（化学工艺专业论文）xde175在甘蓝和豇豆上的残留检测及消解动态研究.pdf

摘要 本文主要研究了5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂在甘蓝、豇豆和土壤中的残留分析方法、消 解动态规律及最终残留量，为5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂在甘蓝和豇豆上的安全使用提供重 要的理论依据，同时为制定该农药在甘蓝和豇豆上安全使用准则、产品登记提供重要的 试验依据。主要研究结论如下： 1 建立了x d e 1 7 5 及其衍生物在甘蓝、豇豆中残留的液相色谱分析方法。本研究 中，甘蓝和豇豆样品采用( 乙腈：水= 4 ：1 ) 提取，然后调节p h 至2 ，用石油醚净化，再 调节p h 至大于9 ，再用石油醚萃取3 次，收集浓缩液并用流动相定容，待检测。建立 了x d e 1 7 5 及其衍生物在土壤中的液相色谱分析方法。样品采用( 甲醇：0 1 m n a o h - - 9 ：1 ) 提取、抽滤，浓缩后用流动相定容。p d a 检测器，c 1 8 色谱柱测定。方法 的灵敏度、准确度、精密度等均符合农药残留检测的要求。 2 采用田间试验研究了5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂在甘蓝、豇豆和土壤中的残留消解动 态和最终残留量。通过2 0 0 7 年、2 0 0 8 年在天津和安徽两年两地田间试验，对 5 8 7 x d e 1 7 5 按两倍推荐剂量处理的甘蓝、豇豆和土壤样品残留消解动态研究表明， 降解过程符合一级动力学数学模型，半衰期小于3 0d ，属易降解农药。 3 5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂在甘蓝中最终残留试验表明，分别按推荐剂量4 2 6g m u 1 和2 倍推荐剂量8 5 2g1 【：n u 1 兑水喷施3 次和4 次，采收期距最后一次施药1 d 时，x d e 1 7 5 及其代谢物n d e m e t h y l x d e 1 7 5 j 和n f o r m y l x d e 一1 7 5 一j 在甘蓝中的残留量均低于美 国规定的最大允许限量值1 0m g k g 1 。 4 5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂在豇豆中最终残留试验表明，分别按推荐剂量4 2 6g m u 1 和2 倍推荐剂量8 5 2g5 n u 1 兑水喷施3 次和4 次，采收期距最后一次施药3d 时，x d e 1 7 5 及其代谢物n d e m e t h y l x d e 1 7 5 - j 和n f o r m y l x d e 1 7 5 一j 在豇豆的残留量均低于美国 规定的最大允许限量值0 0 4m g k g 一。 5 因此，根据田间试验结果，按推荐剂量、施药4 次使用5 8 7 x d e 1 7 5 悬浮剂， 其在甘蓝上安全使用间隔期为1d ，在豇豆上安全使用间隔期为3d 。 关键词：x d e 1 7 5 ，甘蓝，豇豆，土壤，消解动态，最终残留 a b s t r a c t i no r d e rt op r o v i d eb a s i sf o rr e s i d u a lr u l eo f5 8 7 x d e 一17 5 a n a l y s i sm e t h o d so f5 8 7 x d e 一17 5r e s i d u ea n dd e g r a d a t i o ni nc a b b a g e ，c o w p e aa n ds o i la n di t sf i n a lr e s i d u e sw e r e s t u d i e d t h er e s u l t sw e r es h o w na sf o l l o w s ： 1 ad e t e c t i o nm e t h o do fx d e - 17 5r e s i d u e si n c a b b a g e ，c o w p e ab yl i q u i d c h r o m a t o g r a p h y w a se s t a b l i s h e d 1 1 1 ex d e - 17 5 c o u l db ee x t r a c t e d b y ( a c e t o n i t r i l e ： w a t e r - - 4 ：1 ) ，a n dp u r i f i db yp e t r o l e u me t h e ru n d e rp h = 2 ，a n dt h a ne x t r a c t e d 谢t l lp e t r o l e u m e t h e rf o r3t i m e su n d e rp h - - 9 12 ，c o l l e c t e dp e t r o l e u me t h e r ，a f t e rb e i n gc o n c e n t r a t e db y e v a p o r a t i o n , r e s i d u ea n a l y s i sm e t h o do fx d e - 1 7 5w a se s t a b l i s h e di ns o i l t h ex d e - 17 5 c o u l db ee x t r a c t e d 诵t hm e t h a n o l ：o 1m n a o h = 9 ：1 ，a n dt h e nc o n c e n t r a t e db ye v a p o r a t i o n t h e nt h ec o n c e n t r a t e dl e a c h a t e sw e r ed i l u t e dw i t hm o b i l ep h a s et ov o l u m e t h e nd e t e c t e di n p d a b yl i q u i dc h r o m a t o g r a p h yo fh i 曲s e n s i t i v i t y t h ea c c u r a c y , r e a p p e a r a n c ea n dp r e c i s i o n o ft h em e t h o dw e l ls a t i s f i e dt h ee s s e n t i a lr u l e so fp e s t i c i d er e s i d u ed e t e r m i n a t i o n 2 d e g r a d a t i o nd y n a m i co f5 8 7 x d e - 17 5i nc a b b a g e ，c o w p e a , s o i lw a ss t u d i e db ya t w o y e a rf i e l de x p e r i m e n ti nt i a n j i na n da n h u ip r o v i n c e t h er i c ew a st r e a t e dw i t hp e s t i c i d e a t8 5 2g m u s a m p l e so fs o i l ，c a b b a g e ，a n dc o w p e aw e r ea n a l y s i s e da td i f f e r e n tt i m e ，t h e n t h ed e g r a d a t i o np r o c e d u r ew a sc o r r e s p o n d i n gt ot h em a t h e m a t i cp a t t e r n ：c = c o e - k t n er e s u l t s h o w e dt h a t5 8 7 x d e - 1 7 5w a sd e g r a d e de a s i l yi nc a b b a g e ，c o w p e aa n ds o i l 3 w i ms p r a y e d5 8 7 x d e 1 7 5o nc a b b a g ea n ds o i lt h r e eo rf o u rt i m e sa t r e c o m m e n d e dd o s a g e ( 4 2 5g m u 叫) a n do n ea n dh a r fo ft h er e c o m m e n d a t i o nd o s a g e ，a tt h e i n t e r v a lo f21d b yat w o y e a rf i e l d ( 2 0 0 7 ，2 0 0 8 ) e x p e r i m e n ti nt i a n j i na n da n h u ip r o v i n c e ， t h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：t h ex d e 17 5a n di t sm e t a b o l i t en - d e m e t h y l - - x d e - 17 5 - ja n d n - f o r m y l - x d e - 1 7 5 jw e r en o tb ed e t e c t e di nc a b b a g ea n ds o i la f t e r1 4 da n d2 1 d ，1 4do r2 1d i n t e r v a lb ys a f e t ya s s e s s m e n t 4 w i t hs p r a y e d5 8 7 x d e 一17 5o nc o w p e aa n ds o i lt w oo rt h r e et i m e sa tr e c o m m e n d e d d o s a g e ( 4 2 5g n l u 1 ) a n do n ea n dh a f t o f t h er e c o m m e n d a t i o nd o s a g e ，a tt h ei n t e r v a lo f 2 1 db y at w o y e a rf i e l d ( 2 0 0 7 ，2 0 0 8 ) e x p e r i m e n ti nt i a n ji na n da n h u ip r o v i n c e ，t h er e s u l t sw e r ea s f o l l o w s ：t h ex d e 一17 5a n di t sm e t a b o l i t en d e m e t h y l x d e 一17 5 ja n dn - f o r m y l x d e - 17 5 一j w e r en o tb ed e t e c t e di nc a b b a g ea n ds o i la f t e r14d 14di n t e r v a lb ys a f e t ya s s e s s m e n t 5 a c c o r d i n gt ot h es e a r c h ，t h eu s e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n 【e p a 】r e q u i r e m e n t s ，t h e x d e - 1 7 5r e s i d u el i m i t e dl i c e n s e ：c a b b a g em r li s1 0m g k g 1 ，c o w p e am r li so 0 4m g 蚝 1 1 1 er e s u l ts h o w e dt h a tt h es a f e t yi n t e r v a ls h o u l db e1d a y , a n d3d a y si nc o w p e aa f t e rt h eu s e o f5 8 7 油e 17 5a tt h i sr e c o m m e n d e dd o s a g e k e y w o r d s ：5 8 7 x d e - 17 5 ，m e t a b o l i t e ，c a b b a g e ，c o w p e a , d e g r a d a t i o nd y n a m i c s ， s a f e t ya s s e s s m e n t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 叁洼墨墨太至或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：走铉兹签字日期：抑乎年，月旷日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天盗理工大鲎有关保留、使用学位论文 的规定。特授权天洼理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) ) 学位论文作者签名：赵谣该导师签名：舒汤乙 签字日期：如g 年j 月g - 日签字日期：乎年仁月形日 第一章文献综述 1 1 研究的目的和意义 第一章文献综述 农业生产中病虫草害的发生是不可避免的，化学防治作为一种重要的植物保护手 段，具有快速、高效、经济等特点，并在今后一定的时间内，不会被其它手段完全代替 【l j 。中国土地辽阔，农作物品种丰富，农药的生产和使用量较大。我国每年生产农药量 按有效成分计在2 0 多万吨，使用量约2 2 万吨，防治面积约5 亿亩次，可挽回1 5 3 0 的经 济损失，总价值5 0 0 多亿元。农药的使用在保证农业稳产、高产，满足人们对农副产品 需求方面发挥着巨大的作用。然而，任何事物都具有两面性。绝大多数农药，尤其是化 学农药及其代谢物和杂质存在着对人、畜、有益生物的毒害及对环境的影响等问题。已 经引起了人们对农药污染及农药残留问题的重视1 2 j 。 随着我国加入世贸组织，农产品贸易中由于农药残留造成的经济损失相当可观，这 一点已经引起我国政府的高度重视，并加强了农药残留问题的研究。在我国农药产品结 构中高毒有机磷品种仍然占据很大的比例，这种不合理现象是造成农药残留问题的重要 原因之一i l j 。由于缺乏合理使用农药的知识以及在经济利益的驱动下，有些农民违反国 家有关安全合理使用农药的规定，超范围、超剂量和超频率地滥用农药的现象十分突出， 导致农药残留问题严重。进而对人民健康、进出口贸易和农业生产带来不利影响【2 1 。食 用农药残留超标的农副产品，将引起人和动物的急慢性中毒，导致疾病的发生，甚至影 响到下一代。如今世界各国，特别是发达国家对农药残留问题高度重视，对各种农副产 品中农药残留都规定了越来越严格的限量标准。许多国家以农药残留限量为技术壁垒， 限制农副产品进口，保护农业生产。由于农药残留问题，我国农副产品出口遭到了很大 的影响。 1 1 1 现阶段农药使用状况 我国f 1 2 0 世纪4 0 年代使用有机氯农药以来，化学农药发展非常迅速，施用量由1 9 5 0 年的0 0 5 万吨增加到现阶段的3 0 多万吨占全球使用量4 6 0 万吨的6 5 ；品种由原来的 1 0 0 多种增加到20 0 0 多种：类型由原来的矿物源农药波尔多液、石硫合剂等，发展到使 用有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类剧毒高残留化学农药；用药次数由过去每年1 2 遍， 发展到现在的十几遍，尤其是果园和菜园已成了被农药充斥的沙场。然而这些农药除仅 有3 0 - 4 0 被利用外，大部分农药都残存在自然环境中，参与生态环境系统循环，严 重威胁着生态环境安全、农产品质量安全、人类的身体健康和生命安全及人类可持续发 展。 第一章文献综述 1 1 2 农药对自然环境的污染危害 农药对自然环境的污染可直接毒化大气、水系和土壤，还能在气象条件和生物作用 下，在各环境要素中循环，并重新分布，使其污染范围极大扩散，致使全球大气、水体 ( 包括地表水和地下水) 、土壤及生物体内都含有农药及其残副3 2 1 。 1 1 3 化学农药对自然界动物的污染危害 农药在自然界的扩散和积累。必然对生活在其中的各种动物造成污染影响。首先是 对昆虫的影响。因不合理用药增强了害虫对药剂的抵抗能力，产生新的抗药品种， 增加了防治病虫害的难度。药剂杀死了害虫的天敌，使自然界害虫与天敌之间失去 了平衡。当农药使用不当时，会造成天敌大量死亡，出现农药使用越多、害虫越猖獗的 恶果。由于农药使用不当，也杀死了不少传粉昆虫，影响作物产量。其次是对水生动 物的影响。由于农药的大量使用，污染了河流与海洋，使水生生物锐减，有的物种己濒 临灭绝，导致食物链污染乃至断裂。第三是对飞禽和野兽的影响。飞禽吃了有毒的种子， 野兽吃了中毒的飞禽和鱼、蛤、贝类，导致飞禽和野兽物种和数量急剧下降。 1 1 4 化学农药对食品和人类的污染危害 近年来，农药中毒和环境污染事故及农产品出口被国外拒收和退回的事件屡有发 生，许多都是由于农产品中的农药残留超过了最大残留限量而致。给人们身体健康、农 业经济收入带来较大的损失。农药是通过抑制昆虫中枢神经中的胆碱酯酶致死而发挥杀 虫作用的，其对人体内的胆碱酯酶也有抑制作用，能阻断神经递质的传递，引起肌肉麻 痹而中毒。轻者往往出现头痛、头昏、无力、恶心、精神萎靡等一般性表现：当农药污 染较重、进入体内的农药量较多时可出现明显的不适，如乏力、呕吐、腹泻、肌颤、心 慌等症状，更有甚者可出现全身抽搐、昏迷、心力衰竭乃至危及生命，长期受害者还可 引起致畸、致癌、致死的严重后果。 农药是农业生产中大量应用的一类化学物质，对防治作物病、虫、草、鼠害，提高 农作物产量起到了不可低估的重要作用。据植保专业部门统计，我市每年因病虫草害造 成的经济损失约为2 0 0 0 万元左右，全国为4 0 亿元左右。我市每年平均农药使用量在9 0 0 t 左右，每年化学防治面积达5 3 3 万公顷次，挽回粮食损失4 5 万吨，棉花0 8 万吨，蔬 菜l o 万吨，水果1 2 万吨总价值5 0 0 0 万元左右。但与此同时农药污染带来的负面影响令 人担忧，保护生态环境，治理面源污染已纳入国策1 3 , 3 3 , 3 4 , 3 5 j 。 1 2 农药残留前处理研究进展 农药残留分析是指对复杂混合物中痕量农药的母体化合物、有毒代谢物、降解产物 和农药杂质进行分析，需要精细的微量操作手段和高灵敏度的痕量检测技术。目前，农 药残留分析一般分为两大步骤，样品前处理与检测。样品前处理主要为提取和净化。随 着一些高精尖仪器设备的问世，世界各国的农药残留分析技术迅速发展，回收率更佳、 2 第一章文献综述 检出限更低、重现性更好。样品前处理是农药残留分析的关键步骤，约占整个分析时间 的三分之二，样品前处理过程的好坏往往影响整个分析结果的准确性。提取是将残留在 试样中的农药，采用适当的有机溶剂和方法，从试样中分离出来，以供净化后进行测定。 净化是指将待测物与提取液中的干扰物质分离。农药残留分析已经由原先的单残留分析 发展到多残留分析1 4 j 。 样品前处理技术包括样品提取、分离、纯化、浓缩等技术，其目的就是最大限度地 提取目标物，把干扰降到最低，误差降到最小，为下一步的分析检测提供保障样品前 处理是目前农产品中农药检测工作的瓶颈和国内外研究的薄弱环节。目前，国际上较多 使用固相萃取( s p e ) 、固相微萃取( s p m e ) 、基体分散固相萃取( m s p d ) 、凝胶层析( g p c ) 、 分子印迹技术( m i p ) 、免疫亲和层析技术( 执c ) 、微波提取技术( m a e ) 、加速溶剂提取 ( a s e ) 、超临界萃f i y , ( s f e ) 等技术1 5 j 。 振荡漂洗法，即将待测样品浸泡于提取溶剂中，若有必要可以加以振荡以加速扩散。 此法对附着在样本表面的农药有很好的提取效果。测定叶类样品中非内吸性农药的效果 也很好。如小麦中的杀螟硫磷就可以用此法提取，效果较好。此法简便并且提取效果好， 被普遍采用i o j 。 消化法，即将待测样品加入氢氧化钠或硝酸等消化剂，加热使样品消化，再用溶剂 将待测农药和药物提取出。此法多用于不易匀浆，不易捣碎动物组织样品【6 】。 索氏提取法( s o x h l e te x t r a c t i o n ) 是传统的提取方法。此法提取效果好，但需时间过 长，提取的干扰物质较多。在样品中加吸附剂( 与样本混合) 。能起到净化或减少干扰物 的效果。此法比较适合对土壤及样品的提取。如沉积物中的持久保留的有机氯农药；向 日葵等作物的农残分析；对于毒鼠强等吸附性强的药物，索氏提取用于活性炭上毒鼠强 的解吸能达到较好的效果。但由于此法费时较长，在农药残留分析中已使用较少【7 j 。 匀浆萃取法，与振荡漂洗法很相似，不同的只是对样品组织进行了破碎。将一定量的 样品置于匀浆杯中，加入提取剂。快速匀浆几分钟，然后过滤出提取溶剂净化后进行分 析。有时为了使样品更具代表性，需加大样品量，这时可先将大量样品进行匀浆，然后 称取一定量的匀浆后的样品用萃取溶剂进行萃取。此法简便、快速、效果好，普遍采用。 尤其适用于叶类及果实样品。用此法处理样品的文献国内外都很多，是常用的方法。中 国新出的农药多残留国标也是采取此法对样品进行萃取。国际官方分析化学家协会及国 际食品法典委员会( c a c ) 的一些农药残留检测的标准方法样品前处理应用此法也较多， 一般都是样品量和萃取溶剂的不刚6 。 超声波辅助萃取法( u l t r a s o n i ce x t r a c t i o n ) ，是众多提取方法中较为广泛使用的种。超 声波是一种高频率的声波，每秒钟振动在二万次以上。超声波在液体中振动时，产生一 种空化作用，可应用于气化、凝集、洗涤、提取等工艺。当发生空化现象时，液体中空 气被赶出而形成真空，这是巨大声压对液体作用的结果。这些空化气泡具有巨大的破坏 作用，它的粒子运动速率大大加快，产生一种很大的力。超声波提取法利用这种能量， 用溶剂将各类食品中残留农药提取出来【8 卅。超声波提取法具有简便、快速、一次可同 时提取多个样品的特点，此法除用于一般样品中农药残留的提取外，在中药材农药残留 分析中应用甚广。该法节约时间，操作简单。 3 第一章文献综述 微波辅助萃取法( m a e ，m i c r o w a v e a s s i s t e de x t r a c t i o n ) ，是1 9 8 6 年匈牙利学者 g a n z l e r 等通过利用微波能萃取土壤、食品、饲料等固体物中的有机物，提出了一种新 的少溶剂样品前处理方法。微波能是一种非离子辐射，它使分子中的离子发生位移和偶 极矩，其中有机物受微波辐射使其分子排列成行，又迅速恢复到无序状态。这种反复进 行的分子运动，让样品液迅速加热。另外，微波穿透力强，能深入机体内部，辐射能迅 速传遍整个样品液，而不使其表面过热。内部的分子运动溶剂与样品日溶液充分作用， 加速了提取过程。与微波消解不同，微波萃取不是要将试样消解分解，而恰恰是要保持 分析对象的原本化合物状态i l m l 4 j 。 加速溶剂萃取法( a s e ，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 ) ，是美国戴安公司近年推出的 一种全新的处理固体和半固体样品的方法，该法是在较高温度( 5 0 - - - 一2 0 0 c ) 和压力条件 ( 1 0 3 2 0 6 m p a ) 下，用有机溶剂萃取。它的突出优点是有机溶剂用量少( 1 9 样品仅需 1 5 m l 溶剂) 、快速( 一般为1 5 m i n ) 和回收率高，已成为样品前处理最佳方式之一，并被 美国环保局( e p a ) 选定为推荐的标准方法( 标准方法编号e p a 3 5 4 5 ) 。由于加速溶剂萃取法 有机溶剂用量少、对环境友好，所以在国外备受青睐，此法被用来测定污染基质中的半 挥发性污染物、动物组织、谷物、饲料、蔬菜、水果等不同基质中的多种农药残留，在 农残分析中的应用越来越广泛【l5 1 。 基质固相分散萃取法( m s p d ，m a t r i xs o l i dp h a s ed i s p e r s i o n ) ，是1 9 8 9 年美国路易斯 安那州立大学的b a r k e 教授首次提出并给予理论解释的一种崭新的萃取技术。此技术使 分析者能同时制备、萃取和净化样品。对于很难匀浆和均质的样品，用溶剂萃取和固相 萃取时都不能达到最好的效果，基质固相分散技术尤其适于处理此类样品。m s p d 技术 包括在玻璃研钵中将键合相载体和组织基质混合，用玻璃杵将其研碎成近乎均质分散的 组织细胞和基质成分。组织与涂以c 1 8 或c 3 、c 8 的硅胶迅速混合产生半固体物质，将 半固体物质填充于柱中。根据不同分析物在聚合物组织基质中的溶解度不同进行洗 脱。这样获得的萃取物在仪器分析前不需要再处理。近年来的大量文献报道证明基质固 相分散萃取法是食品中药物、污染物及农残分析的特别适合的方法，可用基质固相分散 技术处理的样品几乎囊括了所有的固体样品。在用基质固相分散和微波辅助萃取法对橘 子中的倍硫磷等农药的进行萃取时，基质固相分散的回收率及精密度都远高于微波辅助 萃取法【1 6 1 。 固相萃取技术( s p e ，s o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) ，是在2 0 世纪7 0 年代出现后，主要用于 复杂样品中微量或痕量目标化合物的分离和富集。固相萃取法实质上是一种液相色谱分 离，其主要分离模式也与液相色谱相同，可分为正相、反相、离子交换和吸附。固相萃 取法所用的吸附剂也与液相色谱常用的固定相相同。只是在粒度上有所区别固相萃取法 采用高效、高选择性的吸附剂( 固定相) ，能显著减少溶剂的用量，简化样品的前处理过 程，同时所需费用也有所减少。但其缺点是目标化合物的回收率和精密度要略低于液 液萃取法。由于其具有操作简便快速、有机溶剂用量少等优点，在农药残留分析的样品 前处理中得到了广泛的应用。近年来已经发展了在线s p e 萃取检测技术。s p e 柱的重复 利用一般来说，每根小柱只使用一次，特别是对于某些成分与吸附剂不可逆结合而降低 4 第一章文献综述 吸附力、以及一些有记忆，效应的情况。但也有不少重复使用的报道，主要是要求样品 没有记忆效应，并且注意操作程序，延长其使用寿命【1 7 2 1 1 。 固相微萃取( s p m e ，s o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o n ) ，是2 0 世纪8 0 年代末由加拿大 w a t e r l o o 大学p a w l i s z y n 和a r h t u r h e 教授提出的。它是在固相萃取法基础上发展起来的 一种新型、高效的样品前处理技术，它集采集、浓缩于一体，简单、方便、无溶剂， 不会造成二次污染，是一种有利于环保的很有应用前景的前处理方法。很多研究结果表 明，在样品中加入适当的内标进行定量分析时，其重现性和精密度都非常好。s p m e 是指 在微量进样器的针头部分涂一层相当于气相色谱键合一层固定相，直接将其插入液体样 品或样品的顶空，萃取、浓缩有机化合物后，将进样器直接插入g c 等进样口加热，使 被测物进入分析器进行测定1 2 0 2 1 j 。 超临界流体萃取法( s f e ，s u p e rf l u i de x t r a c t i o n ) ，是近几年发展起来的一种特殊分 离技术。目前最常用的超临界流体为c 0 2 ，也可以加入适量极性调节剂。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。s f e 技术是当前发展最快的分析技术之一。超临界流体萃取速度快，几乎不用或少量使用有 机溶剂。在分析中常用作萃取剂的有二氧化碳、一氧化碳、氟氯甲烷、一氧化二氮等。 其特点是粘度低、流动性和渗透性好，兼有液体的分配作用和气体的渗透作用，流出液 中的c 0 2 在常压下挥发，待测物用溶剂溶解后可直接进行分析检测1 2 2 - 2 5 】。 凝胶渗透色谱( g p c ，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 ) ，用于样品的前处理具有省时、 方便、环境污染少、有效去除色素和脂肪等大分子的特点。使用凝胶渗透色谱净化技术 能够提高对食品样品中蛋白以及油脂等大分子杂质的去除效率。g p c 是基于体积排除的 分离机理，不仅可用来分离和测定小分子物质，而且还可以分析具有相同化学性质但分 子体积不同的高分子同系物。g p c 的最佳参数不仅包括溶剂、载体的选择，还包括合适 的温度以及溶质的化学性质等。它的优点是测试所需样品量少( 几毫克) ，测试时间短( 几 十分钟) 。但是g p c 法是一种相对的方法，必须用其他方法测定了相对分子质量的标样 对g p c 仪进行标定。凝胶渗透色谱法具有简便、快速、高分辨、干扰少和重现性好等 优点，在国内外已得到广泛应用 2 6 - 2 9 j 。 分子印迹固相萃取技术( m i s p e ，m o l e c u l a ri m p r i n t i n gs o l i dp h a s ee x t r a c t i o n ) 在国外已 被广泛研究和应用国内期刊也有相关的文献报道。分子印迹聚合物( m i p ，m o l e c u l a r i m p r i n t i n gp o l y m e r ) 是一种具有较强分子识别能力的新型高分子仿生材料，具有预定性、 识别性和实用性等特点，适合作为固相萃取( s p e ) 填料、固相微萃取涂层以及分子印迹 薄膜来分离富集复杂样品中的痕量分析物，克服样品体系复杂、预处理繁琐等不利因 素达到样品分离纯化的目的。目前，m i s p e 主要应用于水、土壤等环境样品中微量与 痕量污染物及药物的分离与富集等前处理过程。特别是针对强极性的农药m i s p e 技术 具有很好的去除基质干扰的效果。国外已开始将分子印迹技术用于食品安全检测，而我 国在这方面研究尚在起步阶段，还没有任何成熟的使用分子印迹聚合物的检测方法和标 准【3 0 ，3 1 1 。 第一章文献综述 1 3 农药残留检测的现状 目前，农药残留的常用检测方法主要有两类：一类是快速检测；另一类是实验室的 定量检测。 1 3 1 快速检测 快速检测，目前主要是应用胆碱酯酶能分解乙酰胆碱或其他酯类，而有机磷和氨基 甲酸酯类农药能抑制胆碱酯酶，使其分解失去活性；通过检查乙酰胆碱或其他酯类化合 物的分解产物，便可判断样品中是否含有有机磷或氨基甲酸酯类农药。但是这种检测方 法只能定性反映有机磷和氨基甲酸酯类农药总体残留情况，既不能准确定量、也不能区 分农药种类，无法区分违禁、高毒、中毒还是低毒农药。 快速检测的优点是：( 1 ) 快速，能满足及时需要；( 2 ) 方便，能用于田问、菜场等工 作现场；( 3 ) 简单，非专业人员简单培训后即可操作；( 4 ) 成本低。缺点是：无法测定每 一种农药的含量，灵敏度较低，假阳性较高。 速测卡法，胆碱酯酶可催化靛酚乙酸酯( 红色) 水解为乙酸与靛酚( 蓝色) ，有机磷或 氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶有抑制作用，使催化、水解、变色过程发生改变，由此可 判断出样品中是否含有有机磷或氨基甲酸酯类农药的存在。将胆碱酯酶和靛酚乙酸酯试 剂固化在纸片上，制成速测卡，检出限一般在0 3 - 3 5m g k g ，检出时间为1 5 - 3 0m i n ， 对超出我国国家标准允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出 率可达8 0 以上。具有操作简便、快速、经济等特点，适用于现场筛选，但有时试纸 显色不够明显，易造成判断与实际不符合；另外，洗脱液( 缓冲溶液) 对蔬菜中农药残留 的提取率也有待提高峰卜酗j 。 速测仪法，正常情况下，酶催化乙酰胆碱水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄 色物质。在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶的活性有抑制作用，使 其水解过程受抑制，其抑制率与农药的浓度呈正相关。用分光光度计在4 1 2r i m 处测定 抑制率5 0 时，表示样品存在有机磷或氨基甲酸酯类农药( 丁酰胆碱酯酶的抑制率一般 控制在7 0 以上为阳性样品) 。对检出的阳性样品，可用其他方法进一步确定具体农药 品种和含量。检出限一般在0 0 5 - - 5 0 0m g k g 、检出时间为3 0m i n ，对超出我国国家 标准允许残留量或违禁使用的有机磷和氨基甲酸酯类农药的有效检出率可达8 0 以 上。普通的分光光度计均可测定，但在操作和计算上较为繁琐；改进后的分光光度计或 相应的单光束光度计( 速测仪) ，在操作和计算上较为简单。生物化学测定法主要用于定 性或半定量测定，具有操作简便、快速、不需昂贵的仪器、适用于现场检测和大批量样 品的筛选、易于推广普及的优点，而对阳性结果的样品，须用其他分析方法进一步确定 具体农药品种和含量。其缺点是不同酶源种类和不同批产品酶的活性存在差异；其次， 酶反应需要一定的温度，受温度影响严重，使分析结果出现差异；另外，所用底物和显 色剂的种类和浓度也可能给结果的判定带来一定的影响，容易造成判断与实际不符合。 在葱、蒜、萝b 、韭菜、芹菜、香菜、茭白、蘑菇及番茄汁液中，含有对酶有影响的植 物次生物质，容易产生假阳性，处理这类样品时，可采用整株( 体) 蔬菜浸提。据中华人 6 第一章文献综述 民共和国农业行业标准n y t 4 4 8 2 0 0 1 蔬菜上有机磷和氨基甲酸酯类农药残毒快速检 测方法规定，应用丁酰胆碱酯酶进行检测【8 6 - 9 0 。 1 3 2 实验室定性定量检测 目前，实验室定性定量检测包括有单残留检测分析和多残留检测分析，多残留检测 分析又分为单类型多残留检测分析、多类型多残留检测分析和未知样本农药多残留检测 分析。由于分析样品用药历史的未知性，即污染源的未知性和样品种类的多样性，因此 农产品农药残留检测分析以后两种为主。以无公害白菜类蔬菜中农药残留的检测为例 1 】n y t 5 0 0 3 2 0 0 1 无公害食品白菜类蔬菜 s 】，我国规定检测的农药共有1 8 种，规定 的检测标准、方法、农药品种及所需仪器( 检测器) 。 如果按照上述规定进行检测分析，需要进行多达9 个前处理，需要应用气相色谱仪 ( g c ) 、高效液相色谱仪( h p l c ) 以及紫外分光光度计进行检测，且气相色谱仪需要应用硫 磷检测器( f p d ) 、氮磷检测器( f t d ) 以及电子捕获检测器( e c d ) ，需要耗费大量的时间、 费用和精力，但检测的回收率、准确度、精密度、灵敏度等都较高。另外我国还有国家 标准g b t 1 9 6 4 8 - - 2 0 0 5 蔬菜和水果中4 4 6 种多残留测定方法气相色谱一质谱和液相色 谱一串联质谱法，农业行业标准n y t 7 6 1 2 0 0 4 蔬菜水果中有机磷、有机氯、拟除虫 菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留检测方法，如果按照这两个方法处理，由于要考虑到 所有农药种类的检测，检测的回收率、准确度、精密度等都会受到影响，但效率较高。 利用色谱质谱技术定性定量检测，包括利用气相色谱仪、液相色谱仪、气相色谱仪、 液相色谱仪与质谱仪联用等的定性定量检钡u t 4 3 l 。该法是目前农产品质量检测机构实验室 中主要应用的农药残留检测方法。 ， 气相色谱法( g c ) ，气相色谱法是一种经典的分析方法。利用试样中各组分在气相和 固定液液相间分配系数的不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，各组分就 在其中的两相间进行反复多次分配，经过一定的柱长后便彼此分离，按顺序离开色谱柱 进入检测器，其产生的电信号形成色谱峰。该法具有操作简便、分析速度快、分离效能 高、灵敏度高以及应用范围广等特点，目前农药残留检测大部分可采用气相色谱法来完 成。使用气相色谱法，多种农药可以一次进样，得到完全的分离、定性和定量，再配置 高性能的检测器，使分析速度更快、结果更可靠【似5 1 1 。 高效液相色谱法( h p l c ) ，高效液相色谱法可用以分析高沸点、热不稳定、非挥发性 的农药残留。近年来，采用高效色谱柱、高压泵和高灵敏度的检测器、柱前或柱后衍生 化技术等，大大提高了液相色谱的检测效率、灵敏度和速度，现已成为农药残留检测不 可缺少的重要方法。 气质联用( g c m s ) 和液质联用( h p l c m s ) ，气质联用( g c m s ) 和液一质联用( h p l c m s ) 技术是利用气相色谱仪和高效液相色谱仪作为农药残留分析的分离器，利用质谱仪 作为检测器，把气相色谱仪和高效液相色谱仪的强大分离能力和质谱仪的定性功能有效 的结合在一起，从而增强了气相色谱仪和高效液相色谱仪的定性功能。 利用光谱技术定性定量检测，主要指利用紫外或可见分光光度计或红外或近红外光 谱仪检测农药残留，目前不常应用，紫外、可见分光光度计主要应用于特定的某一种农 7 第一章文献综述 药( 如多菌灵) 的检测，以及快速检测用，红外、近红外光谱仪用于农药残留的检测目前 主要处于研究阶段。定性定量检测的优点是：既能定性也能定量，灵敏度高，其中气 质联用或液质联用定性定量功能更强大。缺点是：( 1 ) 分析时间长，不能满足即时检测 的需要；( 2 ) 仪器昂贵，且检测成本高；( 3 ) 不方便，仪器设备对环境要求高；( 4 ) 技术复 杂，必须由专业人员操作【5 2 棚】。 1 3 3 其他新的检测技术 包括免疫分析技术( 放射免疫和酶联免疫) 、化学法( 金属离子催化剂) 、毛细管电泳 技术、毛细管电泳与质谱联用技术、薄层层析法、同位素标记法、直接光谱技术( 近红 外表减全反射光谱和表面增强拉曼光谱分析技术) 、生物传感器【5 9 t6 0 6 1 】。等。这些检测 技术由于存在重现性不佳、误差较大、适用范围小、假阳性高等缺点，目前难以在市场 广泛推广。 1 4 我国农药残留检测方法的发展方向 农药残留的分析检测是分析化学中最复杂的领域，其原因主要是：( 1 ) 需分离和测定 的残留农药量往往是在n g ( 1 0 母g ) 、p g ( 1 0 。1 2 9 ) 甚至在f g ( 1 0 。1 5 9 ) 级一次成功的分析需要有许 多操作条件的正确结合和选择，尤其是萃取和净化方法的成功应用；( 2 ) 分析样品用药历 史的未知性即污染源的未知性和样品种类的多样性；( 3 ) 一次样品测定能分析多种农药残 留，即多残留分析的要求。现阶段，毛细管气相色谱和高效液相色谱及其联用技术仍然 是农药残留分析的主要手段。但是，由于需要通过有机溶剂提取、净化，前处理费时费 力，无法对廉价的蔬菜进行随时随地的快速检测。因此，发展方便、快速、经济、可靠 的检测方法将是农药残留检测的方向。 1 4 1 减少工作量，提高分析效率 一般是通过现场随机抽样，将样品带到实验室使用快速检测与色谱技术检测相结合 的方法完成检测，即现场快速初筛检测和实验室验证性检测。首先，使用简便、快速、 经济的检测方法，如速测卡法、速测仪等，对现场样品进行定性或半定量检测；其次， 对结果阳性的样品或其它有验证必要的样品带回实验室，使用准确、可靠的色谱法进行 验证，从而可大大减少分析工作量，提高分析效率，有利于加强蔬菜中农药残留检测的 力剧4 8 ，4 9 ，5 0 1 。 1 4 2 改善快速检测的定性定量功能 如红外、近红外光谱应用于农残快速检测正处于研究阶段，由于红外、近红外光谱 仪具有操作简单、并能制造成小型携带方便的仪器的优点，且对于不同的化合物都有其 特定的谱图，即存在一一对应关系。将有可能改变原有快速检测定性定量较差的缺陷。 另外如免疫分析技术也具有较好的定性定量功能，但需要简化分析程序。 8 第一章文献综述 1 4 3 改善色谱定性定量检测的前处理程序，制定更加符合实际检测要求的检测标准 方法 由于农药残留检测前处理技术发展很快，如：固相萃取技术( s p e ) 、固相微萃取技 术( s p m e ) 、微波萃取( m a e ) 、超临界流体萃取( s f f ) 、凝胶萃取技术( g p c ：凝胶渗透色 谱1 、快速溶剂萃取( a s e ) 、基质固相分散萃取技术( m s p d e ) i6 2 6 3 j 。等技术的应用，农药 残留检测前处理程序将不断的简化畔j 。针对不同地区用药历史和习惯，或者不同的农产 品种类的用药要求，结合新的前处理方法，就可以制定出新的检测标准方法新方法将 更有针对性，从而提高检测速度和质量。 随着农产品产量的提高，农产品从数量上已经能够满足人们的需求，因此产品的质 量日益为人们所重视。近几年食品安全事故频繁发生，其中很多是由于农产品中农药残 留超标引起的农药中毒。目前全世界使用的农药超过7 0 0 多种，包括杀虫剂、除草剂、 杀菌剂、脱叶剂、植物生长剂等，由于农药的不合理使用、过度使用及使用更稳定的化 学物质作为农药，在农产品中的农药残留越来越严重且降解缓慢。进入2 1 世纪后，食 品安全、环境保护问题越来越受到重视，食品的农残污染问题已成为影响人们生活质量 和食品贸易的大障碍，特别是目前在中国加入w t o 环境中，农药残留更成为影响农产 品出口的一大技术壁垒。因此，必须加强农产品中农药残留的检测与监控【6 引。 1 5 多杀菌素类杀虫剂简介 多杀菌素，又名刺糖菌素。是由放线菌刺糖多抱菌( s a c c h a r o p o l y s p o r as p i n o s a ) 发酵 产生。主要用途是防治鳞翅目害虫，能有效防治小菜蛾、棉铃虫