农产品重金属检测存在问题与对策研究

摘 要：本研究针对当前农产品重金属检测中存在的问题，探讨了检测限值设定、仪器分析方法标准化程度以及检测结果重现性等方面的挑战，并提出了相应的改进对策，如引入新型检测技术、加强仪器分析方法标准化研究以及优化实验条件等。这些措施能够有效提升农产品重金属检测的科学性，为保障食品安全提供坚实的技术支持。

关键词：农产品；重金属检测；检测技术

Research on Problems and Countermeasures in Heavy Metal Detection of Agricultural Products

LIU Minglong， GUO Linyong， HAO Weiran

（Jianhu Comprehensive Inspection and Testing Center， Yancheng 224700， China）

Abstract： This study addresses the existing issues in the detection of heavy metals in agricultural products， exploring challenges related to the setting of detection limits， the standardization of instrumental analysis methods， and the reproducibility of detection results. Corresponding improvement measures are proposed， such as introducing new detection technologies， strengthening the standardization research of instrument analysis methods， and optimizing experimental conditions. These measures can effectively enhance the scientific nature of heavy metal detection in agricultural products and provide solid technical support for ensuring food safety.

Keywords： agricultural food; heavy metal detection; detection technology

农产品质量安全事关国计民生，备受社会各界关注。我国出台了《中华人民共和国农产品质量安全法》《中华人民共和国食品安全法》等法律法规，对农产品中重金属限量做出了明确规定。然而，当前农产品重金属检测仍存在检测限值不合理、仪器分析方法标准化程度不高、检测结果重现性差等问题，影响了检测数据的准确性和可比性，不利于农产品安全风险的科学评估[1]。本文对上述问题进行分析，并提出相应的改进措施与对策，以期为农产品重金属检测提供参考。

1 农产品重金属概述

1.1 农产品重金属类别

农产品中常见的重金属污染物主要包括汞、镉、铅、砷等毒性较强的元素，且具有不同的化学性质和毒理学特征。①硫族元素汞，由于具有特殊的液态金属性质，极易被生物富集并通过食物链放大。②过渡金属元素镉和铅，具有较强的化学活性，易于在农田生态系统中迁移转化，通过根系吸收进入农作物体内。③类金属元素砷，虽然严格意义上并非重金属，但具有与重金属类似的毒性效应，且广泛存在于农业生产环境中。此外，铬、镍、钴等过渡金属也可通过污染土壤、灌溉水等途径进入农产品。这些重金属元素在农田生态系统中的赋存形态多样，如镉主要以可交换态、碳酸盐结合态等活性较高的形态存在，导致其在土壤-农作物系统中的迁移能力较强；而汞则常以甲基汞等有机态形式存在，具有脂溶性，易被作物吸收和富集。农产品重金属污染问题涉及农业生产的方方面面，不同类别重金属的环境化学行为和污染机制各异，需要采取针对性的管控和修复措施。

1.2 农产品常见重金属检测技术

在选择与应用农产品中重金属检测技术时，需综合考虑待测元素种类、样品基质、检出限要求等因素。原子光谱法是重金属分析检测的重要技术手段，如石墨炉原子吸收光谱法具有检出限低、精密度高等优点，适用于痕量镉、铅的测定；电感耦合等离子体发射光谱法（Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry，ICP-OES）及电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry，ICP-MS）具有多元素同时测定、基体适应性强等特点，可用于食品中多种重金属的快速筛查[2]。以水果蔬菜中汞的检测为例，采用ICP-MS技术，通过优化进样方式和内标选择，可获得与冷原子吸收光谱法相当的检出限，同时避免了样品汞的损失。

近年来，基于纳米材料的新型光学和电化学传感技术也逐渐应用于食品重金属检测领域，如利用金纳米粒子的表面等离子体共振效应，构建选择性识别镉离子的比色传感器，实现了水产品中镉的快速检测；而基于离子印迹技术制备的分子印迹聚合物修饰电极，对铅离子具有特异性识别作用，可用于果蔬及罐头食品中铅的高灵敏检测。此外，生物传感技术如适体传感器也为食品重金属检测提供了新的思路，利用核酸适体与砷的特异性结合，可构建高选择性的砷离子荧光传感器，为大米、饮用水等样品中砷的现场快检提供技术支撑。

2 农产品重金属检测的现存问题

2.1 检测限值设定不合理，影响风险评估

农产品重金属限量标准的科学性与合理性是保障食品安全和人体健康的前提。我国现行的食品安全国家标准GB 2762系列虽然对镉、汞、砷、铅等重金属的限量值做出了明确规定，但在实际执行过程中仍存在一些值得讨论的问题。以水稻镉污染为例，《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762—

2022）中规定稻谷及其成品大米中镉限量值为

0.2 mg·kg-1[3]，然而这一限值的科学性尚存争议。有研究表明，在低镉暴露水平下，大米中镉含量与人体健康风险之间并非简单的线性关系，盲目采用过于严格的限值标准可能并不利于农产品的流通和贸易[3]。而对于水产品而言，由于我国海域、淡水水域生态环境差异较大，不同产地、不同品种水产品体内汞的富集程度也存在显著差异。将所有水产品的汞限量值笼统地设定为统一值，难以反映复杂多变的实际情况，可能低估或高估某些产品的健康风险。

2.2 仪器分析方法标准化程度不高

近年来，随着农产品质量安全问题的日益凸显，各种先进的仪器分析技术被广泛应用于重金属检测领域。然而，不同仪器之间分析方法的标准化程度参差不齐，影响了检测结果的准确性和可比性。以ICP-MS为例，尽管该技术灵敏度高、选择性好，但在实际检测中，样品前处理方式、仪器参数设置、基体效应校正等因素都会显著影响测定结果。目前ICP-MS测定食品中重金属的前处理方法多样，常见的消解方式有微波消解法、电热板消解法等，但不同文献报道的消解温度、酸种与酸量等条件差异较大。同时，进样雾化方式的选择如同心雾化器和超声雾化器，信号采集模式如标准模式和KED模式，也缺乏统一的标准规范[4]。类似地，对于形态分析而言，食品基质复杂多变，目前缺乏系统、规范的形态提取和分离方法，且不同形态组分如Fe/Mn氧化物结合态、有机结合态等的操作定义尚不明确，导致不同实验室间数据可比性差。

2.3 检测结果重现性差，数据可比性低

重金属检测结果的重现性和可比性是评价分析方法可靠性的重要指标。在实际检测工作中，影响农产品重金属检测重现性的因素错综复杂，导致不同实验室、不同批次间数据可比性差，这一问题亟待解决。以石墨炉原子吸收光谱法测定大米镉含量为例，实验过程中石墨管的型号与使用时间、进样量、基体改进剂种类及用量、原子化温度和时间等诸多因素都会影响镉的吸光度测定值，若控制不当，容易引入较大的系统误差。比较不同实验室的镉检测结果发现，尽管各实验室均采用《食品安全国家标准 食品中镉的测定》（GB 5009.15—2023）所规定的方法，但检出限相差1个数量级以上，定量结果的相对标准偏差也高达15%以上[5]。针对痕量汞的检测，汞在实验过程中极易发生损失，因此对实验条件的控制要求更为严格。研究表明，采用相同的冷原子吸收光谱法，不同型号的还原器、酸洗方式、载气流量、吹脱时间等参数的细微差别，都可能导致汞的检出限相差3倍以上[5]。

3 农产品重金属检测技术的改进与策略

3.1 应用新型检测技术提高检测限值

针对目前农产品重金属检测限值设定不够合理，影响食品安全风险科学评估的问题，急需引入新型检测技术，优化检测方法，提高检测灵敏度和选择性，从而为限量值的合理制定提供可靠的数据支撑。例如，在传统石墨炉原子吸收光谱法的基础上，可采用化学改进、基体改进等策略提高镉等重金属元素的检出限。通过在基体中加入硝酸钯改进剂，可显著提高镉的吸光度响应，检出限可降低近一个数量级。对于痕量汞的测定，可考虑采用金汞齐形成冷原子吸收光谱法，利用汞与金的络合作用富集待测汞，将检出限从ng·L-1水平降至pg·L-1水平。同时，在检测方法的优化过程中，还应注重工作曲线的线性范围与检测限值的匹配，确保在目标限量值附近有足够的定量能力。例如在稻米镉的检测中，可通过优化石墨炉温度程序、基体改进剂种类等参数，使工作曲线的线性范围覆盖0.05～0.50 mg·kg-1，

为限量值0.2 mg·kg-1的合理性判定提供充分的数据支撑[2]。

3.2 加强仪器分析方法的标准化研究

农产品重金属检测技术的标准化程度直接关系到检测数据的准确性和可比性。以电感耦合等离子体质谱法测定食品中多种重金属为例，样品前处理和仪器参数设置的细微差别都可能引入较大的系统误差。为提高ICP-MS法的标准化水平，可从样品制备、仪器优化、信号采集等环节入手，建立一套规范、统一的操作规程。在样品前处理阶段，应对不同食品基质制定针对性的消解方案，如根据脂肪含量选择适宜的酸种和酸量。同时，对消解温度、时间等关键参数也需进行系统优化，以兼顾检测通量和数据质量。进样系统的选择应综合考虑基体适应性、进样效率等因素，例如对于高盐基体的海产品，采用惰性进样系统可有效降低基体效应干扰。在仪器优化环节，应重点关注离子透镜电压、碰撞池参数等与灵敏度密切相关的参数，通过系统的参数优化实验，建立食品基体的最佳检测条件。在信号采集阶段，可利用同位素校正、基体匹配校正等策略，提高定量分析的准确度，并对不同信号采集模式进行对比评估，选择最佳的采集参数组合。对于形态分析方法，应着重开展食品基质中金属形态提取和分离的系统研究，明确不同提取剂的选择性、提取效率，并对提取温度、时间等关键参数进行标准化，从而获得可靠的形态组成数据。

3.3 优化实验条件以提高检测结果重现性

重金属检测结果的重现性是保证农产品质量安全控制的关键。以石墨炉原子吸收光谱法为例，实验过程中诸多因素都可能影响镉等重金属元素的测定值，导致不同批次间数据的可比性差。为提高检测结果的重现性，可从样品前处理、仪器条件优化等环节着手，细化操作规程，降低人为误差。在样品消解阶段，应统一消解温度、酸种配比等参数，并对消解后的待测液及时分装冷藏，尽量在短时间内完成检测，避免因消解产物不稳定而引入误差。在进样过程中，微量进样技术的规范化操作至关重要，可考虑采用自动进样器替代人工进样，提高进样精度。对于不同批次的石墨管，应在相同实验条件下系统评估灵敏度、重现性等指标，优中选优后再投入使用。

原子化阶段的温度控制也是影响检测重现性的关键因素，可利用高精度温度传感器实时监测原子化温度，结合计算机程序实现温度的精确控制与自动反馈调节。此外，基体改进剂作为提高检测灵敏度的有效手段，其使用量、加入方式等也应严格统一，确保不同实验条件下的最佳使用效果。对于极易挥发的汞，实验环境的控制显得尤为重要，应在独立封闭的实验室内开展汞的痕量检测，并采用超净工作台等设施，最大限度降低环境因素的干扰。

4 结语

本研究深入分析了农产品重金属检测领域存在的主要问题，并提出了切实可行的改进措施。通过优化检测技术和标准化操作流程，有望显著提高检测结果的准确性和重现性。未来，需进一步推动新型传感技术的应用和标准化体系的建立，为农产品质量安全提供更加可靠的保障，同时加强不同检测方法之间的数据共享与比对，推动行业规范的持续完善。

参考文献

[1]郭殿刚.食品重金属检验样品处理和检验方法研究[J].中国食品工业，2024（11）：104-106.

[2]宋方亮，梁盈，董界，等.机器学习预测食品重金属检测中铜离子对汞离子荧光信号的干扰[J].食品与机械，2024，40（5）：62-66.

[3]高海成.食品中重金属检测技术质量控制的优化路径[J].中国食品，2024（10）：100-102.

[4]王润.食品中痕量重金属残留快速检测方法分析[J].品牌与标准化，2024（3）：28-30.

[5]王义平，苏淑芳，袁亚兰，等.纳米材料在食品重金属离子快速检测中的应用研究进展[J].食品与机械，2024，40（4）：233-240.