论文部分内容阅读
摘要：粮食质量安全是国家民生工作的头等大事。当前环境问题形势严峻，粮食质量安全也受到威胁。为了更好地保障粮食市场的安全，做好粮食监测工作至关重要。本文围绕粮食检测中重金属检测的议题进行了探讨，概述了粮食重金属污染的情况，论述了粮食重金属检测主要技术类别及砷、汞的检测技术应用，供相关人士参考。
关键词：粮食质量安全;粮食检测;重金属检测
1引言
对于人类的生存发展来说，粮食产量和质量十分重要。对于国家而言，粮食质量安全问题是关系到千家万户的基礎问题，是关乎社会稳定的重大问题。因人类各种生产活动的不科学不合理，导致生态环境恶化，农业环境遭到破坏，再加上农业生产、农产品加工及流通的过程中存在投入品违规使用的问题，导致粮食产品质量下降，给消费者的生命健康安全带来了危害或威胁。在粮食质量问题中，重金属含量超标是典型且常见的质量安全问题，为此粮食监测机构必须加强重金属检测工作，利用科学完善的重金属检测技术为粮食市场的健康有序保驾护航。
2粮食重金属污染概述
粮食中的重金属污染问题源头是多样化的，比较典型的有三条途径。一条是农业生产环境受到重金属污染。因人类生产活动的不科学不合理，工业废水、废气、固态废弃物等排放不当，导致这些废物中的重金属物质直接或经过自然生态循环系统进入到农业土壤环境中，粮食作物生长在这些重金属含量过高的土壤环境中导致粮食作物中的重金属含量超标，进入到食品链条中，给消费者带来生命健康危害。第二条途径是粮食作物种植过程中，农民们选择使用了不合格的农业投入品，如使用的农药中含有重金属物质，不仅危害农业种植环境，而且导致粮食产品中农药残留物中的重金属物质超标。第三条途径是粮食作物在贮存或流通环节过程中操作不当而受到重金属污染。如在粮食贮存或粮食加工过程中使用的器具或设备材料中含有的重金属物质，在高温或酸性等条件下很容易导致材料中的重金属物质溶出，使粮食产品受到重金属污染。
3粮食重金属检测技术
在粮食产品的重金属检测工作中，业内采用的主要技术包括以下几种：
光谱技术：光谱技术包括原子吸收光谱技术、X射线荧光光谱技术等传统光谱分析技术，还包括激光诱导击穿光谱技术等新型光谱技术。原子吸收光谱技术主要应用于无机元素分析，目前在粮食重金属检测中已经出现了气相色谱- 原子吸收光谱的联用仪器，不仅使原子吸收光谱检测技术的精密度和准确度大大提升，同时也实现了自动化和信息化处理的目标，简化了操作程序，节约了时间。X射线荧光光谱技术是利用被测样品中对X射线的吸收情况不同而得到样品中重金属含量。X射线的吸收多少会随着样品中重金属成分以及含量多少发生变化，因此能够对被测样品进行定性和定量检测。该技术操作步骤简单，对多种重金属元素适用，光谱谱线受到干扰因素少，谱线简单。该技术不仅可以分析块状样品，还能对膜状样品进行检测，因此在粮食领域中应用日益广泛。激光诱导击穿光谱技术的原理是利用高能脉冲激光聚焦入社被测样品表面从而产生激光等离子体，然后对等离子体中的原则和离子发出的发射光谱进行分析，是一种利用主动可控火花放电和电化学富集技术对击穿光谱进行辅助和改进的技术，因此实现了激光诱导击穿光谱更好的效果，能够对发射光谱进行定性和定量分析。与传统的原子吸收光谱以及X射线荧光光谱技术相比，激光诱导击穿光谱技术的灵敏度更高、检测精准性更强、可实现全元素分析、能够适用于多种形态的样品、能够实现在线远程检测分析，因而在粮食检测领域中受到业内人士的青睐。
紫外分光光度技术：该技术是利用被测样品中的重金属与显色剂发生络合反应，生成有色分子团，通过在特定波长下的比色检测，根据溶液颜色的深浅来判断重金属浓度含量大小。该方法不需要对被测样品进行复杂的预处理，因此试剂和设备的要求较低。因显色反应具有较强的选择性，因此该技术的灵敏度较高，是一种常用的重金属检测技术。
电感耦合等离子体质谱技术：该技术利用高频装置使氩气电离，然后氩离子和电子在电磁场作用下发生相互碰撞继而产生更多的离子和电子，这些离子和电子形成电子涡流。强大的电子涡流产生瞬间的高温环境，使氩气产生等离子焰炬。被测样品先形成气溶胶，然后进入到氩气流及等离子体中心，在高温环境中被测样品去溶剂化发生电离。由于不同金属元素有不同的电离能，因此能够检测出对应的重金属元素。
生物传感技术：利用化学生物传感技术来建立荧光激发和耦合模型，通过优化传感器装置和光路参数，实现样品重金属含量检测。目前，该技术研究主要集中在传感元件技术突破方面，通过建立多通道的检测系统，实现全光纤元件性能测试的优化，大大提升了荧光染料的检测限，使样品中重金属检测灵敏度和准确度大大提升。
4粮食重金属砷、汞的检测
砷和汞是粮食重金属污染的主要物质之二，与其他的重金属污染物相比，砷和汞的沸点相对较低，而且具有较强的挥发性，因此在粮食检测工作中需要采用恰当技术和方法来实现较准确的检测结果。在砷和汞的食品检测领域，最常用的是原子荧光光谱法，主要是克服了原子吸收和原子发射两种方法的不足，同时发挥出两种方法的优点，因此，国家标准将该法作为这两种元素检测的首要方法。在实际检测工作中，由于在高脉冲能量下，砷和汞的挥发性会导致检测限过高以及出现检测没有信号的问题。因此研究人员将该方法进行了优化，将原来的高脉冲激光换成低脉冲能量激光，较好地减少了检测过程中砷和汞的挥发。研究人员采用火花放电装置促使产生更多的等离子体，同时通过修饰可调控的纳米电极来促进电化学富集，较好地弥补了低脉冲能量激光下砷和汞含量不足的问题，为粮食样品中的砷和汞的检测准确度提供了积极条件，该方法在粮食产品砷和汞的检测工作中应用越来越多。
5结语
综上所述，在食品检测领域，重金属检测是十分重要的检测内容。监测机构及从业人员应主动学习检测新技术和新资讯，在现有重金属检测技术的基础上进一步优化和完善，如此，才能推动粮食检测工作水平不断提升。
参考文献：
[1] 粮食检测中重金属检测技术研究进展，邓锐，《粮食流通技术》，2019（1）
[2] 粮食中重金属检测方法的研究，陶苓，赵光群，张林，《食品安全导刊》，2019（09）
[3] 加强粮油重金属检测的策略研究，刑希双，《现代食品》，2019（16）
关键词：粮食质量安全;粮食检测;重金属检测
1引言
对于人类的生存发展来说，粮食产量和质量十分重要。对于国家而言，粮食质量安全问题是关系到千家万户的基礎问题，是关乎社会稳定的重大问题。因人类各种生产活动的不科学不合理，导致生态环境恶化，农业环境遭到破坏，再加上农业生产、农产品加工及流通的过程中存在投入品违规使用的问题，导致粮食产品质量下降，给消费者的生命健康安全带来了危害或威胁。在粮食质量问题中，重金属含量超标是典型且常见的质量安全问题，为此粮食监测机构必须加强重金属检测工作，利用科学完善的重金属检测技术为粮食市场的健康有序保驾护航。
2粮食重金属污染概述
粮食中的重金属污染问题源头是多样化的，比较典型的有三条途径。一条是农业生产环境受到重金属污染。因人类生产活动的不科学不合理，工业废水、废气、固态废弃物等排放不当，导致这些废物中的重金属物质直接或经过自然生态循环系统进入到农业土壤环境中，粮食作物生长在这些重金属含量过高的土壤环境中导致粮食作物中的重金属含量超标，进入到食品链条中，给消费者带来生命健康危害。第二条途径是粮食作物种植过程中，农民们选择使用了不合格的农业投入品，如使用的农药中含有重金属物质，不仅危害农业种植环境，而且导致粮食产品中农药残留物中的重金属物质超标。第三条途径是粮食作物在贮存或流通环节过程中操作不当而受到重金属污染。如在粮食贮存或粮食加工过程中使用的器具或设备材料中含有的重金属物质，在高温或酸性等条件下很容易导致材料中的重金属物质溶出，使粮食产品受到重金属污染。
3粮食重金属检测技术
在粮食产品的重金属检测工作中，业内采用的主要技术包括以下几种：
光谱技术：光谱技术包括原子吸收光谱技术、X射线荧光光谱技术等传统光谱分析技术，还包括激光诱导击穿光谱技术等新型光谱技术。原子吸收光谱技术主要应用于无机元素分析，目前在粮食重金属检测中已经出现了气相色谱- 原子吸收光谱的联用仪器，不仅使原子吸收光谱检测技术的精密度和准确度大大提升，同时也实现了自动化和信息化处理的目标，简化了操作程序，节约了时间。X射线荧光光谱技术是利用被测样品中对X射线的吸收情况不同而得到样品中重金属含量。X射线的吸收多少会随着样品中重金属成分以及含量多少发生变化，因此能够对被测样品进行定性和定量检测。该技术操作步骤简单，对多种重金属元素适用，光谱谱线受到干扰因素少，谱线简单。该技术不仅可以分析块状样品，还能对膜状样品进行检测，因此在粮食领域中应用日益广泛。激光诱导击穿光谱技术的原理是利用高能脉冲激光聚焦入社被测样品表面从而产生激光等离子体，然后对等离子体中的原则和离子发出的发射光谱进行分析，是一种利用主动可控火花放电和电化学富集技术对击穿光谱进行辅助和改进的技术，因此实现了激光诱导击穿光谱更好的效果，能够对发射光谱进行定性和定量分析。与传统的原子吸收光谱以及X射线荧光光谱技术相比，激光诱导击穿光谱技术的灵敏度更高、检测精准性更强、可实现全元素分析、能够适用于多种形态的样品、能够实现在线远程检测分析，因而在粮食检测领域中受到业内人士的青睐。
紫外分光光度技术：该技术是利用被测样品中的重金属与显色剂发生络合反应，生成有色分子团，通过在特定波长下的比色检测，根据溶液颜色的深浅来判断重金属浓度含量大小。该方法不需要对被测样品进行复杂的预处理，因此试剂和设备的要求较低。因显色反应具有较强的选择性，因此该技术的灵敏度较高，是一种常用的重金属检测技术。
电感耦合等离子体质谱技术：该技术利用高频装置使氩气电离，然后氩离子和电子在电磁场作用下发生相互碰撞继而产生更多的离子和电子，这些离子和电子形成电子涡流。强大的电子涡流产生瞬间的高温环境，使氩气产生等离子焰炬。被测样品先形成气溶胶，然后进入到氩气流及等离子体中心，在高温环境中被测样品去溶剂化发生电离。由于不同金属元素有不同的电离能，因此能够检测出对应的重金属元素。
生物传感技术：利用化学生物传感技术来建立荧光激发和耦合模型，通过优化传感器装置和光路参数，实现样品重金属含量检测。目前，该技术研究主要集中在传感元件技术突破方面，通过建立多通道的检测系统，实现全光纤元件性能测试的优化，大大提升了荧光染料的检测限，使样品中重金属检测灵敏度和准确度大大提升。
4粮食重金属砷、汞的检测
砷和汞是粮食重金属污染的主要物质之二，与其他的重金属污染物相比，砷和汞的沸点相对较低，而且具有较强的挥发性，因此在粮食检测工作中需要采用恰当技术和方法来实现较准确的检测结果。在砷和汞的食品检测领域，最常用的是原子荧光光谱法，主要是克服了原子吸收和原子发射两种方法的不足，同时发挥出两种方法的优点，因此，国家标准将该法作为这两种元素检测的首要方法。在实际检测工作中，由于在高脉冲能量下，砷和汞的挥发性会导致检测限过高以及出现检测没有信号的问题。因此研究人员将该方法进行了优化，将原来的高脉冲激光换成低脉冲能量激光，较好地减少了检测过程中砷和汞的挥发。研究人员采用火花放电装置促使产生更多的等离子体，同时通过修饰可调控的纳米电极来促进电化学富集，较好地弥补了低脉冲能量激光下砷和汞含量不足的问题，为粮食样品中的砷和汞的检测准确度提供了积极条件，该方法在粮食产品砷和汞的检测工作中应用越来越多。
5结语
综上所述，在食品检测领域，重金属检测是十分重要的检测内容。监测机构及从业人员应主动学习检测新技术和新资讯，在现有重金属检测技术的基础上进一步优化和完善，如此，才能推动粮食检测工作水平不断提升。
参考文献：
[1] 粮食检测中重金属检测技术研究进展，邓锐，《粮食流通技术》，2019（1）
[2] 粮食中重金属检测方法的研究，陶苓，赵光群，张林，《食品安全导刊》，2019（09）
[3] 加强粮油重金属检测的策略研究，刑希双，《现代食品》，2019（16）