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食化科普在行动
在食品和化妆品检测中,重金属是常规而重要的检测项目。食品、化妆品中重金属的含量超标将会影响消费者的身体健康甚至人身安全。今天我们就来介绍一下食品、化妆品中可能出现的重金属。
重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属,在食品、化妆品检测中,重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属元素。
随着我国工业和城市化的不断发展,工业和生活废水排放、污水灌溉、汽车废气排放等造成的土壤重金属污染问题也日益严重,重金属污染不仅能够引起土壤的组成、结构和功能的变化,还能够抑制作物根系生长和光合作用,使农作物减产甚至绝收,重金属随食物进入生物体后,不能被降解,反而能在食物链的生物放大作用下,成千百倍地富集。重金属摄入人体后,能在体内和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中累积,造成慢性中毒。
重金属对人体损害区域示意图
一
汞
汞,俗称水银,是常温常压下唯一以液态存在的金属,形态为银白色闪亮液体,化学性质稳定,不溶于酸和碱,常温下可以蒸发,其蒸气及化合物多具有毒性。
汞可以在生物体内积累,容易被皮肤、呼吸道及消化道吸收,以慢性为常见。在生产活动中,长期吸入汞蒸气及汞化合物粉尘可引起慢性汞中毒,表现为头晕、头痛、情绪激动或抑郁、神经异常、齿龈炎、手指及四肢震颤等。
20世纪50年代日本出现的“水俣病”就是汞污染导致的。口服汞或其化合物可引起汞急性中毒,在食用其数十分钟内可引起急性腐蚀性口腔炎和肠胃炎。患者口腔及咽喉灼痛,并伴有恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,严重者可导致周围循环衰竭和胃肠道穿孔等。
鱼贝类食品是汞的主要可能污染食品。当含汞废水排入水体后,水中的无机汞在重力的作用下伴随颗粒物沉淀到海底或者河底的污泥中,污泥中的微生物通过体内的甲基谷氨酸转移酶的作用,使无机汞转变为能溶解于水的甲基汞或者二甲基汞,渗入到水中浮游生物体内,鱼贝类生物通过摄取浮游生物从而摄取并富集汞。
实验室检测中,可用原子荧光光谱分析法、冷原子吸收光谱法及二硫腙比色法对总汞含量进行测定;用气相色谱法对甲基汞含量进行测定。
二
铅
铅是一种蓝白色、柔软、延性弱、展性强、有毒的重金属。铅对环境污染很大,一旦排入环境,无法降解,其毒性能够长时间保持。
急性铅中毒可导致胃疼、头痛、颤抖、神经性烦躁突触数量降低,严重者可导致死亡;慢性铅中毒主要影响大脑和神经系统,对人体危害较大,尤其对儿童危害更为严重,儿童处于生长发育阶段,许多器官尚不成熟,解毒功能不完善,对铅较为敏感。血液中铅含量超标的儿童在智力、说话能力、记忆力和注意力等方面均会受到影响。
在室外,汽车尾气排放及工厂排污会造成较高浓度的铅污染;在室内,含铅的装饰品、煤及其制品以及二手烟为主要的铅污染源。在人们日常饮食生活中,水生贝壳类动物食品相对铅含量可能较高。此外,接触食品的管道、容器、包装材料、器具、涂料等含有一定量的铅,与食品接触时,可能引起铅由容器、管道向食品中迁移,造成对食品的间接污染。实验室检测中,可用原子吸收法对铅含量进行测定。
三
砷
砷并不是典型的金属,它是一种类金属元素,主要以硫化物的形式存在,主要是黄砷、黑砷、灰砷三种形式。砷无臭无味,有剧毒,常见的化合物为三氧化二砷(砒霜)和五氧化二砷。砷及其化合物对昆虫和细菌类有极大毒性,故可以用作农药。然而,过量地使用则会导致土壤中砷残留量过高,致使农作物中砷含量超标,通过食物链对生物体及人体产生危害。一般而言,无机砷毒性高于有机砷;三价砷毒性高于五价砷。
砷中毒主要分为急性中毒、亚急性中毒和慢性中毒,急性中毒主要表现为咽喉干、痛、灼烧、恶心、呕吐、腹泻、水样粪便、中毒至休克、甚至死亡;亚急性中毒主要表现为多发性神经炎,四肢疼痛、麻木、肌肉无力、皮肤潮红或红斑等;慢性中毒表现为食欲不振、恶心、呕吐、便秘、腹泻、贫血等。
在食品生产加工过程中,食用色素、葡萄糖及无机酸等化合物质地不纯的话,就可能含有较高量的砷而污染食品。实验室中,常用原子荧光法及电感耦合等离子体质谱(ICPMS)对食品及化妆品中砷的含量进行测定。
四
铬
铬为白色金属,质地硬,耐腐蚀,在其化合物中,铬的化学价一般为+2、+3、+6。三价铬是人体必需的元素,对人体健康有益,而六价铬对人有剧毒,并易被人体吸收且在体内蓄积。
六价铬对人体的危害主要表现为慢性毒害,它可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体,在肝、肾中积蓄,并能引起咽炎、鼻炎、支气管炎等。
不同食品中铬含量差别很大,肉类,特别是肝脏、豆类、酿酒酵母、坚果类食品铬含量可能较高。实验室中,常用火焰原子吸收法、二苯碳酰二肼光度法、硫酸亚铁铵容量法等测定铬元素含量。
五
镉
镉是银白色有光泽的金属,有韧性和延展性,毒性较大。被镉污染的空气、土壤和食物对人体危害严重,且在体内代谢较慢。曾在日本出现的“骨痛病”和近几年我国出现的“镉大米”就是镉污染引起的。
镉中毒分为急性和慢性两种,急性镉中毒主要由于吸入所导致,经过4-10小时的潜伏期,患者出现咳嗽、胸闷、呼吸困难、肌肉和关节酸痛等症状,严重者出现肺水肿和心力衰竭;慢性中毒表现为嗅觉减退、鼻粘膜溃疡、食欲减退、体重减轻、高血压等。
在人们日常生活中,不同食品被镉污染的程度差异很大,动物性食品中,海产品和动物内脏中的镉含量相对较高;植物性食品中,甜菜、洋葱、豆类、萝卜镉污染相对较重。实验室中,常用原子荧光光谱法、原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法和阳极溶出伏安法等对镉元素进行测定。
撰稿人/张隆龙
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