原子吸收光谱法在食品重金属检测中的实践研究

原子吸收光谱法在食品重金属检测中的实践研究

金钊

利诚检测认证集团股份有限公司  广东 中山 528400

摘 要：我国教育的发展使得人们综合素质得到提高，经济发展提升人们生活水平，并且由于食品安全事故的频繁发生，人们对于食品安全方面更加重视。在食品加工过程当中，不良商家为了降低成本，提高口感等，违规使用重金属以及其他添加剂，重金属在食用进入人体后，会给人体带来较大的伤害，影响人体的正常运行，尤其是对于幼儿小孩来说，甚至可能终身残疾，因此加强对于食品重金属检测非常重要，本文首先介绍了原子吸收光谱法，而后介绍了检测方式，列举说明在食品当中的应用，并介绍了样品处理方式。

关键词：食品安全；重金属检测；实践研究；原子吸收光谱法

在近些年，食品安全问题不断发生，一些商家为了能够获得更多的不法收入添加重金属元素，危害人们健康。例如某食品股份有限公司，在2021年被广东省深圳市市场监管局发布的《2021年食品安全抽样检验情况通报》，其中标称某食品股份有限公司生产的“某”黑糖话梅铅含量检出值为3.27mg/kg，按照国家标准规定，本来食品当中的铅含量应当小于等于1.0mg/kg，超出标准值3倍以上，危害人体健康，因此应当加强对于食品方面的重金属检测。

1.原子吸收光谱法

1.1概念

原子吸收光谱法的原理与元素和光线谱有关，每一种元素的光线谱都存在一定的差别，在进行对于待测元素进行含量测定时，首先应当准备相对于的光源，在通过样品之后依据被吸收的含量得到光线谱，通过样品时光会被有选择的吸收，从而测出样品当中的某一金属含量。原子吸收光的程度取决于光程中基态原子的浓度。一般来说，可以近似地认为所有的原子都处于基态。因此，可以通过光被吸收后的衰减程度来确定样品中待测元素的数量。在这一技术的应用上来看，许多企业都在应用原子吸收光谱法对于元素进行检测，在检测过程当中，辐射吸收强度是在定量检测的依据，同时还能够完成相对应的溶液配制，保障浓度在溶液曲线的标准范围之内。

原子光谱分为原子吸收光谱、原子发射光谱和原子荧光光谱。吸收谱是指由于元素的原子吸收光束的能量而引起的能级的升高。发射光谱是指处于激发态的原子跃迁到较低能级时的辐射发射，荧光光谱是指处于低能态的原子经过光吸收的促进后重新回到低能态时的再发射。原子光谱学是用来定性和定量地测定物质中的元素，而不是用来测定分子。

1.2原理

电子有不一样的能级，因此可以通过共振的方式对于辐射进行吸收，这种吸收具有选择性，与原子光谱相似，因此可以通过对于待测原子的照射来对其进行定量分析以及相关计算，来有效测定超痕量元素。

1.3特点

原子吸收光谱法有许多优点，例如检测出来的精密度较高，灵敏度较高，较少会受到光谱干扰，分析的速度较快，检出限低，通常情况下没有共存元素的光谱重叠，并且有较广的应用范围。除了对于金属元素的测定之外，也能够间接对于非金属以及有机化合物进行测定。但是这一方法也有一定的局限性，例如在对于非金属或者难溶元素的直接测定结果不够准确，只能进行单一测定，曲线矫正的线性范围较窄。

2.重金属检测方式

2.1原子吸收分光光度法

分光光度是一种物质分子在不同波长下对辐射的吸收程度的测量。波长的选择要尽可能大，这样才能使被测液体组分更充分地吸收光，测量结果的误差最小。其利用的是有色物质的颜色是该物质与光相互作用的结果，由于不同物质具有不一样的分子结构，不同波长对于光的吸收能力也不同。因此，具有特征结构的结构组具有选择吸收特性的最大波长，形成最大吸收峰，产生唯一吸收光谱。即使是同样的物质，由于其含量不同，吸收光的程度也不同。它有着较高的灵敏度

2.2冷原子吸收光谱法

冷原子吸收法相对于一般的吸收法其原子化的温度低，因此其不需要加热样品。例如，汞的测定，首先使待测元素原子化，在常温的状态之下，汞这一金属容易挥发，成为蒸汽的状态，因此在低温下使汞变为液态，在之后加工变为溶液，汞的离子价变为二价，之后再进入到反应瓶当中进行还原，还原剂应用SnCl2，使得离子价为二价的汞变为原子状态，而后通过N或者是纯空气将其吹入到吸收管，利用高压汞灯发射出来特征线，在经过含有汞原子的管子之后所减弱的谱线强度来进行汞含量的测定。

2.3原子荧光光谱法

在2964年，原子光谱法被吸收发现，这一方法能够对于待测样品物质的辐射进行荧光强度分析，这是由于在辐射之后，原子会吸收辐射，从而实现电子跃迁，而后又跃迁到较低的能量级，从而发射出原子荧光，这属于二次发光，在照射停止后就会停止，在这一过程当中可以对于原子荧光的强度进行定量分析。这一方法所使用的仪器与原子吸收光谱相似。Afs法灵敏度高，校正曲线线性范围宽，可同时测定多种元素。

2.4石墨炉原子吸收光谱法

石墨炉原子它是一种石墨电阻加热器，一种原子吸收分光光度计用的无焰雾化器。石墨炉是原子吸收光谱分析中最重要的无火焰原子雾化器之一。利用石墨材料制作管状、杯状的雾化器，原子吸收分析利用电流加热雾化进行。石墨炉工作运行是人们应当不应小于0.5米左右。其优点是所有样品都参与原子化，避免了火焰气体中原子浓度的稀释，分析灵敏度明显提高。主要用于微量金属元素的测定。

图一：管式石墨炉原子化器

2.5火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法即利用待测元素通过光源射出来的包含具有特征谱线的光在经过待测样品蒸汽后的减弱程度，这一减弱程度与待测元素的含量相关。火焰光谱法可以测量(10)-9g/mL的量级，相对误差小于1%。它具有很强的抗干扰能力、使用的仪器相对简单，同时操作也相对方面，拥有高灵敏度，测验出来的数据精度高等特点。但是其难以有效检验含量低元素的结果。

图二：火焰原子化器

3.食品重金属检测中的原子吸收光谱法

3.1粮食

人类的生存离不开粮食，而在粮食种植时并不能够完全避免重金属污染，这是由于许多地方受到环境污染或是该地方的土壤当中本身金属元素含量较高，导致最终的粮食当中含有金属元素，甚至会超标，因此为了能够保障人们能够安全地食用粮食，有效地减少重金属给人体带来的危害，在粮食正式流入市场之前以及流入市场之后都会进行抽检，从而保障食物当中的重金属含量控制在合理的范围之内。监察部门的人员在对于粮食当中所含有的重金属检测的时候，通常可应用原子吸收光谱法，并且在检测过程当中可以使用其他的方式（例如电化学）对于检测的质量进行有效提高。在检测前，应当对于检测方式以及检测结构等提前根据实际状况进行方法的选择，以有效地保障最终所检测出来的含量数值准确。

3.2酒水

水是生命之源，尤其是在现代化的发展之下，许多的酒水饮料已经安全化发展，许多商家为了满足其口感，提升经济效益，在当中添加了超标的添加剂，使得重金属超标，在人们饮用之后容易造成危害。根据国家政策，对于酒水饮料的重金属含量进行了明确标识，在检测时可以应用原子吸收光谱法，从而进一步的保障人们的身体健康，以白酒作为例子，如果想要检测出来其中的铅含量通常应用石墨炉这一检测方式，对于待检测物品使用电流加热，将其转化成为原子，应用光谱照射后监测光谱图，得出最终的铅含量，与规定茶树进行对比，确认是否存在重金属超标状况，以免出现不合格的商品流入市场当中。

3.3肉制品

肉制品当中含有许多微量元素，其中的重金属是由于接触的饲料、水等而出现的，通常而言，家猪比野猪所含有的重金属多，在检测后可以对于猪肉的具体价格进行开发利用。在应用原子吸收光谱法检测后能够了解到其中的重金属含量，并且找寻超标的原因，为人们带来较好的肉制品。

4.样品处理方式

实验室在进行样品监测前需要进行处理，从而减少污染。在运输当中，应当保持简单，省略较为复杂的步骤，一般情况下应用低温保存法。在监测之前，先对于待测物品施行处理，消除可能产生干扰的物质，从而使得监测结果更加准确。而后需要对于样品进行消解，消解通常应用酸或是干灰化这两种方式，消化实验是有机物在高温下分解，最终形成无机物的过程。应用酸进行消解（通常情况下是盐酸以及硝酸等溶液），能够消解有机物以及一些矿物质，但是由于应用的酸通常为强酸，因此容易发生安全事件；干灰化是应用高温对于样品当中的有机质进行消解，这一过程通常是在高温下进行，剩余的利用酸进行溶解后作为待测溶液，相对安全，同时也能够处理掉较多的样品。不过高温容易使得一些金属元素挥发，例如汞，因此需要依据需求进行处理方式的选择。在样品前处理时，应注意样品的消解，以便于测量相应的金属值。另外，要注意样品浓度是否超过仪器的检测范围。如果样品浓度过高，应稀释;如果浓度过低，达不到检测线，应进行浓缩。

5.结语

原子吸收光谱法是食品重金属检测当中应用较广的一种检测方式，有着许多的优点，检测方式以及用具相对简单，同时检出速度快，精度高，本文还对于原子吸收光谱法当中的检测方式进行了分析，例如分光光度法、石墨炉原子法、火焰原子、冷原子、荧光光谱法等，其在粮食、酒水、肉制品当中均有使用，在检测完成之前需要对其进行无害化处理，以保护环境和提高监测有效性。

参考文献：

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