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主题：【转帖】简析食物和饮用水中重金属的危害及检测方法

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发表于：2011/04/08 16:58:55 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆转性的特点，与其它类型污染大有不同。重金属可直接引起人类生活环境的污染，污染赖以生存的土地并引起退化，造成作物质量和产量的下降。重金属聚集于土壤中，既不能被微生物降解，也不易被淋滤。而且，在土壤中，某些重金属元素还能够转化为毒性更强的甲基化合物。

在被重金属污染的土壤中种植农产品或者用重金属含量超标的水灌溉农产品，重金属元素会被农产品吸收，并通过土壤—植物—动物—人体之间的食物链，在人体内慢慢累积，长期下去便会对人体造成慢性伤害。由于这种伤害不易察觉，所以即使是食物中重金属含量符合标准的规定，但长期食用也存在风险。因此，近年来UNDP（联合国开发计划署）、WHO（世界卫生组织）的全球食物污染监测计划中，食物中重金属污染成为重要项目，这也是我国研究及监测项目中的重点。

重金属对人体的危害

重金属即是生态学上所定义的重金属，主要是指生物毒性显著的元素（包括Pb、cd、Hg、cr以及类金属As等），具有一定毒性的重金属元素（如Zn、Ni、CO及Sn等）也包括在内，在食品和生活饮用水中砷、铅、镉是常见的重金属，以下将分别对这三种重金属毒性及危害进行叙述。

砷的毒性及危害

环境中存在的砷主要有两种价态：+3价和+5价，无论以哪种形式存在其对生物体都是有害的。人体摄入无机砷后，无机砷可通过氧化还原和甲基化作用，转化为多种有机砷化物。目前，虽然学者通过动物试验结果提供的致癌证据有限，但流行病学已有充分的证据证明无机砷是人类致癌的一个重要诱发因素。多数专家认为无机砷化合物的毒性强，且以+3价形式的毒性最强。

砷化物能够造成细胞染色体的异常和基因的突变，会使某些基因信息的表达发生改变，甚至可能诱发癌症。多项研究证实，长期食用高砷的食物，不仅会引起砷中毒，还可能引起细胞癌化、畸形或突变。许多流行病学资料都表明无机砷是人类的致癌物质，可以造成典型的皮肤损害，例如掌驼色素沉着和过度角化的发生。

慢性砷中毒常常表现为一般植物神经衰弱症，比较特别的还会有皮肤过度色素沉着、肢体血管痉挛及坏死、末梢神经炎、过度角化症等。慢性中毒的患者一般还会肝肿大，重病者则还会出现贫血、黄胆、肝硬化等症状，长此以往还可能会引发砷性皮癌。如果人们误服砷农药，可能会造成急性中毒，其表现为服用1小时后感觉口渴、咽干，并出现持续性呕吐的症状，呕吐物会带有一定的血液，并会伴有下泄，便呈血性米汤样。此外，症状还表现为剧烈头痛、高度脱水、痉挛、昏睡、发疮，严重者会因心力衰竭而死亡。

铅的毒性及危害

铅是最软的重金属，但其比重却比较大，其对放射线具有吸收作用。铅常见的化合价为+2价和+4价。在日常生活中，铅的应用领域广泛，并可在环境中长期蓄积，铅是有毒性的重金属。目前，铅污染途径有职业铅接触和生活铅接触两种，后者的特点是危害面广，症状发展缓慢、症状不明显，所以极易被忽视。铅对人体的影响主要表现在以下几个方面：一是影响呼吸、消化系统；二是影响免疫系统；三是影响泌尿系统；四是影响神经内分泌；五是影响造血系统。

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镉的毒性及危害

镉是一种有色重金属元素，蓄积性比较长，在人体内半衰期长达16～30年，被美国农业委员会列为当前最重要的一种农业环境污染物。我国由于丰产重金属，且镉污染现象也比较严重，因此，我国越来越重视对环境中镉的监测

与控制。

镉进入人体主要通过饮食与呼吸两种方式。吸入大量的高浓度含镉烟雾或粉尘后，人体会在数小时内出现急性镉中毒的症状，如咽痛、咳嗽、恶心、呕吐、头晕、头痛、胸痛以及呼吸困难等。如若吸入的量较大，还可以引起肺水肿及造成肾皮质的破坏性变化，使心肺功能受损严重，最终导致死亡。即使人体摄入很少量的镉，也可能会造成慢性中毒，这是由于镉很难被分解或者排除体外造成的。体内的镉通常分布在肝、肾、骨骼、胰腺及甲状腺中，当累积到一定程度就会对人体器官造成损伤，甚至引起癌变。镉对人体的危害表现在以下几个方面：一是对肾和肝功能的影响；二是对骨骼的影响；三是对生殖功能的影响；四是对心血管功能的影响；五是对神经系统的影响；六是镉具有致癌作用与免疫毒性。

重金属检测样品的前处理方法

干灰化法

干灰化法就是利用高温去除样品中的有机质，并使用酸将剩余的灰分进行溶解，溶解后作为样品的待测溶液。该方法广泛应用于对食品中大多数的金属元素进行分析，但由于在高温条件下，一些重金属元素如汞、锡、硒、铅等易挥发而造成损失，因此此类元素的前处理不适用干灰化法。灰化前如将试样和某些添加剂（所谓“灰化助剂”）相混合则干灰化法更为有效。灰化助剂主要起加速氧化和防止某些成分挥发的作用，例如使用干灰化法测砷的含量时，可先加入硝酸镁，其会与易挥发性砷发生反应生成焦砷酸镁，焦砷酸镁很难挥发；要防止灰分组分与坩埚材料反应，可以在样品中加入氧化钙、氧化镁，使其在被测物与柑锅壁之间形成隔绝层，这不仅可以减少被测物的损失，同时也有利于灰化的进行。

湿消解法

湿消解法是指在一定温度条件下，利用氧化性强酸（如H NO3、HClO4和浓H2SO4等）除去有机质，溶解掉被测元素。湿消解法的优点是不容易导致被测元素的流失，因此特别适用于测定易挥发性元素。

微波消解法

微波消解是一种新的试样溶解技术，其具有以下几个优点：溶样时间短、消耗试剂量少、低耗能、低污染，能有效防止易挥发元素的损失。但是该方法存在溶样量较小的缺点，当试样中重金属元素含量低时，便限制了其使用。另外，由于微波消解法所应用的微波消解炉和压力溶样罐的价格昂贵，因此在一定程度上限制了微波溶解技术的应用。

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2011/4/8 17:00:25 板凳管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

重金属检测样品的电化学分析法

电化学分析法由于具有仪器成本低廉、维持费用较低、操作方便简单且灵敏度高等优点，因此该方法已成为现代分析测试的主要手段。

原子光谱法

火焰原子吸收光谱法

将雾化后的试样溶液送入火焰中原子化，这样被测元素则转变为基态原子，被测元素空心阴极灯发出的共振线通过基态原子时，发光强度会因为选择性共振吸收而被减弱，吸收遵守的是光吸收基本定律。镉和铅在空气/乙炔火焰中比较容易被测定，但光谱和非光谱干扰也容易在空气/乙炔火焰中产生。在实际样品中由于镉的含量甚微，需要结合萃取、富集分离和气化分离等方法来提高检测灵敏度，降低检出限。这样金属离子便能够与样品的基体分离富集，然后进行测定。

石墨炉原子吸收光谱法

该方法由于具有较高绝对灵敏度（一般会比火焰原子吸收光谱法高3个数量级），因此已广泛应用于痕量金属的分析。在石墨炉原子吸收光谱法的进行过程中往往会存在较严重的基体干扰，但是通过添加基体改进剂可以很好地减弱干扰。基体改进剂可以提高测定的灵敏度、再现性和准确性，基体改进剂一般为铂组金属、镍的硝酸盐以及氯化物。目前，基体改进剂与微波消化技术相结合的方法，已被广泛应用于农产品、中药、水处理剂等领域。

原子荧光法

氢化物发生——原子荧光光谱法具有仪器结构简单、操作方便、灵敏度高和干扰少等优点。目前氢化物发生可测元素范围已扩大到11种。

电感藕合等离子体发射光谱及质谱法

电感祸合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）和电感祸合等离子体质谱法（ICP-MS），是近年来在发射光谱上发展起来的一种新技术，具有检测灵敏度高等优点，但是昂贵的价格限制了该方法的广泛应用。

光度分析法

所有现场快速检测镉的方法和仪器基本都基于分光光度法和镉试剂，所以说分光光度法是一种经典测定方法。该法使用简便、快速，而且灵敏度高、容易普及、成本低，可定性和定量分析含镉样品，分光光度法通常可测定10-7g/mL的物质，能够满足各方面分析的要求，应用范围较广。

结语

重金属污染越来越严重，并且能够在环境中长时间聚集，导致人类的食物和饮用水重金属污染，给人民生活健康带来严重的威胁，所以应在加大食物和饮用水重金属检测的同时，尽量减少污染源和切断污染途径。

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