原子吸收分光光谱分析在粮油食品检测污染物中的运用

1 原子吸收光谱法基本原理

原子吸收光谱技术利用气态原子对特定波长光的吸收特性实现元素定量检测。其核心机理在于：当光束穿过样品蒸汽时，被测元素的基态原子会选择性吸收其特征谱线，导致入射光强度衰减，这种衰减程度与样品中目标元素浓度存在线性关系，从而可直接测定元素含量。该方法具备多项技术优势：检测限极低、抗干扰能力强、适用元素范围宽、测量准确度高，如冷原子吸收技术对汞的检出限可达 0.01 微克。现有三种主流原子化系统：火焰雾化装置、电热石墨炉系统及氢化物发生装置。特别值得注意的是，石墨炉原子化器作为典型的非火焰加热设备，其工作原理是通过大电流（可达数百安培）作用于高阻抗石墨管，产生 2000-3000℃的瞬时高温，促使管内微量液体或固体样品迅速汽化并解离为原子态。

2 原子吸收分光光谱法的类型

2.1 火焰光谱法

在原子吸收光谱分析技术中，火焰法因其操作便捷性而成为主流选择。实验数据表明，该方法不仅重现性优异，且具备良好的检测限表现。特别是在食品中重金属元素测定方面，火焰法展现出显著优势。然而必须注意的是，热力学参数对测定准确性存在显著影响。根据量子统计力学原理，高温环境会导致基态粒子布居数下降，同时使激发态粒子浓度上升，这将直接影响吸收信号的测量精度。因此，严格控制燃烧系统的热力学条件，是实现可靠检测数据的关键前提。

2.2 氢化物发生光谱技术

20 世纪 60 年代后期，国际学术界首次提出了氢化物光谱分析技术。该技术的关键在于对检测样本进行特殊处理，使其维持稳定的原子形态并生成特定氢化物化合物。通过光谱成像分析，能够有效识别样本中的重金属成分。在实施过程中，需要构建特定的反应体系，例如添加还原性物质以确保化学反应正常进行。这项技术不仅能有效分离样本中的重金属组分，还可以降低不同元素间的相互干扰，显著提升检测数据的准确性。

2.3 石墨炉原子吸收光谱技术

在食品重金属检测领域，石墨炉原子吸收光谱技术占据主导地位。该方法采用石墨材质制作的管状或杯状原子化装置，通过电流加热实现原子化过程，进而完成对样品中重金属成分的精确测定。针对粮油类食品污染物的分析，该技术尤其适合低浓度重金属元素的定量检测。需要指出的是，尽管该方法在痕量重金属检测方面表现优异，但仍存在若干局限性：操作步骤繁琐耗时；可检测元素种类有限；与火焰原子吸收法相比，其分析成本相对较高。

2.4 冷原子吸收光谱法

在食品安全检测领域，重金属分析常采用冷原子吸收光谱技术，然而该方法存在明显的应用限制，仅适用于汞元素的测定。其工作原理是通过向待测样品中加入特定还原剂，将样品中的汞化合物转化为游离态汞原子，随后将气态汞与载气混合导入分析仪器，利用 253.7nm 特征波长进行定量分析。值得注意的是，该方法在重金属检测过程中易受多种实验条件干扰，导致测量数据出现偏差。为确保检测结果的可靠性，检测人员应当根据实际检测需求，合理选用检测方案，必要时采用多种方法进行交叉验证，从而有效提升食品安全监管水平。

3 原子吸收分光光谱法在粮油食品检测污染物中的应用

3.1 检测粮油食品药物和重金属

在农作物栽培环节，生产者常借助污水灌溉和化肥、农药来改善产品性状或防治病虫害。按照规范使用的合格农用化学品不会含有危害人体健康的成分，但若出于利益考量违规长期或过量使用含镉的农药和化肥会导致土壤中镉的积累，将导致农产品中化学物质超标，对食用者造成潜在健康风险。多项检验数据表明，叶菜类、谷物及其制品中重金属现象较为普遍，其中以镉元素的毒性最为显著，故需重点监控其含量水平。研究人员采用原子吸收光谱技术对稻谷样本进行镉残留分析，国标限量浓度为0.2 毫克/ 千克，线性相关系数达0.995，方法检出限低至 0.002 毫克 / 千克。该研究表明，原子吸收光谱法在重金属检测领域具有显著优势，能够提供可靠的定量结果。

3.2 检测酒水饮品的重金属元素

为确保饮品风味品质并提升经济效益，生产商普遍会在产品中添加各类食品添加剂。然而在实际操作过程中，若添加剂使用不规范，极易引发重金属含量超标问题，对人体健康构成潜在威胁。当前我国已针对酒类及饮料产品的重金属限量标准作出明确规定，其中原子吸收光谱分析技术能有效测定饮品中的重金属含量。以白酒中铅元素检测为例，普遍采用石墨炉原子吸收法，该方法通过石墨管高温处理使待测物质原子化，改变其物理状态以满足分析需求，随后利用光谱照射技术，通过测定特征光谱的吸收与发射强度，最终准确测定白酒样品中的铅含量。同时还需对铅含量指标进行复核检测与严格管控，杜绝不合格产品流入消费市场。

3.3 检测粮油食品添加剂

通过原子吸收光谱技术对食品添加剂进行测定能够有效确保分析数据的可靠性。在实际应用中，为改善食品的感官品质，通常会添加符合食品安全标准的磷酸，这种物质不仅能改善食品的质地结构，还兼具调节酸味和补充矿物质的功能。实验研究表明，在食品级磷酸的制备过程中，若原料工业磷酸中含有亚砷酸盐和砷酸盐成分，且后续纯化工艺存在缺陷，极易导致最终产品中总砷含量超出安全限值，对食用者造成潜在健康风险。为此，研究人员专门开展了食品磷酸中砷元素的检测工作，采用原子吸收光谱分析技术进行系统测试，最终测得该方法的相对偏差为 4.9% ，重复性误差控制在 10.0% 以内，完全满足食品添加剂检测的精度标准。

3.4 检测粮油食品的微量元素

采用原子吸收光谱分析技术对粮油制品中的锌元素进行测定，数据显示海产类及谷物类食材含锌量最为丰富，禽蛋类次之，果蔬类相对较低。在开展食品微量元素分析时，必须配备高精度的检测仪器，否则难以获得可靠数据。目前普遍采用火焰原子吸收法，该方法除可测定锌元素外，还能同步检测铜、铁等多种金属元素。然而该方法存在明显不足，无法对不同类别食品的微量元素含量进行横向对比，虽然检测精度较高，但实际应用价值有限。针对食品表面检测，例如水果表皮分析，运用原子吸收光谱技术不仅能准确测定表层微量元素含量，还可实现多样本间的对比研究，所得数据既可用于食品安全评估，又能为农作物品种改良提供参考依据。

结论

总体来看，现代食品检测技术持续进步，其中原子吸收光谱分析法凭借其操作便捷、检测精准的优势，在粮油食品安全监测领域占据重要地位。实际操作过程中，该方法容易受到多种变量干扰，通过合理运用改良试剂和分解助剂能够显著降低这些干扰效应。基于此，检测机构及专业人员需要不断优化检测流程，结合多种技术手段进行综合分析，从而确保检测数据的可靠性，最终实现为消费者提供优质安全食品的目标。

参考文献：

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