食品中重金属元素的检测与控制

食品中重金属元素的检测与控制

李晓文  陈小兵

潍坊市产品质量检验所    山东潍坊    261031

摘要：食品是人类生活中必不可少的一部分，但是食品中重金属元素的污染问题一直受到人们的关注。重金属元素对人类健康有害，可以引起各种疾病。因此，食品中重金属元素的检测与控制是非常重要的。本文旨在综述食品中重金属元素的检测与控制方面的研究进展，为相关研究和实践提供参考。

关键词：食品；重金属元素；检测；控制

1重金属污染对人体健康的影响

1.1中毒症状

重金属元素的中毒症状因元素种类和暴露水平而异。常见的重金属元素包括铅、镉、汞和砷。铅中毒常导致神经系统和血液系统的损害，表现为智力下降、行为异常和贫血等症状。镉中毒则主要对肾脏和骨骼造成损害，引发肾病和骨质疏松等疾病。汞中毒可影响中枢神经系统和发育，导致神经行为异常和智力发育迟缓。砷中毒则与多种癌症的发生相关，尤其是皮肤癌。

1.2长期暴露的潜在风险

除了直接中毒症状，长期暴露于重金属元素还存在潜在的风险。重金属元素在人体内积累并难以排出，从而对多个器官和系统产生慢性毒性效应。例如，铅积累在骨骼中，会逐渐释放到血液中，导致长期暴露的风险。这种慢性暴露可能导致认知障碍、心血管疾病和肾脏损害等。类似地，长期暴露于镉、汞和砷等重金属元素也会增加患上癌症、免疫系统疾病和神经系统疾病的风险。

2食品中重金属的来源和传播途径

2.1食品中重金属的主要来源

2.1.1土壤污染

土壤是食品中重金属的主要来源之一。土壤中的重金属来自于多个渠道，如工业废水、农药残留、化肥使用以及大气沉降等。长期的工业活动和不当的废物处理导致了土壤中重金属的积累，进而影响到作物的生长和食品的质量。

2.1.2工业排放

工业排放是另一个重要的食品中重金属的来源。工业生产过程中，很多金属元素被释放到空气、水体和土壤中，进而进入食物链。重金属的工业排放主要来自于金属冶炼、矿石加工、电子废物处理和化工等行业。这些排放物中的重金属元素会通过大气沉降、水体污染和土壤污染等途径进入农作物和水产品，最终进入人体。

2.2重金属在食物链中的传播途径

重金属在食物链中的传播途径复杂多样，包括土壤-植物-人的传播途径和水体-水生生物-人的传播途径。

2.2.1土壤-植物-人传播途径

土壤中的重金属可以通过植物的根系吸收，并进入植物的各个部位，如叶片、果实等。这些重金属元素可以通过植物的食物链传递到人体。不同的作物对重金属的吸收能力存在差异，一些作物如大豆、油菜等对重金属的吸收能力较强，而一些叶菜类作物如菠菜、茼蒿等则对重金属的吸收能力较弱。

2.2.2水体-水生生物-人传播途径

水体中的重金属可以被水生生物吸收，如鱼类、贝类等。这些水生生物在食物链中处于较高的层级，因此其体内的重金属含量较高。当人类摄入这些含有重金属的水生生物时，重金属元素也会进入人体。

3.食品中重金属元素的检测方法

3.1原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（AtomicAbsorptionSpectroscopy,AAS）是一种常用的食品中重金属元素检测方法。该方法基于原子吸收光谱原理，通过测量样品中金属元素吸收特定波长的光线的强度来定量分析金属元素的含量。

原子吸收光谱法具有以下优点：-高准确度和高灵敏度：原子吸收光谱法可以达到较高的准确度和灵敏度，可以检测到低至微克/升水平的重金属元素含量。-宽波长范围：原子吸收光谱法可以测量多种金属元素，因此适用于多种食品中重金属元素的检测。-成熟的仪器设备：原子吸收光谱法的仪器设备已经相对成熟，操作简单且易于维护。

然而，原子吸收光谱法也存在一些缺点：-仪器成本较高：原子吸收光谱法所需的仪器设备较为昂贵，对实验室设备要求较高。-预处理步骤繁琐：在使用原子吸收光谱法进行食品中重金属元素检测时，需要进行样品的预处理步骤，如消解、稀释等，增加了分析时间和劳动强度。

3.2电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法是一种高灵敏度、高选择性的食品中重金属元素检测方法。该方法将样品中的金属元素通过电感耦合等离子体电离，并通过质谱仪进行分析。

电感耦合等离子体质谱法具有以下优点：-高灵敏度和高选择性：电感耦合等离子体质谱法可以检测到低至纳克/升水平的重金属元素含量，并且能够区分不同的金属元素。-宽波长范围：电感耦合等离子体质谱法可以同时检测多种金属元素，适用于多种食品中重金属元素的检测。-无需样品预处理：相比于原子吸收光谱法，电感耦合等离子体质谱法无需进行复杂的样品预处理步骤，省去了预处理的时间和劳动。

然而，电感耦合等离子体质谱法也存在一些缺点：-仪器成本较高：电感耦合等离子体质谱法所需的仪器设备较为昂贵，对实验室设备要求较高。-操作复杂：电感耦合等离子体质谱法的操作相对复杂，需要熟练的技术人员进行操作和维护。

4.食品中重金属元素的控制策略

4.1土壤修复

土壤是食品中重金属元素的主要来源之一，因此，进行土壤修复是控制食品中重金属元素含量的重要手段之一。土壤修复技术旨在降低土壤中重金属元素的含量，减少重金属元素与作物的迁移和转化。

常见的土壤修复方法包括物理修复、化学修复和生物修复。物理修复主要通过土壤剖面改良、地下水位降低等方法来减少重金属元素的迁移；化学修复主要利用各种化学物质来改变土壤中重金属元素的形态，降低其活性和可迁移性；生物修复则利用植物、微生物等生物体对土壤中的重金属元素进行吸收、富集和转化。

4.2农业管理

农业管理是控制食品中重金属元素含量的重要手段之一。通过合理的农业管理措施，可以减少土壤中重金属元素的含量，降低重金属元素对作物的影响。

首先，合理施肥是农业管理的重要环节之一。施肥时应注意选择无重金属元素污染的肥料，并合理控制施肥量，避免过量施肥导致重金属元素的积累。

其次，选择适应性强的作物种类也是重要的农业管理措施。不同作物对重金属元素的吸收能力不同，选择适应性强的作物种植可以减少重金属元素的积累。

此外，合理的灌溉管理也能减少重金属元素的积累。避免使用污染的灌溉水，选择适当的灌溉方式和灌溉时间，可以减少土壤中重金属元素的迁移和积累。

4.3加工技术

加工技术是控制食品中重金属元素含量的重要手段之一。通过合理的加工技术，可以降低食品中重金属元素的含量和迁移率。

加工过程中，可以采用去皮、去鳞、去骨等方法来减少食品中重金属元素的含量。这些方法可以有效去除食品中重金属元素的富集部位，降低食品中重金属元素的含量。

此外，还可以采用蒸煮、煮沸等高温加工方法来降低食品中重金属元素的含量。高温加工可以使重金属元素发生挥发、氧化等反应，从而降低其含量。

4.4可行性和效果分析

上述控制策略在一定程度上可以减少食品中重金属元素的含量和迁移率，保证食品的安全和消费者的健康。然而，这些控制策略也存在一些限制和挑战。

首先，土壤修复需要耗费大量的人力、物力和财力，并且修复效果受到多种因素的影响，如土壤类型、重金属元素种类和含量等。

其次，农业管理需要农民的积极参与和配合，同时也需要相关政策的支持和指导。在实际操作中，农民的知识水平和意识也是影响农业管理效果的重要因素。

最后，加工技术需要食品加工企业的积极推广和应用。同时，加工技术还需要考虑食品质量和口感等因素，以及与其他加工工艺的配合。

结束语

土壤修复、农业管理和加工技术是控制食品中重金属元素含量的重要策略。通过综合应用这些策略，可以有效减少食品中重金属元素的含量和迁移率，保证食品的安全和消费者的健康。

参考文献

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