□ 牛夢宇 河南省糧食科學(xué)研究所有限公司
食品安全問題牽涉廣大民眾的生命安全,所以對于食品檢測工作一定要盡心盡力做好。而重金屬作為比重大于5的金屬,在自然界中一共有約45種,其中有一些重金屬是維持人體生命活動所必需的,比如鈣、鎂等重金屬[1]。但這并不代表重金屬在人體內(nèi)的含量越多越好,相反,一旦人體內(nèi)的重金屬超標(biāo)會嚴重損害人體器官,威脅到人們的生命安全。本文將結(jié)合筆者的工作實踐,對食品中常見的重金屬污染途徑及具體的檢測方法展開分析。
重金屬在大氣中主要以粉塵的形式存在,其來源于運輸、能源、冶煉等領(lǐng)域,會以氣溶膠的形態(tài)滲入到大氣當(dāng)中,進而受到重力的影響不斷下降到地表土壤當(dāng)中。在下雨天,大氣中的重金屬便會隨著雨水滲透到土壤內(nèi)部,而農(nóng)作物會經(jīng)由根系對土壤中的重金屬進行吸收,在體內(nèi)形成富集作用。人們在食用這些被污染的農(nóng)作物后,重金屬便會殘留在人體內(nèi),久而久之重金屬在人體內(nèi)富集,對人體健康形成直接威脅。
部分地區(qū)的地質(zhì)條件非常特殊,其環(huán)境當(dāng)中含有高含量的重金屬元素。比如在海底火山附近地區(qū)以及部分金屬礦區(qū)周邊,都會受特殊地質(zhì)條件的影響,使得該片區(qū)域中的重金屬含量要比其他地區(qū)的高很多。如此一來,在這片區(qū)域種植的農(nóng)作物或是生產(chǎn)出的食品,出現(xiàn)重金屬污染的概率要比其他地方更高。
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,會因為人為排放的問題而導(dǎo)致環(huán)境遭受污染,進而出現(xiàn)食品重金屬污染。比如在部分工業(yè)廠區(qū),工廠往往會排放出大量的廢氣、廢渣與廢水,而如果 “三廢”未經(jīng)過處理便隨意排放,將會直接導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬元素超標(biāo)。此外,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還會用到一些重金屬含量偏高的化肥與農(nóng)藥,這些都會直接污染土壤與水質(zhì)。相關(guān)調(diào)查研究表明,遭受污染的水源,其鎘濃度甚至能夠達到0.1~3 mg/kg,這一數(shù)值是正常水體鎘濃度的1 500倍左右,重金屬超標(biāo)極為嚴重[2];而對于土壤來講,遭受污染的土壤中鎘濃度也會是正常土壤的700~1 000倍。倘若在這樣的土壤中或利用這樣的水體去種植農(nóng)作物,農(nóng)作物種的重金屬濃度會遠遠超標(biāo),人一旦長期食用,便會對身體健康形成傷害。
絕大多數(shù)的食品生產(chǎn)原材料當(dāng)中并不含有重金屬,但是在其加工、存儲、運輸或銷售等多個環(huán)節(jié)中,有大量能夠接觸到重金屬的可能。這一情況極為常見,部分食品在加工中由于工藝需要,要向食品中添加一定量的重金屬才能保證其口感或色澤,但往往在含量控制方面沒做好,進而導(dǎo)致食品遭受重金屬污染。
食品包裝材料也有可能導(dǎo)致食品遭受重金屬污染,因為常見的食品會用到紙質(zhì)、金屬或是陶瓷等各種材質(zhì)的包裝,其中金屬包裝中,鐵、鋁屬于常用的材料。但是在這類金屬包裝中,對它們的回收會很難控制其重金屬雜質(zhì),進而導(dǎo)致食品的重金屬污染。
(1)試紙法。該檢測方法的原理在于用酸堿試紙浸漬適量且?guī)в腥旧匦缘纳镌噭WC重金屬能夠與試紙上殘留的生物試劑發(fā)生融合反應(yīng),進而顯現(xiàn)出特定顏色,結(jié)合試紙顏色的深淺度測定重金屬的大概含量。
(2)電極法。該檢測方法能夠?qū)κ秤萌芤褐械碾x子濃度與活度進行有效測定,主要的電極構(gòu)成為:在電極兩端滴上適量難溶性的鹽類物質(zhì)如Ag2S和金屬硫化物如CdS、CuS、Pb,之后接入高壓,對物質(zhì)展開壓制,促使其形成厚度大概為1~2 mm的薄片,通過拋光處理,電極上的離子電勢與食品溶液中該離子活度的對數(shù)呈現(xiàn)線性關(guān)系,可依據(jù)能斯特方程進行計算。
(3)酶聯(lián)免疫吸附法。該檢測方法在近年來得以推廣,是一種免疫學(xué)方法,除了在靈敏度、特異性等方面擁有一定的優(yōu)勢以外,能夠在大批量的樣品檢測中發(fā)揮效果,而且這一技術(shù)方法的檢出限非常低,許多濃度極低的重金屬樣品都能夠被精準(zhǔn)地檢測出來。另外,這一檢測方法還沒有在我國的食品重金屬檢測中廣泛應(yīng)用,但在國外早已得到深入研究,筆者相信在不斷發(fā)展中,這一檢測方法一定會在我國的重金屬檢測中得到大范圍應(yīng)用。
(4)試劑比色法。該檢測方法主要是運用某些能夠與重金屬產(chǎn)生反應(yīng)的顯色劑進行檢測,而顯色劑與重金屬發(fā)生反應(yīng)后會逐漸形成帶有顏色的基團,此時觀察基團的顏色,如果重金屬含量越高,則溶液顏色越深,反之則越低。作為檢測人員,還應(yīng)利用分光光度計進行比色測定,如此能有效檢測出食品中的重金屬含量。
大部分情況下檢測機構(gòu)需要對重金屬含量進行定量檢測,判斷該食品當(dāng)中的重金屬含量是否超標(biāo),而且經(jīng)過定量檢測之后,還能夠具體了解超標(biāo)的量有多少,更有助于對食品重金屬污染源頭控制提供指導(dǎo)。由此可見,定量檢測技術(shù)方法在食品的重金屬檢測中至關(guān)重要,常見的檢測方法有如下幾種。
(1)X射線熒光光譜法。該檢測方法在許多檢測機構(gòu)中作為常用的重金屬含量檢測手段,有著較快的檢測速度和簡單的樣品前期處理過程,并且可分析元素范圍非常廣。從原理來看,該檢測方法主要是利用元素能夠有效吸收X射線這一現(xiàn)象展開重金屬含量的測定,而X射線被吸收的多少會因為樣品中相應(yīng)成分的量的變化而變化。因此,這一檢測方法在食品重金屬檢測中能夠進行定量和定性檢測。
(2)原子熒光法。通常來講,重金屬元素在特定頻率或是輻射照射下會出現(xiàn)熒光,該檢測技術(shù)正是基于這一原理。原子熒光法依據(jù)重金屬元素發(fā)出的熒光強度對重金屬離子濃度進行推算,這一檢測方法不僅表現(xiàn)出較高的靈敏度,測量范圍較廣,而且因為不容易受到外界因素的影響,能夠?qū)Υ罅坎煌N類的重金屬元素展開測定,所以在很多檢測機構(gòu)中得到廣泛使用。
(3)原子吸收光譜法。該檢測方法作為重金屬測定的關(guān)鍵手段,有著檢出限低、靈敏度高、重復(fù)性佳的優(yōu)點,最為主要的是操作過程簡單且測量速度極快。在測量多種重金屬元素時,能夠以變換元素?zé)舻姆绞綄崿F(xiàn)同時檢測,吸收光譜的介質(zhì)通常有火焰原子和石墨爐原子兩種,均是依據(jù)原子化后的金屬對特定元素?zé)艄庾V的吸收強度進行重金屬離子濃度的測定,通過觀察特征光譜的減弱程度便能間接得出金屬離子濃度。當(dāng)然,該檢測方法用到的設(shè)備成本過高,并且只會對Ca、Zn、Cu、Pb與Cd等元素有一定的靈敏度,所以實際使用中存在明顯的局限性[3]。
綜上所述,食品安全問題與民眾的生命健康直接相關(guān),重金屬污染則是食品安全問題的重中之重,頻繁發(fā)生的食品安全事故也意味著食品重金屬污染途徑眾多,需要從各個方面加強防控。同時,還需要對重金屬檢測方法提出高要求,目前常用的快速檢測方法和定量檢測方法有著不錯的檢測效果,但是或多或少還存在一定的不足,因此食品重金屬污染研究還需要不斷革新技術(shù)以及提高重視程度,對民眾的食品安全負責(zé)到底。