青岛市海洋发展局 王桂青

重金属污染是指人类活动导致重金属排放入环境中，致使环境中的重金属含量远高于原有浓度，从而对人类健康造成潜在或现有的威胁。重金属污染主要产生于工业活动、交通、生活这三个途径，如金属开采和冶炼、能源和燃料生产、化肥和农药工业及应用等，这些重金属一旦进入环境，就会累积在土壤和水产品中，通过食物链的富集，被人体摄入，从而对人体健康造成危害，重金属污染一旦产生，其治理难度大，潜在危害巨大。

食品安全是人们最基础的安全需求，在食品安全危险中，重金属污染最严重的危害是重金属超标的食物或者水被摄入到人体后，重金属物质通过食物链在体内累积，当其含量达到一定程度后会损害神经、心肺、肝脏及内分泌等系统，甚至会引发癌变。

一、重金属污染概述

重金属是指密度大于5.0g/cm3的金属，砷(As)、硒(Se)是非金属，但它们的毒性、性质与重金属相似，也属于重金属。作为环境不可分割的一部分，重金属在自然界中无处不在，一些重金属是生物体必需的微量营养素，这些元素的缺乏会使得健康人致病。然而，过量摄入这些元素也可能对健康产生不利影响，铅(Pb)和汞(Hg)是神经毒素，主要通过海鲜、蔬菜和粮食摄入，Hg在环境中具有累积性和毒性，主要存在于鱼类产品中，长期食用高水平Hg对中枢神经系统可以产生永久性损害;研究表明，低水平接触Hg也可导致组织器官受损。在人体中，Pb中毒的主要靶器官是中枢神经系统，少量便可导致严重的疾病，如神经系统功能障碍、贫血、生殖功能障碍、发育障碍等。镉(Cd)的靶器官可能为肺部、肾脏、乳房和前列腺，Cd具有致癌、神经毒性和氟醚毒性，会导致骨骼紊乱、肝脏损伤、心血管疾病、性腺功能障碍，并破坏体内的矿物质平衡。As具有致癌、神经毒性(听力障碍)和遗传毒性作用，并引起心血管疾病、周围血管疾病、贫血和生殖系统功能障碍，无机砷(i－AS)可引起皮肤癌、膀胱癌和肺癌。重金属离子往往会在生物体内积聚。与其他污染物不同，重金属离子不易降解，可通过食物链在人体内富集。Cd、Pb、Hg、As等在较低的浓度下具有较强的毒性。由于重金属离子对环境和人类健康有严重影响，所以其检测技术一直是关注的焦点和研究热点。

二、水质检测分析中重金属检测技术应用意义

由于目前水产品污染问题日益严重以及水资源浪费等因素。使得很多地区出现了不同程度上水体富营养化现象，因此需要对国内外检测分析工作进行分析研究并且提出合理建议以供参考借鉴，同时结合具体环境情况来设计出符合我国实际国情的重金属污染物监测方案及方法,以便能够有效地防止水产品中污染物超标和水产品恶化带来的危害性事件发生。

水产品检测分析中重金属检测技术应用意义重大,它不仅能够为检测工作提供参考依据,还能有效地预防重金属污染事件发生。随着我国经济的快速发展,环境污染问题也日益严重,尤其是重金属污染物对人类以及其他生物造成了极大危害，因此有必要加强对水产品检测分析工作。针对目前我国对于水产品中重金属含量研究较少且不够深入的现状提出合理化建议和处理方案以及未来工作方向。

三、水产品中重金属污染现状

（一）重金属的主要来源

水产品当中的重金属含量超标，在很大程度上与现代社会城市化发展进程有着密切关联，有两大主要原因，一是外界因素导致水质受到了比较严重的污染，这对于水产品养殖带来了极为不利的影响。二是养殖本身的问题。在实际的水产品养殖过程中，需要向水源中撒入大量的肥料、药物等，在一定程度上也会使得水资源受到影响。如果长期处在这样的环境当中，重金属污染会进一步在水产品中蔓延。此外，如果在相对特殊的自然环境中，出现了比较严重的重金属污染现象，也很有可能是因为土质本身就含有大量的重金属元素。

（二）重金属的主要种类与危害

最常见的是铅元素。铅元素主要来源于工业产品，工业废水的随意排放，以及受到雨水冲刷的影响，都会直接影响到水产品质量。含有大量铅元素的水产品一旦进入人体，会直接影响心血管系统、泌尿系统、消化系统、生殖系统等。长期食用铅元素含量过高的水产品，也会导致人体免疫系统能力下降，对人民群众的身体健康带来了严重的威胁。

（三）汞元素在水产品中也是比较常见的重金属

汞元素大多数都是来自煤炭燃烧、仪表电气等制造，经常会因为工业废水的不合理排放而导致水质污染。水中的厌氧生物能够很好地将无机汞转化成为含有剧毒的甲基汞。由于这种甲基汞有着强大的脂溶性特点，在水生生物生长过程中，吸收大量营养成分，对于最终的食物链转移也带来了不利的影响。如果汞元素长期在水中活跃，会使得每一个水生生物中都含有一定成分的甲基汞，会对人体的健康状况带来威胁。由于汞元素对人体是一种慢性的损害，大多数都是经过日积月累而导致最终身体机能下降，大多数表现在神经受损、肌肉运动不协调等，严重的还会出现中枢神经汞中毒的病症。

四、水产品中重金属污染的主要检测技术

（一）电感耦合等离子体发射光谱

该方法在检测时，每一种样品都需要通过大量的雾化方式，保证离子体能够进入相应的管道中。如果长期处在相对高温的环境当中，就容易出现气体蒸发、雾化、原子化、电离等现象。因此，应该分析与研究其中不同形态的光谱线，为重金属含量的精准测定奠定更为完善的基础条件。电感耦合离子体发射光谱方式适用于恒量以及常量元素的分析。

（二）电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法是在氩气的传导下，推动水溶液当中气溶胶的形成，让其能够在经过离子体的过程中，更好地形成离子化现象。在不同强度的离子运行环境下，通过详细的数据计算，能够了解到电子脉冲在水产品中的基本形态。电感耦合等离子体质谱法能够分析数据变化情况，保证动态线型范围能够在一定的空间内，减少其中不利因素出现的可能性。该方法的优势主要表现在外界干扰因素较小、数据分析的速度较快、线型范围比较广泛。

（三）电化学分析法

该方法能够从电极、溶液内的化学性质等层面上进行详细分析，其中最常见的电化学分析法就是伏安法和极谱法。这两种方法在实际的电解过程当中，都能够很好地对电流、时间曲线、电位等进行详细分析，提升污染检测的整体效率。极谱法是通过表面上周期更新的方式对电极进行合理划分，伏安法则是通过吸附溶出、阴极溶出等方式。

作为水产品检验中的常用方式，电化学法在企业生产中的应用极为广泛，其能有效测定污水中的重金属元素。从水质检验过程来看，水体遭受重金属污染后，水产品中金属元素的组成不同，且不同元素的电化学性质具有较大的差异，基于电化学法可以检验水中重金属元素的电化学性质，便于对重金属元素进行准确判断。使用电化学法检验水中重金属元素时，首先应注重水源的规范取样，然后将取样水放入化学池，在设置好相关测试参数后，即可规范开展检验工作。相比于其他检验方式，电化学法本身具有操作简单的特点，而且检验周期较短，能有效满足对铜、镍等重金属元素的测量需要。现阶段，除极谱法与离子选择性电极法外，溶出伏安法也是电化学检验水中重金属污染的重要方式。其中，极谱法与离子选择性电极法需要在试样消解后，在酸性介质条件下进行污染离子电活性的检测，最后，通过示波极谱仪记录峰电流，这样即可完成水中重金属的有效检测。要注意的是，该方法虽然具有较高的检出限，但其重现性效果较差，故而还需对检验方法进一步优化。溶出伏安法在测试灵敏度方面具有突出优势，并且抗干扰能力良好，该方法的应用范围极为广泛，其能实现铅、锌、镉等元素的有效检测。

（四）原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是目前测定水产品中重金属的常用方法。其基本工作原理是金属材料中随机激发的原子对同震辐射源进行消化吸收，根据其消化吸收程度可以测定元素的种类和含量。一般来说，原子光谱图的绘制有3种关键方法，即氢化物发生法、高纯石墨炉法和火焰法。

氢化物生成方法基于以下事实：化学元素氢化物在室温下为蒸汽，且耐热性较差。在检测过程中，通常使用稀有气体作为介质。首先，将金属氢化物引入石英加热管，然后使用氧化剂产生化学变化，使金属氢化物发生分解反应。最后，根据原子的特性，通过发送数据信号来完成检测。高纯石墨炉法利用连续高温来提高原子温度。相应的原子转化曲线是一条具有最高值的变化曲线。可根据每个周期的温度和维护持续时间分析相应的元素。火焰法使用电子阴燃将试验对象的水溶液喷射到点火头中。在持续高温下，试验对象可能会干燥和易怒，然后会发生热开裂和恢复。此时，随机激发的金属材料原子将消化吸收同震辐射源，完成测量。这三种测试标准各有优缺点。采用火焰法测量时，砷、铅、铁、硒等因素的最佳分析线位于近紫外光区，极易引起环境消化吸收，从而对检测精度造成影响。然而，当化学元素的最佳分析线较远时，整个研究过程相对简单，速度较快。高纯石墨炉法加热速度快，在稀有元素检测中具有很大优势。氢化物发生法更适合检测具有最佳分析线间距的因素。

（五）生物化学分析法

目前，生物化学分析法可分为豁免分析法和酶分析法两种。前者是高度敏感的，后者是高度选择性的。根据抗原体与抗原体之间的相互作用，进一步检测营养元素和重金属。其原理是将重金属正离子与其对应的络合正离子紧密配合，生成空间规划，然后将抗原体或抗原体安装在结构类型中，使它们之间产生非特异性反射，然后进行定性研究。该方法的主要内容是混合重金属正离子和复合正离子是否能产生速度特异性抗体。如果无法检测到，则表示此方法无效。此外，酶分析法是指工人将重金属正离子与处于酶反应中间位置的琉球基团结合，从而使酶反应核心的特征和框架发生一定的变化。同时，可以改变其他化合物的电导率、铬黑T色调和pH值，进行相应的定性分析。

（六）重金属荧光分析检测法

重金属荧光分析法是针对荧光燃料对环境的污染而开发的一种重金属检测技术。根据相应的光源机器和设备，指示待检测的水质，水产品中的重金属化学物质会发出不同的光，从而判断水中重金属的类型和含量。该过程主要用于检测受荧光环境污染的自然环境水质。采用此方法后，水产品中的荧光浓度将增加，并将提供必要的光源机械和设备。因此，尽管技术检测准确高效，但在自然环境水质检测中仍很少使用。由于在整个检测过程中必须向水产品中添加一定量的荧光物质，检测本身也存在一定的污染性。

（七）光谱法

步入新时期以来，光电技术获得了快速发展，在其中，光谱法作为一种全新的检验技术在水产品重金属污染中得到了广泛应用。从本质上讲，光谱法属于光学技术，其不仅包含原子吸收光谱法、原子发射光谱法，而且涉及原子荧光光谱法。采用原子吸收光谱法能实现水产品情况的高效检测。现阶段，水产品重金属污染状况较为明显，除铅、汞等元素外，镉、镍、铜等都是极为重要的重金属污染类型。这些重金属元素会使人体发生中毒反应，威胁人体的生命健康。在原子吸收光谱法应用中，依托光谱技术，在APDC和MIBK的支撑下可实现水产品中重金属元素的有效萃取，这对于重金属元素的检验具有积极作用。现阶段，原子吸收光谱法在铅元素检验中的应用较多，在汞元素检验中，还应在光谱法应用的基础上，结合使用滤膜技术完成检验。基于原子发射光谱法进行水产品检验时，能实现被激发离子发射特征光谱的有效检验，而且能深层次分析谱线强度与元素含量之间的比例关系，这对于水产品中重金属元素的量化检验具有积极作用。要注意的是，该方法在具体应用中对设备的要求较高，整体操作成本将大大增加。作为一种先进的分析方式，原子荧光光谱法能在辐射作用下，将荧光发射初期，从作用机理来看，其在具体测量中需要基于特定频率辐射使得待测元素产生特定荧光，最后，通过对荧光强度的检测即可实现待测元素含量的检验。从整体检验效果来看，该方法检验过程灵活，操作简单，具有较高的灵敏性。

（八）流动注射分析法

该方法是将一定数量的合格试样以一定的流速引入流动性承重物体中。只有样品以反射面为基础，介质及其试件才能大范围集成，进行大范围的合成，介质和样品检测试剂产品可以通过一定的检测器排出，从而进一步地精确测量，相关管理人员可以根据统计有机化学提供的数据信号进行准确的定性研究。该方法使重金属检测技术趋于自动化技术，不仅可以进一步提高效率，而且可以解决制冷、加热等更复杂的操作过程控制模块。检测完成后，工作人员将其注入流路系统进行非平衡检测和验证，从而在很大程度上提高分析速度和准确度，从而合理减少对实验试剂的需求，防止过度消耗。

（九）电位分析法

主要就是针对电池自身的电极、动能等进行详细的测试与分析。电位分析法是通过对溶液进行点到值测量，获取相应的离子浓度，这样也能够很好地保证电导法测量的精准与有效性。

五、水产品生存环境中重金属的生物修复

（一）植物修复

植物修复是重要的修复方式。以凤眼莲为例，这种植物在生长过程中含有发达的纤维状根系，能够很好地吸附水中的镉、铬、铜等重金属含量。植物修复方式，对于水产品中重金属含量超标有着全面的经济、技术优势，为净化水环境提供了更为有效的支撑与引导。

（二）动物修复

动物修复是基础的修复方式。很多水生动物都习惯于居住在土壤含量相对密集的地方，而这些地方通常含有大量的重金属元素，这些水生动物也能够吸收以及降解重金属，最大限度去除重金属元素等有毒物质。此外，在有机生物的帮助下，能够改善水产品中富营养化现象，这样也能够极大程度上改善水产品中重金属污染的现象。

（三）微生物修复

随着时代的发展与进步，微生物在重金属的吸附、沉淀等方面发挥重要作用。通过微生物降解方式，真正意义上实现水产品中基本物质含量的合理性，改善重金属含量超标的现象，营造出更加良好的水产品养殖环境。

六、结语

综上所述，重金属污染问题在一定层面上直接威胁着人民群众以及水生物的健康状况。如果长期处在这样的发展环境当中，必然会导致我国水产品质量受到严重制约。水产品中重金属含量超标，在很大程度上与工业污染有着紧密关联，如果想要全面改善这种现象，应该积极地通过现代化的技术手段，通过更为科学、合理的技术检测方式，保证重金属检测的精准与有效性。同时，采取有效的生物修复方式，更好地改善我国现阶段的水产品中重金属含量较高的现象。