食品中的重金屬鉛與檢測方法研究

1、食品中的重金屬鉛與檢測方法研究摘要本文主要歸納了食品中重金屬鉛的污染來源與其危害影響，針對現(xiàn)階段對重金屬的檢測方法的研究與發(fā)展，例如火焰原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法和原子熒光光譜法的原理和在使用儀器時的優(yōu)點和缺點進行了分析研究，通過對于各種指標參數(shù)的多次試驗結(jié)果的數(shù)學統(tǒng)計分析，最后總結(jié)出每種元素的最佳測定條件。最后對于未來的重金屬檢測儀器改進進行了展望。關(guān)鍵詞 鉛；重金屬檢測；原子吸收光譜法Abstractthis paper summarizes the heavy metal lead in food sources of pollution and its harm, accor

2、ding to the research and development of the present stage of heavy metal detection methods, such as flame atomic absorption spectrometry and graphite furnace atomic absorption spectrometry of principle and in the use of the advantages and disadvantages are analyzed and studied, through the analysis

3、of the mathematical statistics for the various parameters of the results of numerous experiments. At last, the paper summarizes the optimal conditions for determination of each element. Prospects for the improvement of heavy metal detection equipment in the future.Key words Pb；heavy metals determina

4、tions；Atomic Absorption Spectroscopy目錄1.水產(chǎn)品中鉛的來源與危害31.1.鉛的來源31.2鉛的危害性32.重金屬的檢測方法32.1樣品的前處理方法32.1.1干灰化法32.1.2濕消解法42.1.3 微波消解法42.2光譜法測定重金屬含量的研究42.2.1火焰原子吸收光譜法42.2.2石墨爐原子吸收光譜法42.2.3原子熒光光譜儀5結(jié)論5展望6參考文獻6前言 隨著頻頻被曝光的食品安全問題，人們的食品安全意識也越來越強，國家等有關(guān)部門對食品中的重金屬的含量檢測工作也越來越重視起來。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展趨勢，環(huán)境中重金屬問題日益嚴重。重金屬的污染與其他類型的污染

5、有所區(qū)別，其具有長期性和不可逆轉(zhuǎn)性等特點，深受研究人員的關(guān)注。也正是由于現(xiàn)在重金屬的污染嚴重威脅著人們的身體健康，所以，對于食品中的重金屬檢測工作應該以更加高效準確為目的，及時反映出情況，以便于相關(guān)人員及時采取措施和研究出針對性對策來有效控制污染影響。現(xiàn)階段，我國對于重金屬，例如鉛的測定方法有很多種，例如光度法、比濁法、斑點比較法、色譜法、光譜法和電化學分析法等。其中有關(guān)國家標準中規(guī)定的食品中重金屬元素的含量測定方法中，最常用的檢測方法是原子吸收光譜法。在檢測樣品中鉛和鎘的含量時采用原子吸收分光光度法；在檢測樣品中汞和砷的含量時采用原子熒光分光光度法。探討儀器參數(shù)對重金屬元素檢測的影響，通過數(shù)

6、學統(tǒng)計方法確定不同元素的最佳檢測條件。鑒于最佳檢測條件對于今后重金屬含量檢測工作的研究意義進行了系統(tǒng)的分析和綜述。1.水產(chǎn)品中鉛的來源與危害 1.1.鉛的來源鉛主要通過大氣沉降、土壤瀝出液以及地表徑流等進入天然水體，其主要來源是采礦、冶金、電鍍、燃煤、陶瓷和玻璃制造等工業(yè)活動，以及含鉛汽油、含鉛油漆涂料、含鉛水管的使用等。大氣鉛污染是對環(huán)境中其他形式的鉛污染具有基礎(chǔ)性作用的，含鉛的汽油的燃燒和排放造成了嚴重的空氣污染，鉛污染物的比重遠遠大于空氣的比重，因此大氣中的鉛污染會不斷沉降，最終造成地面土壤的鉛污染、水質(zhì)的鉛污染和食品的鉛污染1。一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的砷酸鉛等鉛鹽農(nóng)藥會對水果蔬菜和土壤水源

7、造成污染，鉛污染物經(jīng)過雨水的沖刷作用和廢水排放等途徑會轉(zhuǎn)移到水體中，從而污染水生生物，造成水生生物的鉛污染。1.2鉛的危害性鉛主要經(jīng)過呼吸、消化和皮膚滲透作用進入人體，蓄積在人體各組織中。鉛經(jīng)呼吸道進入肺內(nèi)，通過肺泡-毛細血管進入血液后，顯著增強人胚肺細胞對呼吸道合胞病毒的易感性，降低細胞對呼吸道合胞病毒的抵抗力2。鉛能使肝臟合成轉(zhuǎn)鐵蛋白等多種蛋白質(zhì)量下降，對鐵代謝產(chǎn)生不良影響，降低肝臟解毒能力，降低藥物清除率，增加藥物毒副作用3。成人胃腸道鉛吸收率為5-10，嬰幼兒和兒童的胃腸道吸收率可達42-50。鉛干擾營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣代謝，導致二者供應不足，臨場表現(xiàn)為食欲不振、胃腸炎、腹瀉、便秘、消化不良

8、等癥狀。也會使腸道平滑肌處于長期緊張狀態(tài)，臨床表現(xiàn)為鉛性腹絞痛4。2.重金屬的檢測方法2.1樣品的前處理方法2.1.1干灰化法干灰法是利用高溫除去樣品中的有機質(zhì)，剩余的灰分用酸溶解，作為樣品待測溶液。該法適用于食品中大多數(shù)金屬元素分析，但在高溫條件下，汞、鎘、鉛、錫、硒等元素易揮發(fā)而損失，故不適用于這類元素的前處理。2.1.2濕消解法濕消解法是利用氧化性的強酸（硝酸、高氯酸、過氧化氫和硫酸等）在一定溫度條件下除去有機質(zhì)，使被測元素溶解。該法主要優(yōu)點是被測元素不易損失，特別是對于易揮發(fā)性元素非常適用。2.1.3微波消解法微波消解法是一種新的試樣溶解技術(shù)，其主要優(yōu)點是溶樣時間短、耗能低、消耗試劑少

9、、污染少，最主要的優(yōu)點是能夠有效防止易揮發(fā)元素的損失；微波消解的主要缺點是溶樣量較小，這對于含量低的一些元素分析帶來一定困難。昂貴的微波消解爐和壓力溶樣罐，使微波消解技術(shù)的應用受到一些限制。2.2光譜法測定重金屬含量的研究2.2.1火焰原子吸收光譜法試樣溶液經(jīng)過霧化送入火焰中被原子化，使得被測元素轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)原子、被測元素空心陰極燈發(fā)出的共振線通過基態(tài)原子時，發(fā)生選擇性共振吸收而使光強減弱。儀器從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光，通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測元素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線光被減弱的程度來測定試樣中待測元素的含量。目前所用的火焰一般為空氣-乙炔焰。 原子吸收光譜儀可測定多種元素

10、，火焰原子吸收光譜法可測到10-9g/mL數(shù)量級，石墨爐原子吸收法可測到10-13g/mL數(shù)量級。其氫化物發(fā)生器可對8種揮發(fā)性元素汞、砷、鉛、硒、錫、碲、銻、鍺等進行微痕量測定。2.2.2石墨爐原子吸收光譜法石墨爐原子吸收光譜法的絕對靈敏度一般比火焰原子吸收光譜法高3個數(shù)量級，已廣泛應用于痕量金屬的分析。石墨爐原子吸收法已經(jīng)成為一種廣泛的分析方法，可以測定大約60多種元素，在農(nóng)業(yè)、生物、環(huán)境、食品、地質(zhì)和冶金等領(lǐng)域均有廣泛的應用。但是石墨爐原子吸收分析尚存在一些干擾問題，特別是在生物和環(huán)境樣品中痕量貴金屬的測定中，干擾還很嚴重。目前常用一些改進技術(shù)如石墨管改進技術(shù)、基體改進技術(shù)、預分離富集等，

11、來消除干擾，提高分析靈敏度和改善精密度5。在實驗過程中，可以選取每種參數(shù)幾種不同數(shù)據(jù)后，利用數(shù)學統(tǒng)計方法計算出每種元素的最佳測定條件。例如 空心陰極燈工作條件的選擇（包括預熱時間、工作電流）、火焰燃燒器操作條件的選擇（試液提升量、火焰類型、燃燒器的高度）、石墨爐最佳操作條件的選擇（惰性氣體、最佳原子化溫度）等。2.2.3原子熒光光譜儀原子熒光光度計利用惰性氣體氬氣作載氣，將氣態(tài)氫化物和過量氫氣與載氣混合后，導入加熱的原子化裝置，氫氣和氬氣在特制火焰裝置中燃燒加熱，氫化物受熱以后迅速分解，被測元素離解為基態(tài)原子蒸氣，其基態(tài)原子的量比單純加熱砷、銻、鉍、錫、硒、碲、鉛、鍺等元素生成的基態(tài)

12、原子高幾個數(shù)量級。原子熒光光譜法是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下產(chǎn)生的熒光發(fā)射強度，來確定待測元素含量的方法。結(jié)論重金屬指原子密度大于或等于5 ×l0-3kg/m 3 的金屬元素，如汞(H g)、鉛 (Pb)、鎘 (C d)、鉻(C r)、金 (A u )、銀 (A g)、銅 (e u )等 ，約有45種6 。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度發(fā)展，重金屬污染已成為最嚴重的環(huán)境生態(tài)污染之一，其中食品中重金屬污染

13、嚴重影響到經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和人類健康。據(jù)估測，我國目前受重金屬污染的耕地面積近2000萬hLmZ，約占總耕地面積的1/57 。在檢測重金屬中光譜法使用的儀器依照國標方法，在其他條件不變的情況下，改變幾種參數(shù)，例如灰化溫度、原子化溫度、基體改進劑和燈電流值；在原子熒光法中的空心陰極燈的負高壓和燈電流對背景信號強度和檢出信號強度的對比試驗的結(jié)果，通過數(shù)學統(tǒng)計分析方法選出每種元素的測定最優(yōu)條件。展望隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對食品的安全性進行檢測的手段與方法已經(jīng)是多種多樣。如何采用最快捷、最經(jīng)濟、最安全、最準確的檢測的手段與方法來確定食品消費安全，是一項重要研究內(nèi)容。重金屬污染是影響人類健康的重要因

14、素，為防止飲用水和食品中的重金屬的污染，保護生態(tài)環(huán)境和人類健康，我們需要實時監(jiān)測飲用水和食品中重金屬離子的濃度。目前，重金屬檢測主要是光譜法。1999年，J.Wang教授8就指出21世紀的溶出分析將向更快、更小、更便宜、更簡單、更好的方向發(fā)展。對重金屬污染的日益關(guān)注，使得檢測重金屬的需要更加迫切。所以目前國際上檢測重金屬的發(fā)展方向為現(xiàn)場、快速、實時、在線、連續(xù)和自動化測量。傳感器的微型化、集成化和分析儀器的便攜化、自動化成為重金屬檢測發(fā)展的必然趨勢。參考文獻1 陳炳卿，孫長 食品污染與健康 北京；化學工業(yè)出版社，20022 朱寶立，杜晨楊，陳敏.鉛降低機體抗病毒能力的實驗研究J.中國工業(yè)醫(yī)學雜志，2000,13（6）;329-331.3 丁虹，彭仁.鉛對孕鼠及胎鼠肝微粒體藥酶活性的影響J.衛(wèi)生研究，2000,28（6）：333-334.4 孔杏云，廖麗民，雷德亮.鉛對大鼠腸