（茶学专业论文）茶叶中八氯二丙醚（S421）的残留及其可能的环境影响因子.pdf

浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 摘要 八氯二丙醚，简称8 - 4 2 1 ，或s 2 ，是一种广谱的农药增效剂，对拟除虫菊酯、有机 磷、氨基甲酸酯及有机氯类杀虫剂均有不同程度的增效作用。由于其价廉，它被广泛应 用于农药和蚊香生产中。毒理学研究表明，s - 4 2 1 具有潜在的“三致效应”，对s - 4 2 1 生 产工人的调查也发现有肺癌高发的现象。欧盟及日本茶叶标准中列入了o o l p p m 的八氯 二丙醚标准，8 - 4 2 1 的超标成了我国茶叶出口的一个重要障碍。目前关于八氯二丙醚在茶 叶、茶园土壤或者整个生态环境中的残留，国内外没有详细的报道。本文主要调查8 - 4 2 1 在茶叶及茶园土壤中的残留情况，同时对茶叶中s - 4 2 1 的可能来源之一一加工环境中蚊 香的使用做了一些研究。 我国茶叶中普遍存在8 - 4 2 1 残留，且含量范围在o 0 2 7 0 3 9 4m gk g - 1 之间；不论是 春茶为主的高档名茶，还是夏秋季为主的大宗茶，都含有明显的s - 4 2 1 残留。在目前检 测的茶叶样品中s - 4 2 1 残留值以名优绿茶和乌龙茶为最高，花茶，红茶和普洱茶中的s - 4 2 1 含量相对较低。茶叶鲜叶中的8 - 4 2 1 含量要远远高于成茶中的s - 4 2 1 含量。 茶园土壤中的s - 4 2 1 含量相对较低，范围在o 0 2 1 0 1 6 3m gk 9 1 之间，平均含量为 o 0 4 8 1m gk 9 1 。其它主要农田土壤中也存在着s - 4 2 1 残留，范围在o 0 1 1 0 0 4 9m g k g 1 之问，平均含量为0 0 2 2m g k 9 1 。 在主要农产品粮食和蔬菜中同样也检测到了s - 4 2 1 的残留。大米中的含量高于小麦 面粉和玉米面粉中的含量，其含量达0 1 4 6m gk 9 1 。在供试的蔬菜样品中，叶菜类蔬菜 s - 4 2 1 含量明显高于根菜类蔬菜；生长期短的叶菜毛毛菜中s - 4 2 1 含量最高( o 2 8 2m g k 9 1 ) 。可能由于蔬菜生产过程中大量使用农药所致。 检测的几种市售蚊香中都含有较高的s - 4 2 1 。在蚊香的燃烧过程中，s - 4 2 1 大部分挥 发到空气中或降解，残留蚊香灰中检测不到s - 4 2 1 的存在。通过茶叶对蚊香中s 4 2 l 的 吸附试验，可以推测，茶叶中的s - 4 2 1 除了来源于茶园农药的直接施用外，还可能来源 于加工过程中蚊香使用而引起的空气污染。 关键词：八氯二丙醚；茶叶；残留；蚊香 h l 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 a b s t r a c t o c t a c h i o r o d i p r o p y le t h e r ( s - 4 2 1 ，s - 2 ) ，a sa l le f f e c t i v e ，c h e a p e s ts y n e r g i s t ，w a su s e d w i d e l yi np y r e t h r o i d ，c a r b a m a t o , o r g a n o p h o s p h o r u sa n do r g a n c h l o r i n ep e s f i d d e s ，a n da l s ou s e d w i d e l yi nm o s q u i t oc o i l s i ti sc a r c i n o g e n i c 、m u t a g e n i ca n dm a c r o c c p h a l i c , w h i c hw a sa l s o s u p p o r t o db yt h er e s u l t so fas u r v e yo fl u n gc a n c e rf o rt h ew o o e r si nt h es - 4 2 lm a n u f a c t o r y t h en e wl i m i t e dv a l u eo fs - 4 2 1 ( 0 0 1m gk g - 1 ) i ni m p o r t e dt e ar e g u l a t e db ye u r o p e a nu i l i o n h a v eb c e n i n go r eo ft h ei m p o r t a n to b s t a c l e sf o rc h i n e s et e ae x p o r t a t i o n t h e r ei sn oa n y a v a i l a b l ed a t ao nt h er e s i d u eo fs - 4 2 1i nt e aa n dt e ag a r d e ne n v i r o n m e n t ，e v e ni nt o t a l a g r o - e c o s y s t e m t h 盯e f o r e , t h er e s i d u e so fs 4 2 1i nc h i n e s et e a sa n di ns o i l sf r o mt e a g a r d e n w g l ei n v e s t i g a t e d ，a n dt h ep o s s i b l er o l eo f m o s q u i t oc o i l so nt h ec o n t a m i n a t e do f s - 4 2 1i nt e a w a sa l s od i s c u s s e d t h er e s u l t so fi n v e s t i g a t i o no fs - 4 2 1i nt e as h o w e dt h a tt h er e s i d u e so fs - 4 2 1i nt e aa r c v e r yp o p u l a r , a n dw e r ei nt h er a n g eo f 0 0 2 7m gk 9 1t o0 2 6 5m gk g i a l lt e as a m p l e si n c l u d e t h ef a m o u sq u a l i t yt e a s ，a n dc o m m o nt e a s ，w e r ep o l l u t e db ys - 4 2 1 t h ea v e r a g ev a l u e so f s - 4 2 1r e s i d u e sw e r eh i g h e ri ng r e e nt e aa n do o l o n gt e at h a ni ns c e n t e dt e a s ，b l a c kt e a sa n d p u e rt e a s t h es - 4 2 1c o n t e n t si nf r e s hl e a v e w e r eh i g h e rt h a nt h a ti nm a k e dt e a t h ec o n t e n t so fs - 4 2 1i nt e ag a r d e ns o i lr a n g e df r o m0 0 2 1m g k g - 1t o0 16 3m gk g 1a n d i t sa v e r a g ev a l u e0 0 4 8 1m gk g 1 i tw a sa l s od e t e c t e di no t h e rf a r m l a n ds o i l st h a tw e r ei nt h e r a n g e o f0 0 1 1m g k g - 1 - - 4 ) 0 4 9 m g k 9 1 ，a n d i t s a v e r a g e v a l u e w a s 0 0 2 2 m g k 9 1 t h er e s i d u eo fs - 4 2 1w a sa l s od e t e c t e di na g r i c u l t u r a lp r o d u c t s , s u c ha sg r a i na n d v e g e t a b l e t h ec o n t e n to fs - 4 2 1i nr i c ew a so 1 4 6m gk g 1a n dh i 曲盯t h a nt h a ti nw h e a ta n d c o r n t h er e s i d u e so fs - 4 2 1w 6 1 a - eo b v i o u s l yh i 曲c ri nl e a f - v e g e t a b l e st h a ni nr o o t - v e g e t a b l e s t h eo r d e ro fs - 4 2 lr e s i d u e si nl e a f v e g e t a b l e sf o l l o w s ：m a o m a o ( 0 2 8 2m gk 9 1 1 c e l e r y ( o 1 6 4m gk 9 1 ) c a b b a g e ( o 1 3 6m gk 9 1 ) t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h ea m o u n to f p e s t i c i d e s w a su s e di nv e g e t a b l eg r o w i n g t h e r ea r ch i g h e rs - 4 2 1v a l u e si nm o s q u i t oc o i ls a m p l e sp u r c h a s e di nm a r k e t t h es - 4 2 1 v o l a t i l i z e dw i t hs m o gd u r i n gc o m b u s t i o na n dn os - 4 2 1w a sd e t e c t e di nc o i la s h t h em a k e d t e ac o u l da b s o r bs - 4 2 1i na i rw h i c hc a r r i ef r o mm o s q u i t oc o i lc o m b u s t i o no rf r o mo t h e r s o u r c e s t h e s er e s u l t ss h o w e dt h a t a i rp o l l u t i o nd u et oa p p l i c a t i o no fm o s q u i t oc o i l si nt h e i v 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 a m b i e n c eo ft e am a n u f a c t o r i e sa l s or e s u l t e x li nt e ac o n t a m i n a t e db ys 4 2 l e x c e p tf o rt h e a p p l i c a t i o no f p e s t i c i d ei nt e ag a r d e n k e yw o r d s ：o c t a c h l o r o d i p r o p y le t h e r ：t e a ；r e s i d u e ：m o s q u i t oc o i l s v 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 第一章文献综述 第一节农药增效剂八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的研究进展 s - 4 2 1 ，中文名八氯二丙醚( h i s ( 2 ，3 ，3 , 3 - t r t r a c l d o r o p r o p y l ) e t h e r ，又简称s 2 ) ，其 分子式为c 6 1 6 c 1 8 0 ，化学结构式为图l 所示。分子量3 7 8 ，比重约为1 j 5 4 - 1 6 5 “，沸点 1 5 4 - 1 5 5 c m m h g 。纯度较高的s 4 2 1 ( 9 5 ) 为白色半透明油状液体，工业品s - 4 2 1 多 为淡黄色油状液体，纯度约9 2 左右。s - - 4 2 1 不溶于水，但易溶于乙醇、石油醚、丙酮、 甲苯等有机溶剂中。经实验测定它对拟除虫菊酯类、有机磷、氨基甲酸酯及有机氯类杀 虫剂均有不同程度的增效作用，由于价格低廉，而且相对低毒的特性，使其被广泛地当 作农药的增效剂。在亚洲国家s - 4 2 1 被广泛用在农药及蚊香工业上，而美国，欧盟基本 上禁止在农药和蚊香中使用。我国从上世纪8 0 年代起将其与拟除虫菊酯类农药一起用于 蚊香，目前我国的s - 4 2 1 仍主要用于蚊香产品，也有用于气雾剂、烟剂、烟片、粉剂、 电热蚊香片、电热蚊香液、喷射荆、热雾剂、水乳剂和乳油等产品中，其含量为0 1 2 0 ( 一般为有效成分的2 3 倍) 。已有研究表明，s - 4 2 l 在a m e s 试验中具有致突变 作用，并且在s - 4 2 1 生产工人中发现有肺癌高发的现象【2 9 1 。随着毒理学研究的深入及 人们健康意识的增强，s - 4 2 1 大量生产和广泛使用过程中的一些负面效应尤其是毒性问题 日益引起人们的关注，本文将简要综述s - 4 2 1 的研究情况。 a o 图1 s - 4 2 1 的结构示意图 f i g 1 t h es t r u c t u r eo fs - 4 2 1 1 s - 4 2 1 的生产工艺及危害 在德国和日本，s - 4 2 1 的生产主要采用“一步法”，即以三氯乙烯和聚甲醛为原料 l 浙江大学硕士学位论文 茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 直接合成。而我国生产s - 4 2 1 最初则基本采用“两步法”，即以三氯乙烯、甲醛和三氯 化铝为原料，先合成中间体一氯甲醚、二氯甲醚，然后再合成终产物s - 4 2 1 。在二步法 生产过程中，原料甲醛以及反应过程中的中间产物一氯甲醚、二氯甲醚均是确认的致癌 物质。尤其是二氯甲醚，国际上规定厂房空气中的控制限值为l p p b ，其所致肺癌已被列 入我国颁布的职业肿瘤名单中，因此两步法生产s - 4 2 1 己被禁用。八十年代初，我国 s - 4 2 1 基本上都改为密闭的“一步法”生产。从理论上讲，避免了致癌物的直接暴露， 整个生产过程对生产工人的身体健康不会产生严重的危害。但在对我国无锡某生产 s - 4 2 1 的厂家进行流行病学调查时，发现在该厂生产s - 4 2 1 八年中，1 6 名女工已经发生 肺癌5 人，死亡4 人，细胞病理学诊断3 例为未分化的小细胞肺癌，2 例为支气管上皮 细胞鳞癌【2 】。有此可见，。一步法”的生产工艺同样存在着安全隐患，但国内除无锡该 厂以外，还有浙江长兴中化化工有限公司、江苏兴化化工厂及江苏省苏研农药公司等几 十家公司生产s - 4 2 1 ，却无致癌性报道。国外如日本、德国一直在用一步法生产s - 4 2 1 ， 亦无人类致癌的报道。根据无锡某厂调查病例的特点，以及该厂的生产现场、设备与防 护等情况，推测工人发生肺癌的可能原因有【3 l 引进了国外先进的生产工艺，但未引进 国外先进的生产设备，生产过程中的跑、冒、滴、漏等原因可能会使反应釜内的中间产 物一氯甲醚、二氯甲醚致癌物类物质逸出；原料聚甲醛可以裂解成单体甲醛( 确认的 人类致癌物) ；s - 4 2 1 为潜在致癌物。因此对s 2 的毒性作用研究以及对s 2 生产人群 的进一步监测是迫切需要的。 2 s - 4 2 1 的增效作用 许多研究结梨卅都表明了s - 4 2 1 对农药杀虫剂的增效作用，亢秀敏【7 1 报告，苄呋 菊酯、氯戊菊酯、氯菊酯与s - 4 2 1 混用对家蝇有明显增效作用，共毒系数在1 5 0 2 0 0 之间。溴氰菊醋与s - 4 2 1 混用，对家蝇有显著增效，共毒系数高达2 4 6 8 0 。另外，e b t , 氯菊酯、胺菊酯、甲醚菊酯、苯醚菊酷与s - 4 2 1 混用，对蚊、蝇的击倒时间和2 4 h 死亡 率均增加l 倍以。江洪涛报道【g 】，杀虫剂如残杀威、氯氰菊酯、d d v p 与s - 4 2 1 复配的 增效系数分别在2 1 9 9 4 9 、1 7 1 3 9 6 、3 2 0 2 0 7 2 之间，显出良好的增效作用。徐 明研究结果表明唧，八氯二丙醚对杀虫丁杀灭钉螺有增效作用，其中以1 0 倍以上剂量 复方杀螺作用最为明显。 2 浙江大学硕士学位论文 茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 3 八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的毒理学 3 1s - 4 2 1 的毒性 有研究报道【l o 】将s - 4 2 1 加热气化后测得小鼠经呼吸道吸入染毒的半数致死浓度 ( l c ) 为8 9 9 3 m g m 3 。谈伟君掣l 将s - 4 2 1 以花生油为溶剂进行小鼠经口急性毒性试 验，结果2 4 h 的l d s o 为4 0 9 0 7 2m g k g 体重，7 d 的l d s o 为3 2 7 1 9 2m g k g 体重，雌性大 鼠经口l d 达7 8 6 1 7m g k g ，参照农药急性毒性分级标准s - 4 2 1 属于低毒类物质。在研 究含s - 4 2 1 蚊香( 含2 5 s - 4 2 1 ) 的急性毒实验中【埘，昆明种小鼠在的密闭3 m 3 室，点 燃蚊香后吸入染毒6 h 的半数致死浓度为2 6 9 1 m 3 ，不含s - 4 2 1 的空白蚊香在相同条件 下的半数致死浓度为2 9 1 8g m3 ，两者无显著性差异。唐萌等1 3 1 的结果也认为，s - 4 2 1 蚊 香的蓄积毒性属于弱蓄积，其蓄积系数k 大于8 3 。s - 4 2 1 蚊香对动物的体重、胆碱醋酶 的活性、脏器系数和组织病理学检查等方面的影响与空白蚊香组及对照组相比较，差异 均无显著性。 此外，近年来国外( 主要是日本) 毒理学家对s - 4 2 1 的急、慢性毒性、致突变性、 免疫毒性等也进行了初步的研究。结果显示：s - 4 2 1 的急性毒性低【1 4 1 ( 大鼠半数致死浓度 为3 6 9 k g 、兔半数致死浓度为2 5 9 & g ) ，可能具有亚急性肝毒性、致突变性1 1 q 及接触 免疫毒性【j 7 】等，这与我国的研究结果相一致。 3 2s - 4 2 1 的“三致”效应 关于s - - 4 2 1 的“三致”效应，目前尚没有确切的证据，相关的研究也只是说明了s - 4 2 1 的潜在致癌、致畸和致突变性。 3 2 1s - 4 2 1 及其蚊香的致癌变性 最新的毒理学研究也表明s 4 2 1 可能是一种具潜在致癌作用的有机污染物。日本在 研究中证实s - 4 2 1 其有致癌效应( m o i l ，1 9 9 8 ) ，含s - 4 2 1 蚊香在其燃烧过程中s - 4 2 1 能分 解产生致癌物质二氯甲醚，一种强的潜在肺癌诱发剂1 8 】。封建良( 2 0 0 4 ) 调查某化工厂 八氯二丙醚生产工人肺癌患病情况，结果表明i 搠，该化工厂在生产八氯二丙醚的l o 多年 3 浙江大学硕士学位论文 茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 问，2 0 名工人中有1 3 人发生肺癌，其中9 人已死亡。细胞病理学诊断l o 例为未分化小 细胞肺癌，3 例为支气管上皮细胞鳞癌。患者平均发病年龄4 1 6 岁，平均接毒期限7 6 年，均经手术及药物化疗，死者在诊断后的平均存活期为1 5 6 个月，目前存活的4 例病 人正在治疗。通过对该厂的劳动卫生学调查及病例资料分析，初步认定工人罹患肺癌系 由二氯甲醚( s - 4 2 1 生产过程的中问产物或s - 4 2 1 的分解产物) 引起。由此，我们推测， $ 4 2 1 很可能是一种潜在的致癌物质。董菊等 2 0 1 应用b a l b c 3 t 3 细胞系检测了s - 4 2 1 的 细胞恶性转化作用，结果表明，s - 4 2 1 具有致b a l b e 3 t 3 细胞恶性转化的作用，并可见 明显的剂量一反应关系，初步认为s - 4 2 1 在体外可能具有潜在的致癌性。 3 2 2s - 4 2 1 致畸性 致畸试验结果表吲】，s - 4 2 1 对大鼠无明显的致畸作用，但在高浓度( 1 6 0 0 m g k g ) 时对母体和胚胎有一定的毒性作用，表现在染毒后高浓度组动物有一定的中毒症状，个 别孕鼠死亡；高浓度组的胎窝重、胎鼠体重、身长、尾长均明显低于其它浓度组( p 0 0 1 ) 死胎率、吸收胎率则高于其它组。研究中还发现$ 4 2 1 低浓度( 8 0 m g k g ) 染毒时，胎鼠 的体重和身长均高于阴性对照组且差异有显著性( p o 0 1 ) 。 3 2 3 , $ - 4 2 1 致突变性 对于s - 4 2 1 及其含$ 4 2 1 蚊香的致突变性研究主要采用a m 嚣试验、小鼠骨髓嗜多染 红细胞微核试验、小鼠精子畸形试验、小鼠骨髓细胞染色体畸变试验、d n a 交联作用等 方法。史江等【2 1 l 对$ 4 2 1 的致突变性进行初步试验，选择在哺乳动物体外及体内进行试 验。s - 4 2 1 的体外试验即a m e s 试验表明，它是一种致突变物，但是，在加了体内代谢活 化系统，即大鼠肝脏微粒体酶( s 9 ) 后，其致突变效应明显减弱，以致在低于1 0 0 0 u g k g 时不出现致突变效应。而体内试验( 小鼠骨髓细胞染色体畸变试验和精子畸形试验) 均 未发现s - 4 2 1 的致突变效应。由此推测：s - 4 2 1 是一种可疑致突变物。活体哺乳动物可能 对它有解毒功能，使其致突变作用减弱或消失，但是，由于该药在杀虫剂中使用，人体 可能经常摄入，可能对人体产生潜在危害。 突变损伤主要表现在d n a 的损伤上。初步结果认为，s - 4 2 1 对d n a 有明显的损伤 效应。s - 4 2 1 吸入后小鼠血细胞，肝、肺及脾细胞d n a 出现明显损伤，且存在明显的剂 量一反应关系( p 0 0 5 ) ，d n a 表现出不同程度的损伤( p 0 0 1 ) ，由 此推测目前s - 4 2 1 生产车间有害气体的暴露水平对工人外周血d n a 有一定的损伤作用 1 2 4 1 。 4 。八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 在环境中的残留 关于s - 4 2 1 在环境中的残留情况，国外早有报道。八十年代日本的研究人员 m a y a z a k i l 2 5 2 6 1 和u n o e ta l ( 1 9 8 3 ) 【2 7 】在人奶中检测到了s - 4 2 1 的存在，含量高达3 2 p p b ， 表现出极高的生物富集作用。并由此推测主要是由于含s - 4 2 1 的杀虫剂如蚊香和家用灭 虫剂在室内普遍使用所致。y o s h i d a e t a l ( 1 9 9 7 ) 在日本的室内垃圾中也检测到了s - 4 2 1 ； 后来在地表水，底泥，雨水，及鱼中也相继检测到了s - 4 2 1 的存在( y o s h i d ae ta 1 2 0 0 1 ) 2 s 侧。f r a n k ee ta l ( 1 9 9 5 ) 发现德国e l b e r 河中有明显的多氯代二丙醚及其代谢产物的残 留，认为这是s - 4 2 1 代谢降解的产物之一【3 1 1 。由于我国s - 4 2 1 产品的广泛使用，在我们 的环境中它也可能无处不在，但国内极少有这方面的任何报道。 展望 根据有限的研究结果我们初步推测，由于其高氯( 八个氯原子) ，s - 4 2 1 可能与其它 有机氯化合物一样，是一类难降解的持续性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i c p o l l u t a n t s p o p s ) 。随着毒理学研究的进展，有关环境中s - 4 2 1 的研究将会越来越受到 重视，同时由于我国s - 4 2 1 的大量应用，其环境中的累积将会比较严重，最终也将直接 影响到我国农副产品安全，并影响到其出口。因此s - 4 2 1 的环境行为及在农产品中的累 积特性将是有关食品安全和环境科学研究中的一个重要方向之一。 5 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 第二节有机氯污染物分析的样品前处理技术及检测方法 1 概述 有机氯农药( o r g a n o c h l o r i n ep e s t i c i d e s ) 如d d t 和六六六等均是环境中典型性的持 久性有机污染物( p e r s i s t e n to r g a n i cp o l l u t a n t s p o p s ) ，由于其脂溶性强、难降解、易于 在生物体内富集等特性，因此被( p o p s 公约列入首批禁止或限制使用的1 2 种最具有 风险的持久性有机污染物之一，同时也是美国环境保护局列入的1 2 9 种需要优先考虑的 污染物【3 3 1 。我国是有机氯农药污染严重的国家之一，并于1 9 8 3 年开始禁止生产和使用 d d t 、h c h 等有机氯农药，虽然被禁用了2 0 年，但由于这类农药的高化学稳定性，并 没有在环境中完全消失，仍然可以在环境介质和蔬菜样品中大量检测出【粥6 l ，对农产品 安全及人体健康仍构成潜在的威胁。 农药残留的分析是在复杂的基质中对低浓度待测组分进行定性和定量分析，通常需 经过样品制备、纯化富集、分离检测和综合分析等步骤。现代农药残留分析方法通常包 括样品前处理和测定两部分。近年来随着超高效农药的开发应用和待检样品的增加，对 农药残留分析技术的灵敏度、特异性和快速性提出了更苛刻的要求，因此出现了一些薪 型的、先进的农药残留分析技术。 2 样品前处理技术 对于有机氯污染物的样品前处理技术，传统的提取、净化方法主要有匀浆、索氏提 取、液一液分配、超声波提取【3 7 捌、柱层析( f l o d s i l 、硅胶、硅藻土及氧化铝柱层析) 、 磺化澍3 9 】等。传统方法使得整个分析过程中费时费力、容易引起误差，且大量有机溶剂 的使用，也造成了对环境的污染。9 0 年代以来，一些新的样品前处理技术不断被引人有 机氯污染物的分析中，这些新技术的共同特点是：节省时间，减轻劳动强度，节省溶剂， 减少样品用量，提高提取或净化效率和提高自动化水平。目前，已报道或已取得广泛应 用的新技术主要有：固相萃取( s o l i d p h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 、固相微萃取( s o l i d - p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 、超临界流体萃取( s u p e rc r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，s f e ) ，加速 溶剂提取( a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ，a s e ) 等样品前处理技术，这些前处理技术已 6 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 经广泛应用于有机氯污染物的检测中。 2 1 固相萃取( s o ti d - p h a s ee x t r a c t i o n ，s p e ) 固相萃取法是7 0 年代在液固萃取和柱液相色谱的基础上发展起来的一种相对较老的 样品预处理技术，主要用于液相色谱分析的样品前处理，其原理是利用固体吸附剂将液 体样品中的目标化合物吸附，与样品的基体和干扰化合物分离，然后再利用洗脱液洗脱 或加热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的 4 0 , 4 1 1 。1 9 8 0 年以后，国外将此项技术 扩展，用于气相色谱法分析农药残留量的样品前处理。根据固相萃取柱中填料的不同， s p e 主要可分为以下几种类型： ( 1 ) i e 相固相萃取：柱中填料都是极性的，如硅胶、氧化铝、硅镁吸附剂等，用来萃 取( 保留) 极性物质。 ( 2 ) 反相固相萃取：柱中填料通常是非极性的或是弱极性的，如c s 、c ls 、苯基柱等， 所萃取的目标化合物通常是中等极性到非极性的化合物。 ( 3 ) 离子交换型固相萃取：柱中填料是带电荷的离子交换树脂，如n h 2 ，所萃取的目 标化合物是带电荷的化合物。 此外，也可以利用抗原抗体反应或配体受体结合的原理制备亲和型固相萃取，可进 行选择性洗脱。但是抗体和受体的制备比较困难，对有机溶剂敏感，所以在实际应用上 受到限制。 固相萃取操作步骤包括柱预处理、加样、洗脱干扰组分和回收待测组分四个部分。 其中加到萃取柱上的样品量取决于萃取柱的尺寸、类型、待测组分的保留性质以及待测 组分与基质组分的浓度等因素。 s p e 的另一种分离情况是杂质被保留在柱上，待测组分通过柱。样品被净化但不能 富集待测组分，也不能分离保留性质比待测组分更弱的杂质，即净化不完全。 与传统的液液萃取法相比，固相萃取克服了液液萃取技术及一般柱层析的缺点，具 有待测组分的高回收率，并能有效地将待测组分与干扰组分分离，萃取过程简单快速、 溶剂省、重现性好，一般分析只需5 1 0 m i n ，是液一液萃取法的1 1 0 ，所需溶剂也只有液 液萃取法的1 0 ，并减少了杂质的引入，减轻了有机溶剂对人身和环境的影响。傅水玉 等1 4 2 j 采用固相萃取技术，气相色谱法同时测定茶叶中9 种有机氯农药残留结果显示，采 用4 ：l 石油醚丙酮萃取，弗罗里硅土柱净化前处理茶叶样品能获得较好的回收率 ( 8 4 0 11 2 8 ) 和检测限( o 0 0 4n 0 0 5 0m g k g ) 。汪雨等【4 3 1 利用c 1 8 固相萃取膜提 7 浙江大学硕士学位论文 茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 取水样，气相色谱法( 电子捕获检测器) 测定饮用水中1 2 种有机氯农药。对洗脱液、水 样p h 值、萃取压力等条件进行了优化选择，并与液液萃取做了比较。结果表明，与液 液萃取相比，固相膜萃取具有操作简单、富集倍数高、节省溶剂和耗时短等优点，是萃 取水中有机氯农药的有效方法。1 2 种有机氯农药的回收率为8 5 9 7 1 2 7 7 ，相对标准 偏差( r s d ，l l = 5 ) 为4 7 4 1 2 2 ，方法检出限为0 0 1 4 0 0 4 7 肛g l 。固相萃取已经成 为目前我国农残检测前处理的最主要方法之一。 2 2 固相微萃取( s o li dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p u e ) 固相微萃取技术是在1 9 9 0 年由加拿大w a t e r l o o 大学的p a w l i s z y n 及a r h t u r h e 首次提 出，1 9 9 4 年即被应用在农药检测中1 4 叼。固相微萃取技术是在固相萃取技术基础上发展起 来的一种萃取分离技术，由萃取头( 纤维) 吸附样品中挥发性或半挥发性有机污染物， 吸附一定时间后，取出萃取头，置于气相色谱( g c ) 或高效液相色谱( h p l c ) 等仪器 迸样口，进行热解吸。它克服固相萃取吸附剂孔道易堵塞的缺点，是一种无溶剂，集采 样，萃取、浓缩、进样于一体的样品前处理新技术。固相微萃取装置类似普通样品注射 器，由手柄和萃取头两部分组成。萃取头是一根涂有不同固定相或吸附剂的熔融石英纤 维，石英纤维接不锈钢针，外套不锈钢管( 用来保护石英纤维) ，纤维头可在不锈钢管内伸 缩嗍。 根据被分析样品的状态，s p m e 的萃取模式可分为直接固相微萃取( 直接法， d i s p m e ) 和顶空固相微萃取两种模式( 顶空法，h s s p m e ) 。直接法，即将石英纤维 暴露在样品中。顶空法，将石英纤维放置在样品顶空中。固相微萃取包括吸附和解吸两 个过程，即样品中待测物在石英纤维上的涂层与样品间扩散、吸附、浓缩的过程和浓缩 的待测物解吸附进入分析仪器完成分析的过程。吸附过程中待测物在涂层与样品之间遵 循相似相溶原则，平衡分配。这一步主要是物理吸附过程。解吸过程随固相微萃取后续 分离手段不同而不同，对于气相色谱( c - c ) ，萃取纤维直接插入迸样口进行热解吸，对 于高效液相色谱( h p l c ) ，需要在特殊的解吸室内以解吸剂解吸【蛔。固相微萃取的选择 性、灵敏度可通过改变石英纤维表面固定液的类型、厚度、p h 值、基质种类、样品加热 或冷却处理等因素来实现 4 7 1 。目前商业化的固相微萃取纤维涂层主要有聚二甲基硅氧烷 二乙烯苯( p d m s d v b ) 、聚丙烯酸酯( p a ) 、聚二甲基硅氧烷( p d m s ) 等，其极性 依次由强变弱。对于不同极性的样品应选取不同的固定相。表1 1 为常用的固定相及其萃 取对象。 8 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 表1 1常用s p m e 萃取头 常用萃取头 主要特性 1 0 0 $ t m p d m s 3 0 1 u n p d m s 7 9 m p d m s 6 5 p m p d m s 8 5 p m p a 6 5 t t m c w d v b 分析挥发性化合物( m w 6 0 2 7 5 ) 用于非极性半挥发性化台物( m w 8 0 - 5 0 0 ) 用于非极性大分子量化合物( m w l 2 5 - 6 0 0 ) 用于挥发性物质、胺类、硝基芳香类化合物( m w 5 0 - 3 0 0 ) 用于极性半挥发性化合物( m w 8 0 3 0 0 ) 用于醇和极性化合物( m w 4 0 - 2 7 5 ) p d m s 一聚二二甲基硅氧烷；c w - 聚乙二醇；p a - 聚丙烯；d v b - 二乙烯苯：c a r - 嗣炭分子筛 固相微萃取的选择性可以通过改变涂渍材料或涂层厚度来调节；加入盐或调节p h 可 以改善难提取化合物的回收率。固相微萃取比其他任何提取技术都快，一般只需1 5 m i n ( 固相萃取需1 h ，而液液萃取需和8 h ) ，而且只需少量样品。 s p m e 对目标化合物有较好的选择性，并且较高的灵敏度，适用于微量、痕量分析。 到目前为止，s p m e 在农药残留分析上的应用7 0 以上集中于有机氯、有机磷和三嗪类 农药，6 0 0 a 以上集中于水环境样品，也有涉及土壤、生物及食品等基质【4 8 4 9 】。目前固相 微萃取主要与g c 或g c m s 联用，用来分析环境、医药、食品和动植物样品中挥发和半 挥发性农药残留量。 利用s p m e g c i v l s 法检测了苍术、甘草和茯苓中d d t 等7 种有机氯农药，其检测 限可达o 0 5 0 1 3n g 一5 0 j 。旌致雄等剐用h s s p m e 结合g c m s 测定猪肉样品中1 8 种有 机氯农药组分，方法线性范围为1 1 0 0 n g k g 。混和标准溶液的加标回收率在9 0 1 2 0 之间，相对标准偏差在3 1 5 之间。基本满足了农残检测的要求。 c a il 等【5 2 】用p m s ( 聚甲基硅氧烷类) ，p d m s 和p p m s ( 聚苯甲基硅氧烷) 三种萃 取头分析检测了茶叶中的有机氯农药，认为其完全可以应用到茶叶农残的快速检测上， 其中p p m s 的效果相对更佳。p m s 和p p m s 是武汉大学自制的萃取头，p d m s 是商品萃 取头。p p m s 萃取头对有机氯农药的萃取效果，除了p h c h 和艾氏剂外，顶空法要好于 直接法。氯化钠的加入增加其萃取效率，5 9 氯化钠的效果要好于l 或3 9 的添加处理。 表1 2 列出了用p p m s 萃取头对有机氯农药的分析检测限。 9 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 表1 2p p m s 萃取头对绿茶中有机氯农药的检测限 2 3 超临界流体提取( s u p e r c r i t i o a if i u i de x t r a c t i o n 。s f e ) 超临界流体萃取是一种以超临界流体作为流动相的新型的分离技术【5 3 】。所谓超临界 流体是指温度与压力均在其临界点之上的液体，兼有气体和液体的优点，黏度小，扩散 系数大，具有良好的传质特性和溶解特性，其溶解能力可通过温度、压力或加入改性剂 调节，进而提高选择性。超临界流体萃取是指利用处于超临界状态的流体作为溶剂对样 品中待测组分的萃取方法。其原理是根据相似相溶原理，在高于i 临界温度和临界压力的 条件下，利用超临界流体的特性，从样品中萃取目标物，当恢复到常压和常温时，溶解 在流体中的成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态分开，从而达到萃取目的。目前被 用于超l 隘界流体的溶剂有乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、甲醇、乙醇、二氧化碳等物质，其 中c 0 2 ，是首选的萃取剂。其在低温下具有较强的萃取能力，对于热敏感性强和复杂样 品中微量组分萃取显示出它的高效、快速、后处理简单等特性。s f e 过程中一般不用有 机溶媒，从而减少对操作者和环境的危害。超临界c 0 2 的极性小，适宜非极性和极性小 的物质的提取。若要提取极性大的成分，则可以加人适宜的夹带剂( 如甲醇、乙醇和水 等) ，以提高对萃取组分的选择性和溶解性，其特点是避免了使用大量的有机溶剂、提 高萃取的选择性、减少了分析时间、实现操作自动化。 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 s f e 技术目前逐步应用于提取植物样品【算阀、动物组织、果实、土壤等各种待测样 品中的杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药残留，比常规溶剂提取法方便、提取时间短，节 约9 0 以上有机溶剂，回收率较高，精密度也较好。s f e 法对巴西植物药材中的1 3 种有 机氯农药和有机磷农药进行萃取，萃取后无需处理，直接进行g c 检测，检测限可达n g 级【5 s 1 。 2 4 凝胶渗透色谱法( g e lp e r m e a t i o nc h r o m a t o g r a p h y 。g p c ) 凝胶渗透色谱的原理基于体积排除的分离机理，样品溶液加到净化柱上，用溶剂淋 洗，分子量大的脂肪、色素、蛋白质等先被淋洗出来，然后小分子物质相继被淋洗出来【铜。 与通常使用的柱层析区别主要是：柱层析是利用填充物、样品和淋洗剂之间极性的差别 而达到分离目的的；而g p c 则是利用化合物中各组分分子大小不同而淋出顺序先后的不 同而达到分离目的的，淋洗溶剂的极性对分离的影响并不起决定作用。 凝胶渗透色谱法最初主要用来分离蛋白质，但随着适用于非水溶剂分离的凝胶类型 的增加，凝胶渗透技术应用于农药残留量净化季导以发展。凝胶渗透色谱的最佳参数主要 决定于载体、溶剂的选择。载体是凝胶渗透色谱具有分离作用的关键，其结构直接影响 仪器性能及分离效果。因此，要求载体具有良好的化学惰性、热稳定性、一定的机械强 度、不易变形、流动阻力小、不吸附待测物质、分离范围广( 取决于载体的孔径分布) 等性质。同时分离效果还与载体的粒度大小和填充密度有关。为了扩大分离范围和分离 容量，一般选择几种不同孔径的载体混合装柱，或串联装有不同载体的色谱柱，其中载 体的粒度越小、越均匀、填充得越紧密越好。良好的溶剂有利于提高待测物质的溶解度， 避免操作时因分析对象的改变而更换溶剂。由于凝胶渗透色谱为液体色谱，要求溶剂的 熔点在室温以下，而沸点应高于实验温度，且溶剂的粘度小，以减小流动阻力。另外溶 剂还必须具备毒性低、易于纯化、化学性质稳定及不腐蚀色谱设备的特点。此外，分离 效率除了载体、溶剂的选择以外，还包括合适的温度和溶质的化学性质的影响。与吸附 柱色谱等净化技术相比，凝胶渗透色谱技术具有净化容量大、可重复使用、适用范围广、 使用自动化装置后净化时间缩短、简便、准确等优点。 利用这一分离原理，在对富含油脂、蛋白质、色素等样品进行净化时，可先考虑利 用g p c 先将大分子的杂质去掉，再结合其他的净化方法进一步净化去掉小分子杂质，以 达到最终净化的目的。g p c 技术作为一种样品净化的手段之一，在国外应用已较普通， 但在我国应用还不普遍。随着分析技术的发展，g p c 在农药残留前处理分离、净化方面， 浙江大学硕士学位论文茶叶中八氯二丙醚( s - 4 2 1 ) 的残留及其可能的环境影响因子 尤其是对富含脂肪、色素等大分子的样品，具有明显的优势，如张磊等【5 刀用g p c 方法测 海参中的p c b s ，加样回收率达7 1 1 2 2 ，r s d l ：_ 1 0 ，可以满足分析的要求。 2 5 加速溶剂萃取( a c c e l e r a t e ds o l v e n te x t r a c t i o n ，a s e ) 加速溶剂萃取是通过升高温度和压力，增加物质的溶解度和溶质的扩散效率，从而 提高萃取效率的自动化方法。温度的升高能够打断溶剂与基质之间的作用力，使被溶物 快速从基质中解析出来，还能够降低溶剂的黏度，使之能更快速地萃取。压力的升高能 够使溶液的沸点增高，在较高温度下使溶剂