基于原子吸收光譜法的食品中鉛鎘含量檢測及其安全性評估

鉛和鎘作為典型的重金屬元素，其毒性具有潛在累積效應(yīng)，甚至?xí)ㄟ^食物鏈在不同生物體之間傳遞，若進(jìn)入人體會造成慢性中毒，給人體健康帶來嚴(yán)重危害。所以，監(jiān)管部門需要采用各種檢測方法進(jìn)行重金屬的檢測和分析。然而，傳統(tǒng)的分析方法往往在精度、靈敏度和準(zhǔn)確性上難以滿足現(xiàn)實(shí)需求，在這種背景下，原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）憑借高靈敏度、高選擇性以及相對簡單的操作程序脫穎而出。本文就原子吸收光譜法對食品中鉛鎘含量的檢測情況及其安全性展開了評估，以期為相關(guān)領(lǐng)域提供一定的理論支持。

一、食品中鉛鎘污染的來源

鉛和鎘是兩種典型的環(huán)境污染物，具有較強(qiáng)的環(huán)境持久性和生物累積性，會嚴(yán)重危害人類健康。

鉛的污染來源多樣，主要與工業(yè)活動、交通排放和廢棄物處理等因素密切相關(guān)。工業(yè)上，鉛通常用于電池、油漆、鉛管等產(chǎn)品中，經(jīng)過燃燒、氧化或物理磨損后，鉛及其化合物會通過大氣、水體或土壤進(jìn)入自然環(huán)境。長期暴露于含鉛環(huán)境中，農(nóng)作物和水產(chǎn)品易受到污染，尤其是根菜類和葉菜類蔬菜，會通過其根系從土壤中吸收鉛，并在植物體內(nèi)積累。

鎘的污染源主要來自礦產(chǎn)開采、冶煉、工業(yè)廢水排放以及農(nóng)業(yè)中化肥和農(nóng)藥的使用。鎘廣泛存在于磷礦中，因此磷肥中通常含有一定濃度的鎘，長期施用含鎘的磷肥可導(dǎo)致土壤鎘污染。部分工業(yè)生產(chǎn)也會將鎘釋放到環(huán)境中，污染物通過空氣和水體傳播可沉積到土壤中，最終被植物和動物吸收。

二、鉛鎘對食品安全及人體健康的影響

鉛和鎘具備較強(qiáng)的生物積累性與毒性，一旦進(jìn)入人體內(nèi)，很難通過常規(guī)生理過程排出。目前，鉛和鎘對人類健康的影響已得到廣泛研究，長期攝入這兩種重金屬會對人體的多個(gè)生理系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

鉛的毒性廣泛，進(jìn)入體內(nèi)后會長期積存于骨骼和血液中，對神經(jīng)發(fā)育產(chǎn)生抑制作用。成人長期攝入鉛會出現(xiàn)認(rèn)知功能減退、注意力缺失、記憶力障礙等神經(jīng)學(xué)癥狀，嚴(yán)重時(shí)甚至可能引發(fā)高血壓、腎臟損傷等問題。

鎘主要對腎臟和骨骼系統(tǒng)產(chǎn)生毒性，其毒性作用機(jī)制復(fù)雜。鎘通過腎臟積累，可能會引起腎小管功能障礙，進(jìn)一步導(dǎo)致蛋白尿、腎小管壞死等腎臟疾病。鎘還能影響鈣的代謝，導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和骨痛等病理性變化。同時(shí)，鎘具有較強(qiáng)的生物累積性，即使攝入量較低，也會對人體健康構(gòu)成顯著威脅。

鉛和鎘的污染程度取決于污染源和環(huán)境條件，也與食品種類和加工方式密切相關(guān)。通過對各類食品的鉛鎘含量進(jìn)行監(jiān)測，可以有效評估其對消費(fèi)者的潛在危害，其中，原子吸收光譜法在鉛鎘含量檢測領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

三、基于原子吸收光譜法的食品中鉛鎘含量檢測方法

原子吸收光譜法是基于原子光譜吸收現(xiàn)象的分析技術(shù)，其核心原理是元素在氣態(tài)原子狀態(tài)下會對特定波長光進(jìn)行吸收。下面介紹一下原子吸收光譜法檢測食品中鉛鎘含量的過程。

（一）儀器與試劑

AAS是高靈敏度的分析技術(shù)，用到的核心儀器包括光源、霧化器、燃燒器、檢測器等部件，所用試劑主要為消解過程中的酸液、標(biāo)準(zhǔn)溶液和溶劑等，具體如表1所示。

（二）樣品制備

食品樣品中通常含有大量有機(jī)物、脂肪、蛋白質(zhì)等復(fù)雜成分，會對檢測產(chǎn)生干擾，因此需要對其進(jìn)行有效的預(yù)處理，將金屬元素從復(fù)雜的基質(zhì)中分離出來。樣品制備過程包括樣品取樣、稱量、消解和溶解等步驟，具體如表2所示。

（三）結(jié)果與分析

1.不同食品樣品中鉛鎘含量的分布。谷物類、根菜類、葉菜類等典型食品中鉛和鎘的含量分布如圖1所示，從中可以看出，蔬菜類（尤其是葉菜類）的鉛鎘含量普遍較高。這是因?yàn)槿~菜類植物根系發(fā)達(dá)，容易從污染土壤中吸收更多重金屬元素，尤其是在大氣或土壤污染較為嚴(yán)重的地區(qū)，植物鉛鎘積累水平較高，所以葉菜類的鉛鎘含量較高。谷物類樣品的鉛鎘含量相對較低，這是因?yàn)楣任镱愅ǔ７N植于相對干凈的土地，其重金屬積累程度較低。水產(chǎn)品中的鎘含量較其他類食品顯著偏高，這與水生生物的富集效應(yīng)有關(guān)。相較而言，水果類食品的鉛鎘含量相對較低。

2.不同食品類別的鉛鎘風(fēng)險(xiǎn)評估。根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762-2017），食品中鉛的限量為0.1—1.5mg/kg，鎘的限量為0.05—0.5mg/kg。將樣品中的鉛鎘含量與標(biāo)準(zhǔn)限量進(jìn)行比對，可以初步評估各類食品的污染風(fēng)險(xiǎn)，具體如表3所示。從中可以看出，葉菜類鉛風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最高，這是因?yàn)槿~菜類食品的鉛和鎘積累較為顯著。水產(chǎn)品的鉛含量相對較低，但其鎘風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)卻異常高，遠(yuǎn)高于其他食品類別，尤其是某些深海魚類或近岸水域的水產(chǎn)品，其鎘積累情況更加嚴(yán)重，長期食用可能導(dǎo)致鎘中毒。根菜類和谷物類食品的鉛鎘含量較為適中，鉛鎘風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均在較低范圍內(nèi)。

四、檢測方法的局限性與改進(jìn)建議

原子吸收光譜法在檢測食品中的鉛和鎘等重金屬時(shí)，能夠提供較為準(zhǔn)確的定量分析結(jié)果，適用于重金屬污染濃度較低的樣品。經(jīng)過充分消解和適當(dāng)預(yù)處理，AAS可以精確檢測水、土壤及食品樣品中的痕量重金屬，從而為食品安全提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。對于鉛、鎘、銅、鋅等常見的污染元素，AAS通過其獨(dú)特的背景校正技術(shù)和火焰原子化原理，能夠克服復(fù)雜基質(zhì)的干擾，提供高質(zhì)量分析結(jié)果。然而，AAS無法實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)分析，對于氟、氯等輕元素的檢測能力也較弱。

為了彌補(bǔ)AAS的缺點(diǎn)，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）正在受到重視，其能夠在同一分析過程中同時(shí)檢測多種元素，具有比AAS更低的檢測限和更高的分辨率。ICP-MS還能夠提供更高的分析通量，在需要高效檢測復(fù)雜食品中的多種重金屬污染物時(shí)具有顯著優(yōu)勢。與AAS相比，ICP-MS靈敏度更高，并可以通過質(zhì)譜法避免元素之間的譜線重疊干擾，進(jìn)一步提高分析的準(zhǔn)確性和可靠性。但是ICP-MS設(shè)備價(jià)格昂貴且維護(hù)成本較高，操作技術(shù)要求也較高，檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)具體需求權(quán)衡成本和效益，選擇最合適的分析方法。

基金項(xiàng)目：湖南省衛(wèi)生健康委科研課題“磁固相萃取-質(zhì)譜聯(lián)用在細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)酰胺檢測中的應(yīng)用研究 ”（D202312066318）；長沙市自然科學(xué)基金“磁固相萃取-質(zhì)譜聯(lián)用在湘江水中PFCs監(jiān)測中的應(yīng)用研究”（Kq2208483）。

作者簡介：谷（1988—），女，土家族，湖南湘西州人，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称?、生物材料中金屬元素的檢測。

*通信作者：汪瓊（1988—），女，漢族，湖南長沙人，主管技師，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称帆F藥抗生素檢測。