有机磷、有机氮及氨基甲酸酯类农药残留

毛细管气相色谱法快速检测粮谷中的有机磷、有机氮及氨基甲酸酯类农药残留（1云南省农药检定所，昆明 650094，2云南大学，昆明，650091）摘要：建立了粮谷中（8种有机磷、3种氨基甲酸酯、3种有机氮）的气相色谱氮磷检测器的分析方法，试样用超声波丙酮提取，硅镁吸附剂净化，丙酮定容，GC-NPD测定。结果表明，该方法简单、快速，灵敏度高、分离度好，14种农药的方法的最低检出限在0.24-1.98 g/kg之间，平均添加回收率：71.4%-117.2%之间，变异系数小于11.6%,此方法是一种快速有效的检测方法，已成功应用于粮谷试样中痕量农药残留分析。关键词：毛细管气相色谱 有机磷 有机氮 氨基甲酸酯 农药残留Abstract：An analytical multi-residue method for simultaneous determination of 14 pesticides (8 organophosphorus，3 carbamate，3 organonitrogen)is developed. Pesticides were extracted from grain with acetone in an ultrasonic bath and cleaned up on a Florisil column, then were determined by GC-NPD. The results showed that the method is simple, practical, sensitive and selective, the detection limit of the method was 0.24-1.98 g/kg, the average recoveries ranged from 71.4% to 117.2%, while the relative standard deviations were less then 11.6%.Finally,the method was rapid and practical and successfully applied to the determination of pesticides in grain samples.Keywords: capillary gas chromatography；organophosphorus ；organonitrogen；Carbamate；pesticides residue有机磷、有机氮和氨基甲酸酯是我国各地区应用较为广泛的三类农药，其组分的残留物对大气、土壤、水体、食品的污染以及对人体的危害已经越来越多的引起人们的关注。近年来，关于有机磷、有机氮和氨基甲酸酯类农药多种残留组分分析的报道，国内外研究报道较多，在这些研究报告中，较为常用的仍然是气相色谱专属性检测器1，且一种检测器多针对一类或者两类农药残留，如：气相色谱-电子捕获检测器（GC-ECD）分析有机氯及拟除虫菊酯类农药残留2-3、气相色谱-氮磷检测器（GC-NPD）分析有机磷及有机氮类农药残留4-5，气相色谱-氢火焰离子化检测器（GC-FPD）分析有机磷类农药残留6；多类农药残留的分离分析方法具有快速、简便、检测对象多的特点而日益受到重视，是近年来农药残留分析发展的必然趋势。 根据上述情况，建立了GC-NPD分析粮谷中有机磷、有机氮和氨基甲酸酯等三类农药残留的方法，一次分析只需14min, 完全能满足快速分离分析的要求，方法的精密度、准确度及最低检出限也能满足农药残留分析的要求。1试验部分1.1 仪器及设备日本岛津GC-2010气相色谱仪，其中包括FTD-2010火焰热离子化检测器，AOC-20i自动进样器, WBI-2010进样口，GC solution工作软件, 北京东方精华苑科技有限公司（空气发生器SGK-2LB和氢气发生器SGH-300），分析柱为Rtx-1701（30m*0.32mm*0.25um）。BUCHI R型旋转蒸发仪，北京医疗仪器修理厂离心机，天津奥特赛恩斯AS3120型超声波清洗器，梅特勒-托利多AB104-S分析天平。1.2 试剂及药品农药标样（甲胺磷、久效磷、毒死蜱、乐果、水胺硫磷、仲丁威、异丙威、克百威、三唑酮、噻嗪酮、烯唑醇）来自国家农药质量监督检验中心，对硫磷、甲基对硫磷、三唑磷（Augsbury Germany）硅镁吸附剂60-100目（上海化学试剂厂），650灼烧4小时，用前140烘3个小时，备用。无水硫酸钠（分析纯）650灼烧4小时，干燥，备用。丙酮（分析纯 重蒸）1.3标准溶液的配制分别准确称取50mg (精确到0.1mg)的农药标准品，用丙酮定容至50ml得到1mg/ml农药单标标准溶液。根据FTD对各种农药的响应，决定其混合标准溶液的浓度，甲胺磷（0.02mg/ml）、久效磷（0.02mg/ml）、三唑磷（0.02mg/ml）、对硫磷（0.02mg/ml）、甲基对硫磷（0.02mg/ml）、水胺硫磷（0.02mg/ml）、毒死蜱（0.02mg/ml）、噻嗪酮（0.02mg/ml）、烯唑醇（0.02mg/ml）、三唑酮（0.02mg/ml）、仲丁威（0.02mg/ml）、异丙威（0.002mg/ml）、克百威（0.02mg/ml）、乐果（0.01mg/ml）。1.4 样品前处理称取过40目的样品5.0g(精确到0.01g)于100ml玻璃离心管中，加入3.0g无水硫酸钠，40.0ml丙酮，超声提取20min，离心5min(3000r/min),将上层清夜转入250ml的圆底烧瓶中，再次向离心管中加入40.0ml丙酮，超声提取20min,离心5min(3000r/min),两次的提取液合并于250ml圆底烧瓶中，旋转蒸发仪（40）浓缩近干，用正己烷：乙酸乙酯=1：1（V/V）定容至5ml,过柱（层析柱中依次装入2cm无水硫酸钠，5.0g硅镁吸附剂，2cm无水硫酸钠），用40ml正己烷：乙酸乙酯=4：1（V/V），正己烷：乙酸乙酯=1：1（V/V），40ml正乙烷：乙酸乙酯=1：4（V：V）依次淋洗，将滤液在旋转蒸发仪（40）浓缩浓缩近干，用丙酮定容至2ml，用0.45m的过滤器过滤，待测。1.5 色谱条件分析柱为Rtx-1701（30m*0.32mm*0.25um）,载气He，柱流量为2.20ml/min，分流进样，分流比为5：1，气化室温度为240。C；升温程序为：70 (0.1min)-39/min-210（1.0min）-5/min-260（3.0min）；检测器温度：290，保持恒流状态，电流：2.0pA,尾吹气(He) ：30ml/min,氢气：3.5ml/min,空气：145ml/min；进样量：1ul。2结果及讨论2.1提取溶剂的选择实验选择常用的提取溶剂：丙酮、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷，通过加入标准溶液到空白样品中，比较其添加回收率，选择适合提取14种农药萃取剂，结果表明，乙腈较差，二氯甲烷和乙酸乙酯差不多，但是都劣于丙酮，最后选定丙酮作为提取溶剂。2.2氢气流量的选择实验采用氮磷型操作，喷嘴不接地，空气和氢气流量较小，空气流量一般小于150ml/min,空气流速太大，电离源表面温度降低，输出信号相应降低，而氢气流量增加，可以增加电离源表面的温度，使相应迅速增加，但必须小于喷嘴点火流速，否则NPD就变成FID，失去了对N、P的选择性7。实验中比较了氢气流量为1.0ml/min,1.5ml/min,2.0ml/min，2.5ml/min，3.0ml/min，3.5ml/min，4.0ml/min标样的色谱图，当氢气流量为3.5 ml/min后，所有分析的农药的峰面积不再下降，最终选择3.5 ml/min作为氢气的流量。2.3线性范围、标准曲线方程、相关系数及方法的最低检出限 实验用1mg/ml的单标标准溶液分别配制得到5g/ml、10g/ml、20g/ml、50g/ml、100g/ml不同浓度的混合标准溶液，采集GC-NPD的色谱图，在5g/ml-100g/ml线性范围内，标准曲线方程及相关系数见表1。 方法的最低检出限按取样量为：5.0g，定容体积为：2.0ml，进样量为：1.0uL，S/N3，噪音由仪器噪音和试样基体的空白噪音组成，14种农药的最低检出限见表1。表1.标准曲线方程、相关系数及方法的最低检出限Tab.1-The regression equation ,correlation coefficient and the limit of detection of the method农药名称标准曲线方程相关系数最低检出限（g/kg）MethamidophosY= 64408X+ 913370.99980.24ChlorpyriphosY= 95509X+ 2971050.99910.45DimethoateY= 146567X + 10000000.99920.18MonocrotophosY= 50769X + 472400.99920.32TriazophosY= 102780X + 1835470.99920.58ParathionY = 95055X + 3680170.99960.43Parathion-methylY= 101322X + 3838430.99900.67FenobucarbY=15060X0.99931.25IsoprocarbY = 16580X- 265340.99921.64CarbofurbY= 15084X - 158180.99961.87IsocarbophosY = 71732X + 2E+060.99930.72BuprofezinY= 63821X - 612230.99931.26DiniconazoleY = 39079X - 219340.99951.98TriadimefonY = 34699X + 202740.99950.932.4添加回收率及精密度 实验选用了具有代表性的云南本地米、面粉两种粮谷样品，对14种农药添加了 4mg/kg ，10 mg/kg两个浓度水平进行添加回收率实验，每个浓度做5次重复，每批样品做一个空白，两种检测方法的添加回收率及精密度见表2。表2.方法的添加回收率和精密度Tab.2-The recovery and precision of method 名称添加浓度（云南米）mg/mg回收率%变异系数%添加浓度（面粉）mg/kg回收率%变异系数%Methamidophos410105.898.37.645.89410104.687.33.265.23Chlorpyriphos410105.798.36.946.39410100.197.78.428.59Dimethoate410117.2103.45.638.43410104.496.68.979.73Monocrotophos410103.2106.47.469.8541094.1100.96.354.32Triazophos410100.997.88.327.48410104.1101.89.8710.2Parathion41096.597.68.744.6341096.9104.110.88.63Parathion-methyl410101.9104.59.644.62410102.991.54.588.64Fenobucarb 41072.574.96.347.9841080.283.45.867.48Isoprocarb41071.473.66.386.7941085.988.54.596.98Carbofuran41087.589.29.818.5341089.287.18.567.64Isocarbophos410101.9104.59.644.62410102.991.54.588.64Buprofezin41084.687.210.638.4341080.987.610.211.6Diniconazole41082.686.58.947.6541080.680.411.59.8Triadimefon41088.486.35.2311.5641085.286.36.987.61结果表明，添加回收率在71.4%-117.6%之间，变异系数都小于11.6%，完全满足农药残留分析的要求。2.5 标样及试样色谱图 在市场上随机购买云南米、泰国米、稻谷、面粉等四种试样，按照1.4和1.5的前处理方法和色谱条件，分析出稻谷中甲胺磷残留量为：4.15ug/kg,久效磷为：4.97 ug/kg，其余农药均为检出。14种农药标样的色谱图（A）及稻谷空白试样色谱图(B)见图1。图（A）14种农药标样的色谱图图(B) 稻谷空白试样色谱图Fig.1-（A）The chromatogram of mixed standard solution of 14 pesticides ,（B）The chromatogram of blank flour峰（A）：1、Methamidophos，2、Isoprocarb，3、Fenobucarb，4、Carbofuran，5、Monocrotophos，6、Dimethoate，7、Chlorpyriphos，8、Parathion-methyl，9、Triadimefon，10、Parathion，11、Isocarbophos，12、Buprofezin，13、Diniconazole，14、Triazophos3 讨论 从图1（A）可以看出，甲胺磷、久效磷等极性较大的有机磷类农药有拖尾现象，这可能跟氮磷检测器白色銣珠有关，白色銣珠虽然对N、P有很好的选择性，但是进样口温度仅为240，并采用程序升温，导致部分农药没有完全燃烧，建议采用黑色銣珠，或者采用细内经的喷嘴，能解决上述问题。 4结论本文借助GC-NPD技术，建立了粮谷中三类14种农药残留的快速分离分析方法，并通过添加回收率、线性回归方程，多次平行测定、最低检出限等，证实了方法的可行性，适合在实践中推广使用。 参考文献1Torres C M Pico Y Redondo M J J, Matri solid-phase dispersion extraction procedure for multiresidue pesticide analysis in