随着人们生活水平日益提高及保健意识逐渐增强，食品安全问题越来越受到人们的关注。无公害食品、绿色食品，有机食品等安全食品备受消费者的青睐。经检测发现，有些农产品虽然农药残留量在标准限量以下，但常因重金属含量超标而达不到无公害农产品或绿色食品的要求。一项对珠三角滩涂农作物重金属污染状况的研究结果显示，农作物中铅、镉、镍，铬和锌等重金属的含量样品超标率分别高达28.9％、2.6％，48.3％、12.3％和6.1％。另有报道称，江苏省局部地区的重要农产品存在一定程度的重金属元素含量超标现象，目前已经发现不止一个地区的稻谷、蔬菜(叶菜居多)，大豆等农产品重金属含量超标(其中以汞、镍、铬，镉和铅为主，蔬菜的汞、镉超标与稻谷的镍，铬超标最为严重)，南京周边地区也相继发现稻谷以及蔬菜样品的镉、铅，铬等超标现象。据资料显示，我国各大城市郊区的农作物都有不同程度的重金属污染(以汞、铬，铅污染尤为明显)，如长春、沈阳市郊等地；南方地区的蔬菜受重金属污染程度相对北方较轻，但仍有铬、镉、铅等重金属的污染。
重金属污染对农作物和人类健康的影响
重金属对农作物产生的危害随重金属性质的不同而有所差异，总体上可归结为两类危害：一类是当重金属含量超过一定限度时，农作物的生长发育会受到危害。如铜等重金属，虽然能够在一定程度上被作物吸收，但大部分积累在根部，几乎不向地上部分转移。在重金属的浓度尚未积累到对人畜有害之前，农作物就已枯死或者生长受到抑制，这一类重金属有铜、锰、砷、铬、镍、锌、铅等。另一类是在重金属的浓度增高到对农作物的生长发育产生危害之前，农作物就已经受到潜在的有害污染，这种污染可以通过食物链危及人类和动物的健康，这一类重金属有镉、汞等。
铜，汞，镉等重金属元素的含量是反映食品安全的重要指标，长期食用重金属含量超标的食品会引起严重的疾病，损害人体器官及神经系统，给人类带来灾难性的影响。如过量摄入铜可导致肝肾损伤、高血压、中枢神经损伤，以及Wilson病和Menkes病；又如汞及其化合物属剧毒类物质，这类物质能够在生物体内积累并通过食物链转移到人体，导致心脏，肝、甲状腺等疾病，甚至可以引起神经系统紊乱，慢性汞中毒及恶性肿瘤的形成等。日本熊本县曾发生的震惊世界的“水俣病”事件就是由于汞在鱼体内富集，人类食用了这种鱼而造成的汞中毒。研究还发现，食用含镉植物将导致人体骨质疏松、诱发癌变，肝肾功能紊乱以及高血压等症。20世纪60年代末在日本富山县发生的“骨痛病”事件，就是由于当地居民食用了被镉污染的土壤生产的“镉米”而引起的。
农作物中重金属超标的主要原因
农作物中重金属超标的主要原因大致有以下几个方面：一是土壤及灌溉水中的重金属含量偏高。工业“三废”排放到环境中的重金属通过机械搬运，溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等物理，化学作用进入水体和土壤中后，被农作物根系所吸收。二是农药，农业肥料等的不合理使用。施用了含有铅，汞、铜、砷等的农药，化肥和有机肥料，都可以导致土壤中重金属的污染。另外，农用塑料薄膜生产中使用的热稳定剂往往含有铬和铅等，在大量使用塑料大棚和地膜的过程中均可造成重金属对土壤的污染，进而使农作物富集大量重金属。三是农产品在贮藏加工过程中被重金属污染。如使用重金属含量高的器具贮藏，或者加工机械上的管道，加工用水、容器及食品添加剂重金属含量高等均会导致污染。总而言之，在农产品收获以后，一切易引起重金属污染的贮藏和加工过程都有可能导致农产品中的重金属含量超标。
农作物中重金属检测的前处理方法
要检测农作物中的重金属元素含量，首先要对农作物进行前处理。目前主要采用的前处理技术有干式消解法，湿式消解法，酸提取法，微波消解法，超声波提取法，高压消解法等。
干式消解法
干式消解法可分为高温干式消解法和低温干式消解法。高温干式消解法是在高温条件下分解样品中的有机物，剩余的灰分(矿物质)用酸进行溶解后，再提取待测元素。该方法不适用于测定高温下易挥发的砷、汞等元素以及含油脂成分较高的食品。低温干式消解法是近年来发展起来的另一种干法消解技术，该方法是将样品放在低温灰化炉中，先将炉内抽至近真空，然后再不断通入氧气，用微波或高频激发光源照射，使氧气活化产生活性氧，在低于150℃的温度下使样品缓慢地完全灰化。砷、汞、铅，镉等高温下较易挥发的元素可用此法处理，处理时几乎不产生挥发损失，试样被污染的机率很小，空白值低。但是此法需要专门的灰化装置，价格昂贵，且灰化速度较慢。
湿式消解法
湿式消解法是在加热的条件下用酸(一般用混合酸)将样品完全分解为水溶态，使待测元素完全转入溶液中。该方法是目前应用最广泛的一种方法，可弥补干式消解法的一些不足，但其处理时间长。且酸液使用量大。
酸提取法
酸提取法是指选用某种酸将样品中的待测元素提取出来，这种方法在不破坏样品里有机物质的前提下，直接用酸提取，具有速度快、操作简便的优点，但其应用范围相对较窄。
微波消解法
微波消解法是利用微波加热的方式，在密闭体系中对样品进行消解，具有加热速率快、待测元素不易损失，样品处理时间短、使用酸液少等优点，但该方法处理成本较高，同时操作时应注意安全。
超声波提取法
超声波提取法的基本原理是利用超声波的空化作用加速待测成分的浸出。超声波的次级效应，如机械振动，乳化、扩散、击碎效应等能够加速待测元素的浸出，并使之与提取溶剂充分混合。该法具有提取时间短、产率高、溶剂消耗少等优点。
高压消解法
高压消解法是在恒温箱内利用高压罐在高温下使样品快速溶解。该法能够避免样品中挥发性组分的损失，减少了酸的使用量，从而降低空白值，保证了测量结果的准确性。
重金属的检测方法
分光光度法
紫外一可见分光光度法具有灵敏度高、测定速度快，操作方便等优点，是目前应用最多的一种方法。但该法的缺点是一些指示剂不易得到，需经过复杂的合成后才能使用。
在采用紫外可见分光光度法测定烟草薄片中铁和钙含量的试验中，分别以邻二氮菲和酸性铬蓝K为显色剂，测得烟草薄片中铁和钙的含量分别为50.60μg／g和70.07μg／g，其含量与普通烟草中这两种无机元素含量相差不大，方法的精密度和准确度均符合要求。同时还有一种采用停流流动注射技术，建立流动注射催化光
度法，测定烟草中Hg的新方法，其线性范围为0.25—4 50mg／L，进样频率48次／h，操作简单、快速。
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)
ICP-MS法是以电感耦合等离子体(ICP)为离子化源的质谱分析方法，具有同时分析多种元素、检测限低、灵敏度高，分析速度快、样品前处理简单，干扰少等优点。
采用lCP-MS法可测定水稻中包括铊在内的多种重金属元素，同时对铊污染水稻进行了安全评价。该实验采用了动态反应池中引入NHs的方法，消除测定过程中大量存在的基体元素、氧化物及多原子离子的干扰。铊元素的检出限为0.006μg／L，其他各元素为0.008-0.3μg／L，Tl、Co，Ni、Cu、Mo，Cd，DD等的加标回收率为94.2％～103.7％。
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)
电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)，由于具有可同时测定多种元素，分析速度快、线性范围宽，灵敏度高等优点，因此受到国内外学者的普遍关注。
某实验通过采用微波消解ICP-AES法测定了湛江市场8种贝类中的锌、镉，砷，铁，铬、铜等元素的含量，结果表明部分样品中的铁、铬，镉、砷的含量超出了食品限量标准。以聚四氟乙烯(PTFE)悬浮体作为化学改进剂，采用悬浮体制样电热蒸发ICP-AES法可同时测定烟叶中铜、铁、铝、铬、锰的含量。在优化实验条件下，该法的检出限为3.8-13ng／mL(RSD=2.5％－5.7％)，回收率为91.0％～11.2％。采用微波消解ICP-AES法可测定8种食用油中铁和锌等元素的含量，初步研究发现不同种类食用油中重金属元素的含量有所不同(南瓜籽油中的镍含量与其它种类油不同，大豆油的含铁量较高)，该方法为日后选取植物培育方式、生长条件，食用油生产方式及添加适量的微量元素等研究提供依据。
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法具有分析速度快、选择性好，信号稳定、灵敏度高等优点，已被广泛用于重金属的检测。原子吸收光谱法可应用于对茶叶，红薯干，纯净水等食品样品中铜的痕量分析。采用该法测定茶叶标准样品的结果与标准值吻合良好。对实际样品红薯干和饮用水分析的加标回收率在98.2％-109.6％之间。
新兴检测技术
传统的重金属检测方法(原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法和阳极溶出伏安法等)虽然灵敏度高，特异性强，但存在着仪器费用高、需要专业人员进行操作、前处理时间长等缺陷，难以用于重金属的现场检测。随着人们对食品安全要求的不断提高，待测样品量迅速增加，传统的检测技术已无法满足需求。一些新兴技术，如生物传感器，酶反应器、纳米探针、比色传感器等日益受到国内外学者的关注。
利用溶胶一凝胶包埋金属指示剂阵列的方法，对汞，铅，锌，铜、镍等重金属离子进行富集，并对显色前后扫描图像的RGB值进行分析检测，检测限满足我国污水排放标准的要求，并且阵列的方法可对不同重金属离子同时加以区分。某实验采用DNA与金纳米探针相结合的方法检测水中的汞离子时，向体系中加入Hg2+，金纳米颗粒表面的DNA与Hg2+形成碱基对，使金纳米颗粒发生团聚，颜色由红色变为紫色。该法的检测限为3μm，检测灵敏度可以通过增加纳米颗粒粒径或改变核苷酸序列得以提高。该法的优点是选择性好，检测速度快。
结语
综上所述，国内外科学家已对农作物中重金属的检测给予了越来越高的重视，并做了大量相应的研究探索工作，对传统仪器检测方法也进行了很多改进和补充。虽然我国在这方面起步较晚，但作为一个农业生产大国和拥有约全球1／4人口的人口大国，农产品污染的检测至关重要，进一步加强农产品安全抽检和检测工作已刻不容缓。与此同时也应鼓励对新兴检测技术的研发与应用，以及对传统技术革命性地改进，积极推动我国农产品污染检测技术朝着健康快速的方向发展，从而为更绿色、环保，低碳的生活撑起保护伞。
推荐访问： 重金属 农产品 检测方法 影响
