基于原子吸收光谱法的食品中铅镉含量检测及其安全性评估

铅和镉作为典型的重金属元素，其毒性具有潜在累积效应，甚至会通过食物链在不同生物体之间传递，若进入人体会造成慢性中毒，给人体健康带来严重危害。所以，监管部门需要采用各种检测方法进行重金属的检测和分析。然而，传统的分析方法往往在精度、灵敏度和准确性上难以满足现实需求，在这种背景下，原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）凭借高灵敏度、高选择性以及相对简单的操作程序脱颖而出。本文就原子吸收光谱法对食品中铅镉含量的检测情况及其安全性展开了评估，以期为相关领域提供一定的理论支持。

一、食品中铅镉污染的来源

铅和镉是两种典型的环境污染物，具有较强的环境持久性和生物累积性，会严重危害人类健康。

铅的污染来源多样，主要与工业活动、交通排放和废弃物处理等因素密切相关。工业上，铅通常用于电池、油漆、铅管等产品中，经过燃烧、氧化或物理磨损后，铅及其化合物会通过大气、水体或土壤进入自然环境。长期暴露于含铅环境中，农作物和水产品易受到污染，尤其是根菜类和叶菜类蔬菜，会通过其根系从土壤中吸收铅，并在植物体内积累。

镉的污染源主要来自矿产开采、冶炼、工业废水排放以及农业中化肥和农药的使用。镉广泛存在于磷矿中，因此磷肥中通常含有一定浓度的镉，长期施用含镉的磷肥可导致土壤镉污染。部分工业生产也会将镉释放到环境中，污染物通过空气和水体传播可沉积到土壤中，最终被植物和动物吸收。

二、铅镉对食品安全及人体健康的影响

铅和镉具备较强的生物积累性与毒性，一旦进入人体内，很难通过常规生理过程排出。目前，铅和镉对人类健康的影响已得到广泛研究，长期摄入这两种重金属会对人体的多个生理系统产生负面影响。

铅的毒性广泛，进入体内后会长期积存于骨骼和血液中，对神经发育产生抑制作用。成人长期摄入铅会出现认知功能减退、注意力缺失、记忆力障碍等神经学症状，严重时甚至可能引发高血压、肾脏损伤等问题。

镉主要对肾脏和骨骼系统产生毒性，其毒性作用机制复杂。镉通过肾脏积累，可能会引起肾小管功能障碍，进一步导致蛋白尿、肾小管坏死等肾脏疾病。镉还能影响钙的代谢，导致骨质疏松和骨痛等病理性变化。同时，镉具有较强的生物累积性，即使摄入量较低，也会对人体健康构成显著威胁。

铅和镉的污染程度取决于污染源和环境条件，也与食品种类和加工方式密切相关。通过对各类食品的铅镉含量进行监测，可以有效评估其对消费者的潜在危害，其中，原子吸收光谱法在铅镉含量检测领域得到了广泛应用。

三、基于原子吸收光谱法的食品中铅镉含量检测方法

原子吸收光谱法是基于原子光谱吸收现象的分析技术，其核心原理是元素在气态原子状态下会对特定波长光进行吸收。下面介绍一下原子吸收光谱法检测食品中铅镉含量的过程。

（一）仪器与试剂

AAS是高灵敏度的分析技术，用到的核心仪器包括光源、雾化器、燃烧器、检测器等部件，所用试剂主要为消解过程中的酸液、标准溶液和溶剂等，具体如表1所示。

（二）样品制备

食品样品中通常含有大量有机物、脂肪、蛋白质等复杂成分，会对检测产生干扰，因此需要对其进行有效的预处理，将金属元素从复杂的基质中分离出来。样品制备过程包括样品取样、称量、消解和溶解等步骤，具体如表2所示。

（三）结果与分析

1.不同食品样品中铅镉含量的分布。谷物类、根菜类、叶菜类等典型食品中铅和镉的含量分布如图1所示，从中可以看出，蔬菜类（尤其是叶菜类）的铅镉含量普遍较高。这是因为叶菜类植物根系发达，容易从污染土壤中吸收更多重金属元素，尤其是在大气或土壤污染较为严重的地区，植物铅镉积累水平较高，所以叶菜类的铅镉含量较高。谷物类样品的铅镉含量相对较低，这是因为谷物类通常种植于相对干净的土地，其重金属积累程度较低。水产品中的镉含量较其他类食品显著偏高，这与水生生物的富集效应有关。相较而言，水果类食品的铅镉含量相对较低。

2.不同食品类别的铅镉风险评估。根据《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017），食品中铅的限量为0.1—1.5mg/kg，镉的限量为0.05—0.5mg/kg。将样品中的铅镉含量与标准限量进行比对，可以初步评估各类食品的污染风险，具体如表3所示。从中可以看出，叶菜类铅风险指数最高，这是因为叶菜类食品的铅和镉积累较为显著。水产品的铅含量相对较低，但其镉风险指数却异常高，远高于其他食品类别，尤其是某些深海鱼类或近岸水域的水产品，其镉积累情况更加严重，长期食用可能导致镉中毒。根菜类和谷物类食品的铅镉含量较为适中，铅镉风险指数均在较低范围内。

四、检测方法的局限性与改进建议

原子吸收光谱法在检测食品中的铅和镉等重金属时，能够提供较为准确的定量分析结果，适用于重金属污染浓度较低的样品。经过充分消解和适当预处理，AAS可以精确检测水、土壤及食品样品中的痕量重金属，从而为食品安全提供可靠的实验数据支持。对于铅、镉、铜、锌等常见的污染元素，AAS通过其独特的背景校正技术和火焰原子化原理，能够克服复杂基质的干扰，提供高质量分析结果。然而，AAS无法实现多元素同时分析，对于氟、氯等轻元素的检测能力也较弱。

为了弥补AAS的缺点，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）正在受到重视，其能够在同一分析过程中同时检测多种元素，具有比AAS更低的检测限和更高的分辨率。ICP-MS还能够提供更高的分析通量，在需要高效检测复杂食品中的多种重金属污染物时具有显著优势。与AAS相比，ICP-MS灵敏度更高，并可以通过质谱法避免元素之间的谱线重叠干扰，进一步提高分析的准确性和可靠性。但是ICP-MS设备价格昂贵且维护成本较高，操作技术要求也较高，检测机构应根据具体需求权衡成本和效益，选择最合适的分析方法。

基金项目：湖南省卫生健康委科研课题“磁固相萃取-质谱联用在细胞内神经酰胺检测中的应用研究 ”（D202312066318）；长沙市自然科学基金“磁固相萃取-质谱联用在湘江水中PFCs监测中的应用研究”（Kq2208483）。

作者简介：谷（1988—），女，土家族，湖南湘西州人，硕士研究生，研究方向为食品、生物材料中金属元素的检测。

*通信作者：汪琼（1988—），女，汉族，湖南长沙人，主管技师，硕士研究生，研究方向为食品兽药抗生素检测。