粮油产品中金属元素检测技术分析

白雪

摘要：确保粮油产品的金属元素含量符合标准，是保障食品安全的重要环节之一。金属元素包括铅、镉、汞、砷等重金属，在食品中的超标含量可能对人体健康产生潜在风险，如中毒、神经系统损害等。因此，对粮油产品中金属元素的检测十分必要。只有通过科学有效的检测手段，才能及时发现和控制潜在的风险，确保食品安全。

关键词：粮油产品；金属元素；检测技术

1粮油产品中金属元素的来源

随着现代社会的发展，工业生产等污染物的直接排放导致环境污染问题越来越严重，汽车尾气带来的污染也不容小觑。这些夹杂着重金属的污染物长时间飘浮在空气中，经过一定时间后自然沉降到土壤中，而粮食作物的生长需要从土壤中汲取养分，土壤中的金属元素因而被吸收，容易造成粮食产品中的重金属元素超标。在降水量不充足时，农业生产者会选择人工灌溉，以保证农作物的正常生长，而这些灌溉农作物所使用的水源如果被工业废水污染，重金属元素就会逐步渗透到农作物中。在农业生产过程中往往会施加农药或化肥，如果为了过度追求生产效率而过量使用农药或化肥，其中必然会含有一定量的金属元素，比如铜、镉、锌等。尤其是农业生产中常使用的除草剂，重金属含量过高，如果不对农药的使用量加以控制，就可能导致重金属物质的游离量超标，累积后导致粮油产品中金属元素超标。此外，在食品加工过程中也可能会存在污染。粮油产品一般不是直接将原产品进行售卖，而是需要经过研磨、提炼等，在加工过程中就不可避免地要接触一些重金属物质。比如在研磨面粉时，研磨机就可能会将自身的金属元素带入到产品中。

2粮油产品中金属元素检测技术的应用

2.1原子吸收光谱法（AAS）

原子吸收光谱法（AAS）是一种常用的分析技术，用于定性和定量分析无机元素。其原理是利用待测元素的基态原子与特定波长的吸收光发生共振，通过测量样品溶液中吸收光的强度来确定元素的含量。具体而言，原子吸收光谱法分为火焰吸收光谱法和电感耦合等离子体（ICP）吸收光谱法两种常用的方法。火焰吸收光谱法使用火焰作为样品的原子化源，通过火焰中的化学反应将样品中的元素原子化。然后，通过一个具有特定波长的光源照射样品，样品中的特定元素原子会吸收特定波长的光。通过测量吸收光的强度，可以确定样品中特定元素的含量。ICP吸收光谱法则使用电感耦合等离子体作为样品的原子化源，通过高温等离子体将样品中的元素原子化。与火焰吸收光谱法类似，ICP吸收光谱法也是通过特定波长的光源照射样品，测量吸收光的强度来确定样品中特定元素的含量。无论是火焰吸收光谱法还是ICP吸收光谱法，都需要建立标准曲线来校准仪器。首先，制备一系列已知浓度的标准溶液，分别测量其吸收光的强度。然后，绘制吸收光强度与浓度的曲线，通过对未知样品吸收光强度的测量，可以根据标准曲线计算出样品中元素的浓度。原子吸收光谱法具有灵敏度高、精确度高、分析速度快等优点，广泛应用于食品、环境、医药、冶金等领域的元素分析。同时，随着计算机技术的发展，原子吸收光谱法的自动化程度也得到提高，进一步提高了分析效率和准确度。

2.2原子荧光法（AFS）

原子荧光法是一种广泛应用于金属元素分析的技术。其原理是利用金属原子在蒸汽形式下产生的荧光强度来分析金属元素的含量。通过激发金属蒸汽的荧光，可以得到金属元素特定的发射谱线。原子荧光法兼具了原子吸收法和荧光法的优点，具有简单的发射谱线、高灵敏度、广泛的适用范围和较少的干扰等特点。与原子吸收法相比，原子荧光法的检出限更低，能够同时测定多种金属元素。然而，原子荧光法只适用于特定的金属元素，例如汞、锑、铅、锡、镉、锌等约11种金属元素。这限制了其在金属元素分析中的应用范围。目前，原子荧光光谱仪已经被研制出来，采用多个高强度的空心阴极灯作为光源，具有较高温度的电感耦合等离子体作为核心。该仪器可以同时对多种金属元素进行原子化处理，并通过检测单元和计算机进行结果的处理和分析。这种仪器在环境监测和饮用水检测等领域中得到广泛应用，可以快速、准确地分析金属元素的含量。

2.3紫外可见光光度法（UV）

紫外可见光光度法是一种常用的分析技术，其应用原理是通过物质对紫外可见光的吸收来测定物质的含量。该方法利用物质分子或离子对特定波长的紫外可见光吸收的特性，通过测量吸收光的强度来推断物质的浓度。在紫外可见光光度法中，常用的测量装置是分光光度计。该仪器可以发射特定波长的光，并测量经过溶液后的光强度。通过比较样品吸收光和对照组（通常为纯溶剂）吸收光的差异，可以推断样品中目标物质的浓度。紫外可见光光度法的应用非常广泛。在生物化学、环境监测、食品检测等领域中，常常使用紫外可见光光度法来测定物质的含量。例如，在饮用水中测定重金属、有机物、酸碱度等指标；在食品中测定添加剂、营养成分、色素等；在药物分析中测定药物含量等。

2.4X射线荧光光谱法（XRF）

X射线荧光光谱法是一种常用的分析技术，其原理是利用待测样品对X射线的吸收和发射来完成定性或定量分析。该技术的优点包括分析速度快、样品前处理简单、适用范围广、光谱干扰少等。在X射线荧光光谱法中，首先将待测样品暴露在高能X射线束下。X射线束与样品中的原子发生碰撞，将原子内的电子逐个撞出形成空穴。原子处于激发态时，会以X射线的形式发射出多余的能量。这些特征的X射线可以用于检测样品中的元素。通过测量样品发射的X射线的能谱，可以确定样品中不同元素的存在及其相对含量。每个元素都有特定的能谱图谱，可以通过与标准样品的比对来进行定性和定量分析。定性分析是通过比对样品的能谱与已知标准样品的能谱来确定样品中存在的元素。定量分析则是通过测量样品发射的X射线强度和标准样品的强度比值来确定样品中元素的含量。X射线荧光光谱法广泛应用于各个领域的元素分析。例如，在材料科学中，可以用于分析金属合金、陶瓷材料、电子元器件等中的元素成分。在环境监测中，可以用于检测土壤、水体、空气等中的污染物。在考古学和文物保护中，可以用于分析古陶瓷、古铜器等的成分和制作工艺。在食品安全中，可以用于检测食品中的微量元素等。

2.5电感耦合等离子体法（ICP）

电感耦合等离子体法主要包括ICP-AES（电感耦合等离子体原子发射光谱法）和ICP-MS（电感耦合等离子体质谱法）两种。这两种方法都是基于电感耦合等离子体的原理进行分析。ICP-AES是一种原子发射光谱法，它利用高频感应电流产生的高温等离子体对样品进行加热和电离，从而使金属元素发射出特征光谱线。通过测量这些光谱线的强度，可以确定样品中金属元素的含量。ICP-AES具有高灵敏度和低干扰的特点，可以同时测定多种金属元素。ICP-MS是一种质谱分析法，它将样品中的金属元素通过电感耦合加热汽化，然后进入质谱仪进行分析。通过测量金属元素的离子荷质比，可以进行定量或定性分析。ICP-MS具有非常低的检出限，可以同时测定多种金属元素和其同位素。与原子吸收法相比，ICP-AES和ICP-MS具有许多优势。它们可以同时测定多种元素，具有较高的灵敏度和较低的检出限。此外，这两种方法还可以进行定性分析和同位素分析，具有更广泛的应用范围。

3结语

综上所述，在当前粮食产品金属元素的检测中，可以使用的方法较多，普遍需要仪器设备参与检测，对操作人员的专业技术要求较高，需要技术人员严格按照技术标准进行操作，而相关部门也需要根据特定的情况选择与之相对应的检测技术，以保证检测的结果。

参考文献

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[2]李武.粮食中重金属检测的要点和方法[J].食品安全导刊，2021，（15）：8-9.