隨著全球現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬(包括鉛、鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅等)污染環(huán)境的問題受到了越來越多的社會關(guān)注，它們會隨著食物鏈不斷富集，最終引發(fā)食品安全問題，對人和動物的身體健康造成極大威脅。各類飼料、動物源食品中重金屬檢測的需求日益增加，要求也不斷升高，發(fā)展便捷、高效、可靠的重金屬檢測技術(shù)可為飼料和食品中重金屬監(jiān)管做出有力的保障。本文綜述了近年來國內(nèi)外報道的含重金屬樣品的前處理技術(shù)和檢測方法及其在飼料和動物源食品中的應用，主要介紹了儀器檢測和快速檢測兩大類方法，并對其應用情況、優(yōu)缺點進行了綜合比較和分析，在此基礎上對未來重金屬檢測技術(shù)的發(fā)展大方向進行了展望。

民以食為天，食品安全一直是與所有人息息相關(guān)的社會熱點問題。隨著社會經(jīng)濟和工業(yè)化進程的高速發(fā)展，重金屬以工業(yè)采礦、廢氣排放、污水灌溉和工業(yè)產(chǎn)品重金屬超標等方式不斷地排放入大氣、水體和土壤中。排放的重金屬不但難以被降解，還會通過被污染的大氣、水源和土壤轉(zhuǎn)移到植物和動物體內(nèi)持續(xù)富集，從而導致各類水產(chǎn)和畜禽產(chǎn)品中多種重金屬化合物含量超標，并通過食物鏈對人和動物的健康造成嚴重威脅。例如，在日本發(fā)生的水俁病就是由于汞污染所造成的;鉛廣泛存在于石油、電池、電纜和管道中，對人的骨髓造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)有很大危害;三價鉻是人體必需的微量元素，也是皮革生產(chǎn)中的重要物質(zhì)，但是在一定條件下被氧化成六價鉻就會產(chǎn)生強烈的毒性。

為此，我國食品安全國家標準嚴格規(guī)定了各種食品、糧食以及飼料中重金屬鉛、鎘、汞、砷、鉻、銅、鋅等的限量指標。發(fā)展精準高效的重金屬元素檢測方法，對食品安全的監(jiān)管有著重要意義。本文綜述了含重金屬元素樣品的前處理技術(shù)和檢測方法及其在飼料以及動物源食品中應用的研究進展，以期為畜牧生產(chǎn)中重金屬地有效防控提供重要的信息支撐。

1 前處理技術(shù)

檢測方法分為樣品前處理和樣品檢測2個部分，飼料和食品等樣品基質(zhì)較為復雜且重金屬含量較低，采用合適的前處理方法尤為重要。目前，飼料和食品中重金屬測定的前處理技術(shù)主要有干灰化法、濕法消解法、微波消解法、無需消解的直接進樣技術(shù)以及萃取技術(shù)。干灰化法是將樣品高溫灼燒除去有機物，然后把剩余的灰分用鹽酸溶液溶解后待測。這種方法操作較為簡單，可處理的樣品量大，但缺點是處理時間過久，在高溫環(huán)境下無法準確測定一些易揮發(fā)的元素。濕法消解法則是使用強酸作為強氧化劑使樣品中的有機物氧化分解，釋放樣品中的無機物質(zhì)用于后續(xù)檢測。濕法消解法的應用范圍較為廣泛，也可以處理大批量樣品，但是由于消化過程中所用的強酸量較大，容易造成污染，并且也相對耗時。微波消解法是近年來應用較為廣泛的前處理方法，它是采用硝酸處理樣品，通過微波電場使分子進行高速的碰撞摩擦，在封閉容器內(nèi)釋放出大量氣體和熱量，從而使體系溫度和壓強升高，加快消解速度。相對于前述2種方法，微波消解法效率高、回收率高、損失小、污染小，非常適用于食品中重金屬元素分析的前處理，但其缺點在于成本較高，對樣品均勻性要求較高。

無需消解的直接進樣技術(shù)不需要進行消解步驟，通過懸濁液進樣或固體直接進樣，將樣品直接導入儀器中進行檢測。這種方法大大節(jié)省了樣品前處理時間，降低了樣品的損耗和有毒試劑的使用，但是也存在樣品的基質(zhì)干擾、受熱不均、代表性差等缺點。近年來，有研究者采用萃取技術(shù)對待測物進行分離和富集，以降低基質(zhì)干擾，提高檢測結(jié)果的準確性。萃取技術(shù)一般是利用表面活性劑的溶解性、金屬的配合能力以及一些高親和力的吸附劑等，將目標金屬從復雜樣品中提取出來，達到分離和富集的目的。目前，各式各樣的萃取技術(shù)如濁點萃取、液相微萃取、固相微萃取等逐漸成為重金屬儀器分析技術(shù)中不可缺少的一環(huán)，極大地提高了檢測的靈敏度和準確性。

2 檢測技術(shù)

2.1 儀器分析

2.1.1 原子光譜法

原子光譜法主要包括原子吸收光譜法(atomic absorption spectrometry,AAS)、原子發(fā)射光譜法(atomic emission spectrometry,AES)和原子熒光光譜法(atomic fluorescence spectrometry,AFS)。

原子吸收光譜法是由待測樣品中氣態(tài)基態(tài)原子對光源發(fā)出的該原子的特征波長光產(chǎn)生共振吸收，其吸光度與蒸汽相中被測元素的基態(tài)原子濃度在一定范圍內(nèi)成正比，從而對試樣中元素進行定量的一種分析方法。原子吸收光譜法發(fā)展時間較長，技術(shù)比較成熟，其準確性高、靈敏度高、分析速度快、應用范圍廣，是測定金屬元素的常用方法。但此方法局限性在于不能同時做多元素分析，測定的元素種類有限，不適用于難熔元素。Silva等建立了一種快速、低成本測定貓糧中總汞的光化學蒸汽發(fā)生-冷蒸汽原子吸收光譜法。他們對有機酸前體、自由基生成濃度、汞光還原濃度、樣品紫外輻照時間和載氣流量等條件進行了優(yōu)化，在最優(yōu)條件下，此方法檢出限達到0.28μg/kg，并用該方法對含有金槍魚和其他海鮮成分的貓糧樣品進行了檢測。

Borahan等采用深共晶溶劑基液相微萃取進行富集后，通過火焰原子吸收光譜系統(tǒng)測定了牛奶樣品中的痕量鉛。此方法線性范圍較寬，在50～1 000μg/L，檢出限和定量限分別達到8.7和29.0μg/L，檢測功率比常規(guī)原子吸收光譜系統(tǒng)提高了48倍，為牛奶樣品中痕量鉛的檢測提供的新思路。Huang等用殼聚糖/硫醇改性金屬有機骨架(CS/MOF-SH)作為吸附劑，采用石墨爐原子吸收光譜儀檢測，建立了固相萃取法分析痕量鉛離子(Pb2+)和鎘離子(Cd2+)，檢出限分別為0.033和0.008μg/L，此方法可以檢測多種基質(zhì)復雜的標準物質(zhì)(水稻、小麥和茶葉)中痕量Pb2+和Cd2+，說明其在實際樣品中監(jiān)測痕量重金屬離子方面有很大的潛力。Xing等建立了一種快速檢測谷物樣品中Cd2+的新型固體采樣結(jié)合電熱汽化原子吸收光譜法，在最佳條件下，檢出限為0.15 ng/g。此方法不進行酸消化，儀器分析時間控制在3 min以內(nèi)，包括樣品制備時間在內(nèi)的整體分析時間控制在10 min以內(nèi)。

原子發(fā)射光譜法的基本原理是待測樣品中的元素經(jīng)過激發(fā)后，發(fā)射特征光譜，根據(jù)該特征光譜的信息來計算待測樣品中重金屬的含量。該方法可以進行多種金屬元素的定量測定，也可以用于未知樣品中金屬元素的定性識別。在電感耦合等離子體(inductively coupled plasma,ICP)作為激發(fā)光源時，可以獲得較高的靈敏度和較寬的線性范圍。但是原子發(fā)射光譜的譜線較為復雜，所以容易受到樣品組分基質(zhì)等因素的干擾。Bozorgzadeh等報道了一種色散固相微萃取結(jié)合電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定魚類樣品中有毒重金屬。該法采用了基于果膠包覆磁性氧化石墨烯的分散微固相萃取法來富集痕量Pb2+、Cd2+、汞離子(Hg2+)、鈷離子(Co2+)和鎳離子(Ni2+)，在鮮魚樣品中的檢出限和定量限分別在0.01～0.21μg/g和0.04～0.67μg/g。該方法成功地實現(xiàn)了11種不同魚類中有毒重金屬的定量測定。

原子熒光光譜法是將待測原子蒸汽在輻射能的激發(fā)下由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，再從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時輻射出的熒光，根據(jù)熒光的強度對待測元素進行定量分析。此方法靈敏度高，線性范圍寬，譜線簡單，能輕松地同時測定多種元素，但僅能檢測具有熒光發(fā)射的元素，適用分析的元素種類有限且檢測費用較高。目前，原子熒光光譜法主要用于砷和汞的測定。例如，Song等合成了一種羥基磷酸銅-有機金屬骨架復合物作為固相分散萃取劑，并結(jié)合原子熒光光譜成功測定了大米中的痕量汞。

該方法在大米樣品中的加標回收率在98.8%～109.0%，檢出限為0.012 5 ng/mL。Castor等建立了一種簡便、廉價、快速地測定玉米和水稻樣品中砷含量的方法。該方法是基于O,O-二乙基二硫代磷酸(DDTP)絡合物濁點萃取富集砷，其中DDTP用聚乙二醇叔辛基苯基醚(Triton X-114)作為表面活性劑從體外萃取物生成的，然后用氫化物發(fā)生系統(tǒng)(HG-AFS)進行原子熒光光譜檢測。該方法對水稻和玉米樣品的檢出限分別為1.34和1.90μg/kg。通過對標準對照樣品(米粉)進行分析，證實了該方法的準確性。試驗中用該方法分析了玉米和水稻樣品，均顯示出較高的生物可及性砷含量(分別為72%～88%和54%～96%)，表明存在潛在的損害人類健康的風險。

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