陽極溶出伏安法（ASV）與食品中的重金屬檢測

1.食品安全中重金屬問題

食品安全一直是人們關(guān)注的焦點，而食品中的重金屬污染是重要方面之一。重金屬廣泛存在于食品加工的整個過程中，包括制作、包裝、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。大多數(shù)重金屬元素對人體有害，而且會在人體內(nèi)累積，進而危害人們的身體健康，甚至導(dǎo)致嚴重的疾病。在20世紀60年代，日本富山縣發(fā)生的由鎘污染（大米和飲用水）而引起的環(huán)境公害病“痛痛病”，是世界上最著名的農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染事件之一。

常見的重金屬包括鉛、鎘、砷、銅等，都且具有顯著的生物毒性。中國每年因重金屬污染的糧食達千萬噸，美國每年因重金屬污染損失在百億美元以上。重金屬污染問題已對生態(tài)環(huán)境、食品安全、百姓身體健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴重威脅。因此，F(xiàn)AO、WHO及世界各國政府近年來都加強了食品安全工作并制定了相關(guān)標(biāo)準與法規(guī)，如下（單位：mg/Kg）：

2.糧食作物及肉制品的重金屬污染

當(dāng)重金屬元素進入農(nóng)田土壤，會隨著溶解、沉淀、凝聚、絡(luò)合、吸附等各種反應(yīng)，通過作物的累積而直接進入食物鏈，富集于人體。農(nóng)作物中重金屬含量是表征其質(zhì)量的重要指標(biāo)。國內(nèi)外對有關(guān)蔬菜和糧食等農(nóng)作物中重金屬含量及其健康風(fēng)險等問題進行了大量的研究，其中，水稻籽實中的重金屬主要來源于土壤、灌溉水、大氣、收割、翻曬和加工設(shè)備等，其中最主要是土壤和灌溉水。在一定范圍內(nèi)，水稻籽實中重金屬的含量與土壤中重金屬的含量呈正相關(guān)。

此外，某些動物內(nèi)臟中會有一定量的重金屬沉積，因此不可避免的會存在重金屬超標(biāo)的風(fēng)險，其中鉛、鎘、砷和鉻等最為常見。目前的禽畜全靠工業(yè)飼料喂養(yǎng)，但是這些飼料或飲用水源具有不確定性，一旦不安全的飼料進入飼養(yǎng)環(huán)節(jié)，或飼養(yǎng)用水被重金屬污染，這些進入禽畜體內(nèi)的重金屬元素都要靠內(nèi)臟來代謝，從而導(dǎo)致一些重金屬元素在某些臟器中蓄積。

我國在《GB 2762-2017 食品安全國家標(biāo)準 食品中污染物限量》中，對動物內(nèi)臟中的重金屬含量做出以下規(guī)定：

鉛：0.5mg/Kg（ppb）；

鎘：肝臟：0.5mg/Kg（ppb）；腎臟1.0 mg/Kg（ppb）。

因此，建立一種快速、簡便、準確的食品重金屬檢測方法顯得尤為重要。不僅是對糧食作物、肉制品還是蔬菜。這一方面可以為食品進入市場增加一道保障，確保消費者的食用安全，另一方面可以用來排查食品生產(chǎn)企業(yè)所使用原料及水源的安全性。

3.食品中重金屬檢測方法研究進展

近年來，隨著陽極溶出法的發(fā)展，人們更加注重使用環(huán)境友好型的材料來代替汞電極。鉍膜電極（BFE）是一種新的金屬膜電極，以其優(yōu)良的電化學(xué)性能和對環(huán)境及工作人員無毒害作用的特性，漸漸地被廣泛地應(yīng)用于重金屬和一些有機物的檢測。

有相關(guān)專家以鉍膜電極為工作電極，采用陽極溶出法測定痕量鉛、鎘和鋅３種重金屬元素。研究結(jié)果顯示，鉛、鎘和鋅在鉍膜電極上產(chǎn)生靈敏的溶出峰，鉍離子的存在有利于痕量鉛、鎘和鋅的測定。這是因為鉍膜有利于待測金屬離子鉛、鎘和鋅被還原沉積在電極表面，達到更有效地富集金屬離子的目的，從而增大溶出電流。

鉍膜電極對鉛、鎘和鋅的氧化溶出具有良好的電化學(xué)響應(yīng)。該電極可較好的應(yīng)用于食品中痕量鉛和鎘的檢測，實測樣品中鉛和鎘的測定結(jié)果與石墨爐原子吸收光譜法相符。該方法操作簡單、快速、重現(xiàn)性好、檢測靈敏度高，并且無環(huán)境污染。

相關(guān)研究結(jié)果已由寧波出入境檢驗檢疫局的王曉娟、鄔蓓蕾發(fā)表于《理化檢驗－化學(xué)分冊》（2015, 51），《鉍膜電極溶出伏安法測定食品中痕量重金屬》。

4. MicroTrace PDV

PDV6000ultra可以檢測多種金屬（如：As, Cd, Cr, Cu,Hg, Ni, Pb, Se, Tl, Zn 等），檢測限可達一位數(shù)的ppb級，且樣品顏色及濁度對測量結(jié)果沒有影響。此外，PDV也可使用配備了鉍膜電極的LabCell SV分析室，使得Co, Cr 和 Ni 的檢測可達到1ppb 水平，并且可檢測 Mo 和 U。

在陽極溶出伏安法的發(fā)展過程中，也曾有使用PDV檢測食品重金屬的相關(guān)應(yīng)用案例，如下：

• 對小麥籽粒中的鎘進行分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結(jié)果的相對標(biāo)準偏差(RSD)為4%，也可以應(yīng)用于其他谷物和蔬菜事宜；

• 對水稻或其他植物中的鉛分析檢測，檢出下限為10ppb，對不同樣品5次分析結(jié)果的相對標(biāo)準偏差(RSD)為3%；

• 對動物內(nèi)臟組織中的鎘分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結(jié)果的相對標(biāo)準偏差(RSD)為4%；

• 對魚和貝類中的汞分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結(jié)果的相對標(biāo)準偏差(RSD)為4%。（Modern Water）

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