陽極溶出伏安法（ASV）與食品中的重金屬檢測

1.食品安全中重金屬問題

食品安全一直是人們關注的焦點，而食品中的重金屬污染是重要方面之一。重金屬廣泛存在于食品加工的整個過程中，包括制作、包裝、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。大多數(shù)重金屬元素對人體有害，而且會在人體內(nèi)累積，進而危害人們的身體健康，甚至導致嚴重的疾病。在20世紀60年代，日本富山縣發(fā)生的由鎘污染（大米和飲用水）而引起的環(huán)境公害病“痛痛病”，是世界上的農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染事件之一。

常見的重金屬包括鉛、鎘、砷、銅等，都且具有顯著的生物毒性。中國每年因重金屬污染的糧食達千萬噸，美國每年因重金屬污染損失在百億美元以上。重金屬污染問題已對生態(tài)環(huán)境、食品安全、百姓身體健康和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構成了嚴重威脅。因此，F(xiàn)AO、WHO及世界各國政府近年來都加強了食品安全工作并制定了相關標準與法規(guī)，如下（單位：mg/Kg）：

2.糧食作物及肉制品的重金屬污染

當重金屬元素進入農(nóng)田土壤，會隨著溶解、沉淀、凝聚、絡合、吸附等各種反應，通過作物的累積而直接進入食物鏈，富集于人體。農(nóng)作物中重金屬含量是表征其質(zhì)量的重要指標。國內(nèi)外對有關蔬菜和糧食等農(nóng)作物中重金屬含量及其健康風險等問題進行了大量的研究，其中，水稻籽實中的重金屬主要來源于土壤、灌溉水、大氣、收割、翻曬和加工設備等，其中主要是土壤和灌溉水。在一定范圍內(nèi)，水稻籽實中重金屬的含量與土壤中重金屬的含量呈正相關。

此外，某些動物內(nèi)臟中會有一定量的重金屬沉積，因此不可避免的會存在重金屬超標的風險，其中鉛、鎘、砷和鉻等為常見。目前的禽畜全靠工業(yè)飼料喂養(yǎng)，但是這些飼料或飲用水源具有不確定性，一旦不安全的飼料進入飼養(yǎng)環(huán)節(jié)，或飼養(yǎng)用水被重金屬污染，這些進入禽畜體內(nèi)的重金屬元素都要靠內(nèi)臟來代謝，從而導致一些重金屬元素在某些臟器中蓄積。

我國在《GB 2762-2017 食品安全國家標準 食品中污染物*》中，對動物內(nèi)臟中的重金屬含量做出以下規(guī)定：

鉛：0.5mg/Kg（ppb）；

鎘：肝臟：0.5mg/Kg（ppb）；腎臟1.0 mg/Kg（ppb）。

因此，建立一種快速、簡便、準確的食品重金屬檢測方法顯得尤為重要。不僅是對糧食作物、肉制品還是蔬菜。這一方面可以為食品進入市場增加一道保障，確保消費者的食用安全，另一方面可以用來排查食品生產(chǎn)企業(yè)所使用原料及水源的安全性。

3.食品中重金屬檢測方法研究進展

近年來，隨著陽極溶出法的發(fā)展，人們更加注重使用環(huán)境友好型的材料來代替汞電極。鉍膜電極（BFE）是一種新的金屬膜電極，以其優(yōu)良的電化學性能和對環(huán)境及工作人員無毒害作用的特性，漸漸地被廣泛地應用于重金屬和一些有機物的檢測。

有相關專家以鉍膜電極為工作電極，采用陽極溶出法測定痕量鉛、鎘和鋅３種重金屬元素。研究結果顯示，鉛、鎘和鋅在鉍膜電極上產(chǎn)生靈敏的溶出峰，鉍離子的存在有利于痕量鉛、鎘和鋅的測定。這是因為鉍膜有利于待測金屬離子鉛、鎘和鋅被還原沉積在電極表面，達到更有效地富集金屬離子的目的，從而增大溶出電流。

鉍膜電極對鉛、鎘和鋅的氧化溶出具有良好的電化學響應。該電極可較好的應用于食品中痕量鉛和鎘的檢測，實測樣品中鉛和鎘的測定結果與石墨爐原子吸收光譜法相符。該方法操作簡單、快速、重現(xiàn)性好、檢測靈敏度高，并且無環(huán)境污染。

相關研究結果已由寧波出入境檢驗檢疫局的王曉娟、鄔蓓蕾發(fā)表于《理化檢驗－化學分冊》（2015, 51），《鉍膜電極溶出伏安法測定食品中痕量重金屬》。

4. MicroTrace PDV

PDV6000ultra可以檢測多種金屬（如：As, Cd, Cr, Cu,Hg, Ni, Pb, Se, Tl, Zn 等），檢測限可達一位數(shù)的ppb級，且樣品顏色及濁度對測量結果沒有影響。此外，PDV也可使用配備了鉍膜電極的LabCell SV分析室，使得Co, Cr 和 Ni 的檢測可達到1ppb 水平，并且可檢測 Mo 和 U。

在陽極溶出伏安法的發(fā)展過程中，也曾有使用PDV檢測食品重金屬的相關應用案例，如下：

• 對小麥籽粒中的鎘進行分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結果的相對標準偏差(RSD)為4%，也可以應用于其他谷物和蔬菜事宜；

• 對水稻或其他植物中的鉛分析檢測，檢出下限為10ppb，對不同樣品5次分析結果的相對標準偏差(RSD)為3%；

• 對動物內(nèi)臟組織中的鎘分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結果的相對標準偏差(RSD)為4%；

• 對魚和貝類中的汞分析檢測，檢出下限為5ppb，對不同樣品5次分析結果的相對標準偏差(RSD)為4%。（Modern Water）

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