研究课题：重金属离子带来的影响与解决方法

1.重金属离子

1.1食品中重金属离子来源

随着全球工业化的不断深入和社会经济的不断发展，人们使用的重金属种类越来越多，数量越来越大，如矿业开采、化学化工、造纸、电器等行业，然而这些重金属大都直接或间接地排放到环境中，从而导致水环境和土壤环境的污染，再通过生物链等途径严重威胁到食品安全及人体健康^[1-2]。重金属污染食品的途径主要有以下几种：

（1）自然地质环境：在一些特殊地质如矿区和火山活动频繁的地区，因为受到这些自然地质环境的影响，导致这些地区土壤和空气中的重金属元素含量要明显高于其它地区，进而再通过生物链作用使得这一地区的动植物食品发生重金属污染 ^[3-4]。

（2）人为的环境污染而造成的原料污染：一些生产企业将重金属超标的废水和废渣直接排放、对一些矿区进行过度开采、农药和化肥的大量使用等，这些都会造成土壤和水环境中的重金属超标，并且这些重金属在环境中不容易被净化。动植物从环境中摄取重金属后，在体内进行生物放大作用，从而导致食品的污染。

（3）食品生产加工、运输和销售过程中的污染：王彩琴等^[5]通过调查和研究发现，在食品生产加工、运输和销售等环节中，对食品污染的途径具有多样性，可以归纳为以下四个方面：①加工设备中所含有的重金属通过加工过程迁移至食品中；②使用工业级添加剂；③使用不达标的包装材料；④使用化学防腐剂等。

1.2 食品中重金属污染对人体健康的危害

重金属元素对人体毒性作用的主要机理是：重金属元素可以与体内酶蛋白上的S-H和S-S键牢固结合，从而使蛋白质变性、酶失去活性、组织细胞出现结构和功能上的损害^[6]。重金属在物理学上指的是指密度大于5g/cm³的金属，在自然界中，重金属元素主要包括铜(Cu)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、镍(Ni)、铋(Bi)、汞(Hg)、锌(Zn)、银(Ag)等45 种。然而并不是所有的重金属元素对人体都是有害的，相反，有些重金属元素却是维持人体生命活动所必须的，如铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)等，在正常情况下这些重金属元素对人体为营养元素，而在人体内的量超过一定限度时才会对人体的健康造成危害。最常见的重金属污染物有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)以及类金属砷等，这些重金属都具有显著的生物毒性，一般通过生物链的生物富集作用而在生物体及人体内达到很高的浓度，并且具有较强的蓄积毒性，进入人体后排出缓慢，生物半衰期很长，常以慢性中毒和远期效应（如致癌、致畸致突变作用）为主^[7]。

2.分离重金属离子的方法

2.1 膜分离（MBR）