏，等.微波消解-電感耦合等離子體-質(zhì)譜和原子熒光光譜測定海產(chǎn)品中總砷含量差異的研究[J].光譜實驗室，2011，28（2）：645-649.