粮食中重金属检测要点及方法

KeyPoints and Methods for HeavyMetal Detection in Food Grains

ZHANG Shuai

（Weishan County Inspection and Testing Center， Jining 27760o， China）

Abstract： Food security is an important component of national security. Heavy metal pollution seriously threatens the quality offood and human health.This paper elaborates on the key points of heavy metal detection in food indetail，systematically introduces the principles，characteristicsand application situations ofcommondetection methods for heavy metals in food，aiming to provide theoretical support and technical reference for ensuring food quality and safety and improving the accuracy and reliability of heavy metal detection.

Keywords： grain; heavy metal detection; food security

粮食作为人类生存的基本物质基础，其质量安全直接关系到公众的身体健康和社会的稳定发展。然而，随着工业化、城市化进程的加速以及农业生产中不合理的农药、化肥使用等因素影响，粮食受到重金属污染的问题日益凸显。重金属如铅（Pb）、汞（ Hg ）、镉（Cd）、砷（As）等在粮食中积累，不仅会降低粮食的品质，还可能通过食物链进入人体，在人体内蓄积，引发各种严重的健康问题[1]。因此，准确、高效地检测粮食中的重金属含量，对于保障粮食质量安全、维护公众健康具有至关重要的意义。

1粮食中重金属检测要点

1.1样品采集

样品采集是重金属检测的首要步骤，采集的样品必须具有代表性，能够真实反映被检测粮食的整体情况。在采集过程中，需考虑粮食的来源、品种、种植区域、储存条件等因素。对于大面积种植的粮食，应采用多点采样法，在不同方位、不同地块选取多个采样点，每个采样点采集适量样品，然后将各个采样点样品充分混合，组成一个混合样品[2。例如，对于小麦的采样，可在麦垛的四角及中心位置分别采集样品，每个采样点采集约 1kg 小麦，混合均匀后，取 1～2kg 作为送检样品，

1.2样品制备

采集后的样品需进行适当制备，以满足检测分析的要求。通过对样品进行清理，去除杂质、石子、秸秆等异物。对于带壳的粮食，如稻谷，需先进行脱壳处理，而后将样品粉碎，粉碎程度要适中，既要保证样品的均匀性，又要避免过度粉碎导致样品发热、氧化等问题影响检测结果。一般采用旋风磨等设备将粮食样品粉碎至能通过一定目数的筛网。对于一些需要测定重金属形态的样品，还要经过特殊处理步骤，如提取、分离等，以将不同形态的重金属分离出来进行单独检测。

1.3样品保存

样品保存的好坏直接影响检测结果的准确性。制备好的样品应尽快进行检测，如不能及时检测，需妥善保存。一般将样品置于低温、干燥、避光的环境中，常用的保存温度为 4^∘C 左右。样品可密封保存于聚乙烯塑料瓶或玻璃瓶中，防止样品受潮、氧化以及受到其他污染。

1.4仪器设备

准确可靠的检测仪器是实现高精度重金属检测的关键。原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等都是常用的检测仪器[3]。在使用仪器前，需对仪器进行严格的校准和调试，确保仪器处于最佳工作状态。定期对仪器进行维护保养，如清洁光学系统、更换易损部件等，以保证仪器的稳定性和准确性。

1.5 试剂

检测过程中使用的试剂纯度和质量对检测结果影响较大。对于硝酸、盐酸、高氯酸等酸类试剂以及重金属标准溶液等，应选用优级纯或更高纯度的试剂进行检测。试剂在使用前需进行空白试验，以检验试剂中是否含有待测重金属杂质。对于标准溶液，要严格按照标准方法进行配制，并定期进行标定，以确保其浓度的准确性。

1.6检测环境

检测环境应保持清洁、安静，避免外界因素对检测结果的干扰。实验室应具备良好的通风设施，以排出检测过程中产生的有害气体。实验台面要保持干净、平整，避免灰尘等杂质落入样品或试剂中。检测环境的温度和湿度也需控制在适宜范围内，一般温度为 20～25^∘C ，相对湿度为 40%～60% 。

2粮食中重金属检测方法

2.1 原子吸收光谱法

2.1.1 原理

原子吸收光谱法是一种基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的分析方法。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所能发射的特征波长的光，使入射光减弱，其减弱程度与蒸气相中该元素的基态原子浓度成正比，通过测量吸收光的强度，即可计算出样品中该元素的含量[4]。

2.1.2 特点

原子吸收光谱法具有灵敏度高、选择性好、精密度高、分析速度快等优点。对于大多数重金属元素，其检测限可达 μg⋅L^-1 甚至 ng⋅L^-1 级别。该方法对样品的适应性强，可用于多种粮食样品中不同重金属元素的检测。但该方法通常1次只能测定1种元素，且对复杂样品的分析需要进行前处理

2.1.3 应用

在粮食重金属检测中，原子吸收光谱法广泛应用于铅、镉、铜、锌等重金属元素的检测。例如，在检测大米中的镉含量时，将大米样品经消解处理后，采用火焰原子吸收光谱法进行测定，可准确得出大米中镉的含量，为大米质量安全评估提供数据支持。

2.2原子荧光光谱法

2.2.1 原理

原子荧光光谱法是一种利用基态原子吸收特定波长光辐射的能量而被激发至高能态，受激原子在去激发过程中发射出的一定波长的光辐射，通过测量原子荧光的强度来确定样品中待测元素含量的方法。当特定波长的激发光照射含有待测元素的原子蒸气时，原子吸收激发光的能量后跃迁到高能态，然后以辐射的形式去激发，发射出原子荧光。原子荧光强度与样品中待测元素的含量成正比[5]。

2.2.2 特点

原子荧光光谱法具有灵敏度高、检测限低、干扰少、线性范围宽等优点。对于汞、砷、硒等元素的检测具有独特的优势，检测限可达 级别。该方法仪器结构相对简单，操作方便，分析速度快，可实现多元素同时测定。但其应用范围相对较窄，主要适用于能产生较强荧光的元素检测。

2.2.3 应用

原子荧光光谱法常用于检测粮食中的汞、砷等有害重金属元素。例如，在检测玉米中的砷含量时，通过微波消解玉米样品，采用原子荧光光谱法进行测定，可快速、准确地得到玉米中砷的含量，为保障玉米及其制品的质量安全提供有效手段。

2.3电感耦合等离子体质谱法

2.3.1 原理

电感耦合等离子体质谱法是将样品溶液经过雾化由载气带入电感耦合等离子体炬焰中，经过蒸发、解离、原子化、电离等过程，转化为带正电荷的正离子，经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据离子的质荷比 ）进行分离并测定其强度，从而确定样品中不同元素的种类和含量。电感耦合等离子体作为离子源，能够使样品中的各种元素充分电离，产生丰富的离子信号[

2.3.2 特点

电感耦合等离子体质谱法具有极高的灵敏度，检测限可达 pg⋅L^-1 级别，可同时测定多种元素，分析速度快，能够在短时间内完成对粮食样品中多种重金属元素的定性和定量分析。该方法线性范围宽，能够满足不同含量水平重金属的检测需求。但电感耦合等离子体质谱仪器价格昂贵，运行成本高，对操作人员的技术要求也较高，且样品前处理过程较为复杂，容易引入污染。

2.3.3 应用

在粮食重金属检测的高端领域，电感耦合等离子体质谱法发挥着重要作用。在对小麦粉进行质量检测时，采用电感耦合等离子体质谱技术可同时测定小麦粉中多种重金属元素的含量，全面评估小麦粉的质量安全状况，为粮食质量监管提供有力的技术支撑。

2.4电化学分析法

2.4.1 原理

电化学分析法是基于物质在溶液中的电化学性质及其变化规律，建立在以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质某些量间的计量关系基础上的分析方法。在粮食重金属检测中，常用的电化学分析方法有阳极溶出伏安法、电位溶出分析法等。以阳极溶出伏安法为例，通过将工作电极在恒电位下进行电解，使被测金属离子在电极表面富集，然后改变电极电位，使富集在电极表面的金属重新溶出，根据溶出过程中产生的电流－电位曲线来测定重金属离子的含量[7]

2.4.2 特点

电化学分析法具有仪器设备简单、成本低、灵敏度较高、检测速度快等优点，能够实现现场快速检测，对样品量要求较少。但其选择性相对较差，容易受到共存离子的干扰，需要通过合适的预处理方法或采用修饰电极等技术来提高选择性。

2.4.3 应用

在一些基层粮食检测机构或现场快速筛查中，电化学分析法具有一定的应用价值。采用便携式电化学分析仪，可对粮食样品中的铅、镉等重金属进行快速检测，初步判断粮食是否受到重金属污染，为进一步的精确检测提供参考。

2.5 比色法

2.5.1 原理

比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。在粮食重金属检测中，利用重金属离子与特定的显色剂发生化学反应，生成具有特定颜色的络合物，其颜色深浅与重金属离子浓度成正比。其通过与标准比色卡或标准溶液的颜色进行对比，或使用分光光度计测量溶液在特定波长下的吸光度，从而确定样品中重金属的含量。

2.5.2 特点

比色法具有操作简单、成本低廉、不需要复杂仪器设备等优点，适合基层实验室或现场快速检测。但其灵敏度相对较低，检测限较高，一般适用于对检测精度要求不高的初步筛查或半定量分析，且该方法受显色剂的稳定性、选择性以及环境因素等影响较大。

2.5.3 应用

在粮食收购现场或一些小型粮食加工企业，可采用比色法对粮食中的重金属进行快速筛查。例如，使用重金属快速检测试剂盒，通过比色法可快速判断粮食中铅、汞等重金属是否超标，为粮食质量的初步把关提供便捷手段[8]。

3结语

粮食中重金属检测对于保障粮食质量安全、维护公众健康至关重要。在检测过程中，严格把控样品采集、制备、保存等要点，是确保检测结果准确可靠的基础。在实际检测工作中，应根据检测目的、样品特点、实验室条件等因素，合理选择检测方法，必要时可采用多种方法相结合的方式，以提高检测的准确性和可靠性。随着科技的不断进步，粮食重金属检测技术也将不断发展创新，为粮食质量安全提供更有力的保障。

参考文献

[1]江爽.粮食中重金属检测技术的具体分析[J].农业开发与装备，2022（7）：130-132.

[2]潘俊强.粮食中重金属检测的前处理方法与分析应用[J].热带农业工程，2025，49（1）：93-96.

[3]刘曼茹.粮食检测中重金属检测技术研究进展[J]黑龙江粮食，2021（10）：92-93.

[4]张羊.原子吸收光谱法在食品重金属检测中的应用分析[J].食品界，2021（4）：122.

[5]习春红.粮食的重金属检测技术研究进展[J].粮食加工，2023，48（4）：165-166.

[6]越婷婷.粮食重金属检测技术的研究进展[J].现代食品，2023（21）：87-89.

[7]何英杰，周明慧，田巍，等.电化学技术在粮食重金属快速检测的研究及应用进展[J]中国粮油学报，2024，39（11）：226-234.

[8]刘伟，张江玉，杨洁，等.粮食中重金属检测技术研究进展[J].邢台学院学报，2024，39（1）：188-192.