（环境科学专业论文）MSPDGC测定含硫蔬菜中多种有机磷农药残留.pdf

重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t m a l r i xs o l i d - p h a s ed i s p e r s i o n ( m s i o ) i so n ek i n do f n e w p r e t r e a t m e n tt e c h n o l o g y c l e v d o p i n go v e rt l a ep a s tf e wy e a r s ，w h i c hh a su n i q u ep r o p e r t yi ns o l i d , h a l fs o l do r v i s c i d i t yl i q u i d i t sa p p l i c a t i o ni sb r o a d e ri nm o d e mp e s t i c i d er e s i d u ea n a l y s i s t h e a n a l y s i st e c h n o l o g y o fo r g a n i cp h o s p h o r o u sp e s t i c i d e sr e s i d u e si ns u l f u r - c o n t a i n i n g v e g e t a b l e sw a ss t u d i e d i tr e s o l v e dt h ep r o b l e mo fo r g a n i cs u l p h u rd u r i n gt h ea n a l y s i s p r o c e s so fo r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i d d er e s i d u e si ns u l f u r - e o z l t a i n i n gv e g e t a b l e s m d e t e r m i n a t i o nm e t h o do fm u l t i - o r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e si na l l i u mc h i n e s e w i t hm s p d g cw e r ee s t a b l i s h e d 1 t h r o u g ht h ec o m p a r i s o nt ot h es o l i dp h a s ee x t r a c ta n d t h en 壕瓶s o l i dp h a s e d i s p e r s i o n , t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l ti n d i c a t e dt h a tt h em e t h o do ft h em a l r i xs o l i dp h a s e a i s r 脚i o nc 缸e f f e c t i v e l yc l e a ru pt h em g a n i cs u l p h u ri ns u l f u r - c o n t a i n i n gv e g e t a b l e s ， a n do b t a i na h i g ha d d sr e c o v e r y 2 t w os o l i d - p h a s es o r b e t s ( f l o r i s i la n dl l e i l t l 面a l u m i n u mo x i d e ) ，f i v ee l u e n t s ( p e 仃0 l e u me t h e r , h e x a n e ，m e t h y l e n ed i c h l o r i d e , a e t h e r , e t h y la c e t a t e ) w a ss e l e c t e di nt h e e x p e r i m e n t s o b t a i n i n gt h eb e l l o w i n gc o n c l u s i o n st h r o u g ht h ee x p e r i m e n t ：( a ) s i xk i n d s o fo r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i e i d er e s i d u e s ( p h o r a t e ，s u l f o t e p p , d i m e t l a o a t e ，e l d o r p y r i f o s , m a l a t h i o n , p a r a t h i o n ) h a sh i 曲e rr e c o v e r yi nf l o s i r i lt h a nn e l l t r a la l u m i n u mo x i d e ( b ) m e f f e c to fr e c o v e r yw i t hs i xk i n d so fo r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e sw a sb e t t e ri n l l e t t h e ra n de t h y la c e t a t et h a ni nt h eo t h e r s 1 h eb e s td o s a g eo fe l u e n t 吣3 0 m 1 ( c ) m a d d sr e c o v e r yo f s 呔o r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e sw a s8 5 8 * , - - - 1 0 1 1 ，a n dt h e r s dw a s3 3 8 5 。 3 n 地d c t e m l i 疵o nm e t h o do f1 6o r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e s ( p h o r a t e , s t t l f o t e p p ，d i a z i n o r t , d i s u l f o t i o n , i p r o b e n f o s , f e n e h l o r p h o s , d a l o r p y r i f o s , m a l a t h i o n , p a r a t h i o n , q u i n a l p l a o s , p h e n t h o a t e , e t h i o n , c a r b o p h e n o t h i o n , l r i a z o p h o s , e p n ，i s o f e n p h o s m e t h y l ) i na l l i t u nc h i n e s ew i t hm s p d g cw 缎e s t a b l i s h e d 1 1 ”o p t i m i t a 耐a n a l y s i s c o n d i t i o n ：s o l i d - p h a s es o r b e t so ft t o r i s i l5 0 9 , e t h y la c e t a t e ，l a e x a n e ( v v - - - 2 ) 3 0 m l , a l l i u mc h i n e s es a m p l e2 o g t h ea d d sr e c o v e r yo f 醯k t 。匝o r g a n i cp h o s p h o r u sp e s t i c i d e r e s i d u e sw 鹤7 3 8 * , - - 1 1 2 8 。t h er s dw a s 3 6 9 3 , m r lw 嬲0 0 0 9 - - o 0 3 2 m g k g , a n d c o r r e l a t i o ne o e t t i e i e n tw 越0 。9 9 0 5 j 0 舯9 4 。 4 w i t ht h em a l r i xs o f i d - p h a s ed i s p e r s i o nm e t h o dp r o e c s s i n go n i o n , t h eb l u eo n i o n , t h el e e k , d c ，t h em a 舡i xs o l i dp h a s ed i s p e r s i o nc a nr c m o v e , st h ed i s t u r b a n c eo r g a n i c n 重庆大学硕士学位论文英文摘要 s u l p h u r 丘d ms u l f u r c o n t a i n i n gv e g e t a b l e s t h eb l u eo n i o n , t h el e e k , a n ds oo n , i n c l u d e m o r ec h l o r o p h y l l , t h e r e f o r et h i sk i n do fv e g e t a b l e ss a m p l ep n ) c e s s m gn e e dc o n n e c tt h e a c t i v a t e dc h a r c o a la n dc 觚a c h i e v eab e t t e rp r o c e s s i n ge f f e c t , t h ea c t i v a t e dc h a r c o a lb e s t a m o u n tw a s 2 9 k e y w o r d s ：m a t r i xs o l i d - p h a s ed i s p e r s i o n , g a sc h r o m a t o g r a p h y , a l l i u mc h i r l e ， s u l f u r - c o n t a i n i n gv e g e t a b l e s ，o r g a np h o s p h o r u sp e s t i c i d er e s i d u e s 1 1 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及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆太堂 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谢意。 学位论文作者签名：真内力 签字眺唧年，月易日 学位论文版权使用授权书 。本学位论文作者完全了解重庆苤堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。本人授权重废太堂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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段 保存、汇编学位论文。 保密() ，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密( v ) 。 ( 请只在上述一个括号内打“”) 学位论文作者签名：葬商- b 导师签名：簪硒 签字日期：渺7 年r 月拐日签字日期：加7 年f 月，日 重庆大学硕士学位论文 l 绪论 l 绪论 随着人类社会的发展、科学技术水平的提高，农药对人类生活的影响越来越大， 农药的大量使用的同时也给人类带来了许多不利影响。环境中的农药残留通过大气、 水向高层或其他地区迁移，从而进一步使农药对环境的污染范围不断扩大。据报道 在远离农业活动的南、北极地区已发现有d d t 或六六六的残留；我国的长江、松 花江、黑龙江等许多江河名川都已不同程度地遭受农药的污染；我国江苏、江西以 及河北等地的地下水中已发现有六六六、阿特拉津、乙草胺、杀虫双等农药的残留。 此外农药还可以通过食物链迁移和累积，对环境生物乃至人类产生危害。由此可见， 有毒农药的污染已对环境和人类健康构成严重的威胁【。 目前我国在粮食、蔬菜、水果、茶叶等农作物上的农药用量居高不下，而这些 物质的不合理使用必将导致农产品中的农药残留超标，影响消费者食用安全，严重 时会造成消费者致病、发育不正常，甚至直接导致中毒死亡1 7 - 1 9 l 。在我国因农药残 留超标而导致的食品污染和中毒事件时有发生，2 0 0 4 - 2 0 0 5 年进行全国的蔬菜农药 残留的国家监督抽查结果：6 3 个大型蔬菜批发市场的4 3 6 种产品抽样合格率仅为 6 1 2 ；每年全国因食用农药污染的食品而发生中毒的人数近2 0 万，约占食物中毒 总人数的三分之一。此外，由于农药残留量超标，我国出口的农产品被拒收、退货、 销毁的现象时有发生，因此造成的外贸损失每年约70 亿美元【l “。 1 1 农药污染及有机磷农药 1 1 。l 农药对环境和农作物的污染 农药对环境的污染是多方面的，进入环境的农药在环境各要素间不断进行迁移、 转化，并通过食物链富集，最后对生物和人体造成危害。大气中的农药污染主要来 自为各种目的而喷洒农药时所产生的药剂飘浮物和来自农作物表面、土壤表面及水 体中残留农药的蒸发、挥发扩散。此外，农药厂排出的废气也是农药污染大气的主 要原因。大气中的农药飘浮物在风的作用下可跨山越海，到达世界每个角落。水体 中的农药主要来自农田施药和土壤中的农药被水流冲刷及农药厂废水排放进入水 体。土壤中的农药主要来自：农药的直接施用；通过浸种、拌种等方式进入土 壤；飘浮在大气中的农药随降雨和降尘落到地面进入土壤【。农作物与食品中的 农药残留一方面来自施药后对作物( 或食品) 的直接污染，另一方面来自作物从污 染环境中对农药的吸收以及食物链与生物富集。 1 1 2 有机磷农药的危害及其性质 农药施用在作物上后，由于外界环境条件的影响，可能引起药剂的挥发、冲刷、 重庆大学硕士学位论文1 绪论 降解等等，但残留的小部分农药被人畜长期少量的摄食，造成在人畜体内的积累， 就能引起内脏机能受损，或阻碍正常生理代谢过程而发生毒害，从而造成慢性中毒。 农药污染它威胁着我们赖以生存的地下水、地表水和土壤环境，威胁着整个生态系 统，可能对农业、畜牧业、水产养殖业生产，乃至农村及城市居民的生活质量产生 长期而深刻的影响。 有机氯农药曾是我国使用规模最大的农药，8 0 年代初达到高峰，由于其高毒、 高残留性以及在生物链中的富集、转移，从1 9 8 3 年起我国开始禁用了六六六和滴滴 涕等有机氯农药。从2 0 世纪4 0 年代到7 0 年代，有机磷杀虫剂被广泛的使用，是目 前生产实践中应用最广泛的一类，国内外都大量生产并大面积使用。有机磷农药的 广泛使用产生了业内人士通常称为“三个7 0 ”的问题：即杀虫剂占整个农药量的 7 0 ，有机磷杀虫剂占杀虫剂总量的7 0 ，高毒产品占有机磷杀虫剂的7 0 。由于 这些高毒有机磷杀虫剂大面积的、不科学、不按说明和规定的盲目使用，给我国农 产品质量安全带来了很大压力；另一方面，有机磷农药真正用于毒杀虫害的量通常 仅占使用总量的很少部分，约1 0 9 6 2 0 左右，其余大部分都直接进入了环境【1 1 。 有机磷农药的种类十分繁多，现世界上有机磷农药的种类达1 5 0 多种。这类杀 虫剂具有触杀、胃毒兼内吸或熏蒸作用，主要作用机制系抑制害虫体内神经组织中 的“乙酰胆碱酯酶”或“胆碱酯酶”的活性，与胆碱酯酶结合形成磷酰化胆碱酯酶 复合体，失去催化乙酰胆碱的作用，使乙酰脂碱积累，影响神经兴奋传导而使害虫 发生痉挛、麻痹、死亡。有机磷农药大多数属于酯类，一般分为四类：磷酸酯类、 硫代磷酸酯类、焦磷酸酯类、磷酰胺类 1 2 - 1 5 l 。有机磷杀虫剂有如下特点：药效高， 杀虫谱广。化学结构变化多，品种数量大。一些品种具有内吸性，施药方便。 有利于保护益虫和昆虫天敌。化学性质不稳定，易水解、氧化、热分解。 大多 数对作物安全，不会产生药害。 在碱性条件下易分解。有机磷农药一般难溶于水( 乐 果、敌百虫除外) ，易溶于有机溶剂。在自然界易水解或生物、残留时间短，大部分 品种不易在人畜体内累积。部分有机磷农药理化性质见表1 1 。 我国有机磷农药生产量约占全国农药总产量的一半以上，其中产量最大的达万吨 级的有机磷农药品种有敌百虫、敌敌畏、乐果、氧化乐果等。有机磷类农药虽然在 环境中容易降解、残留的时间较短，但是由于有机磷类农药大都是高毒性的，因此 有机磷农药对农畜产品的污染相当突出，粮食作物和经济作物中均有检出。其中乐 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 1 表1 1 有机磷农药性质 ! 丝! ! ! ：! 曼垒咝堕竖塑p 坠苎e 垦2 竺壁垒! i 堂垦箜! ! 坚 农药名称性质 甲胺磷 乙酰甲胺礴 甲拌磷 治螟磷 氧化乐果 乐果 皮蝇礴 毒死蜱 倍硫磷 马拉硫磷 杀螟琉磷 对硫磷 喹硫磷 1 4 1 0 6 易溶于水、乙醇，甲醇，丙酮等极性溶剂和二氯甲烷、二氯乙烷等氯代烷烃中，稍溶于 荤、二甲苯遇强酸或碱分解，对铜、钢有腐蚀性 2 2 0 9 2 稍涪于水，能与大部分有机溶剂混溶。残效期短在饱和的敌敌畏水溶液中转化成磷酸 氢二甲酯和= 氯乙醛，其水解速度每天约3 ，在碱性溶液中水解更快 1 8 3 雌易溶于永，甲醇，丙酮等援性有机溶翘租二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烷烃中，精溶于其 他有机溶剂。在酸性介质中稳定。在碱性介质中易分解 2 6 0 0 3 在室温下，水中溶解度为5 0 m g l ，可与四氯化碳、植物油、= 甲苯、醇类，醚类和醣类 棍溶在室沮下稳定。p i 巧7 时稳定，强酸或碱介质中。能促进水解，其速度取决于温度和酸 碱度。 3 2 2 1 6 易溶于多种有机溶剂难溶于石油醚和水遇碱易分解，对铁有腐蚀性 2 1 3 1 0 易溶于水，丙酮、乙醇、氯仿正丁醇及许多烃类，徽溶于乙醚。不溶于石油醚。在中 性及偏酸性介质中较稳定，遥碱易分解，其永溶液不能久贮，分解很快 2 2 9 1 6 2 微溶于水，除饱和烃如己烷、庚烷外，能溶于大多数有机溶剂。2 1 c 水中的溶解度为2 5 9 a 对日光稳定，在碱性溶液中很快水解水溶液在室温时也稳定加热转化甲硫基异构物，不能与 碱性农药混用 涪于水。易涪于大多数有机溶剂，在以下于中性或酸性介质中稳定不可与碱性物质如石 灰硫黄液或波尔多液混合 3 5 0 4 9 水中溶解毒为2 毫克f 升，易溶于异辛烷，甲醇等有机溶剂在酸性介质中稳定。在碱 性介质中易分解对铜和黄锅有腐蚀挫 2 7 8 2 0 徽溶于水，溶于甲醇乙醇、丙酮等有机溶剂对光和碱稳定，加热至2 1 0 c 不分解 3 3 0 2 几乎不溶于水或脂肪烃，溶于醇，酮、醋氯代烃、芳香烃和植物油等在中性和酸性 介质中水解很慢，偏碱性时，水解就显著加快在有铜、铁、锈、铝等存在时更能促使分解 2 7 7 1 4 不涪于水，溶于大多数有机溶剂，能与甲醇、乙醇、丙酮苯、氯苯混涪在链烃中溶 解度较小，部分溶于石油醚和煤油在室温下稳定，遇碱分解失效蒸馏会引起异构化 2 9 1 1 5 相对密度1 2 6 5 ( 2 5 c ) ，难溶于水和石油，涪于动植物油、苯、丙酮、氯仿、乙醇等。 2 5 c 水中溶解度为2 4 m g f i ，在碱性介质中迅速水解lp i - 1 5 6 。水解1 需6 2 天 2 9 8 1 8 水中溶解度低，易涪于乙醇、乙醚、丙酮和芳香烃，徽涪于石油醚遇酸水解 三些登j ! i ：垫罂三奎鳖塑壅! ! ! 堡生：整王盔壹墼壹垫竖型： 果，敌敌畏，敌百虫，辛硫磷主要有机磷农药品种的残留均超标。蔬菜中残留问题 重庆大学硕士学位论文1 绪论 更为严重，由其生长期短的蔬菜，由于害虫多，施用量大，加之违章非正常操作， 农药残留超标问题十分突出。另一方面有机磷农药不易溶于水，因此在食用过程中 难以很好的去除其污染，从而使得广大消费者深受其害【l 纠7 l 。 2 0 0 5 年1 月1 日，我国撤销2 8 4 个非原药生产企业含有甲胺磷等5 种高毒农 药制剂产品的登记，其中甲胺磷制剂产品9 4 个，对硫磷制剂产品6 7 个，甲基对硫 磷制剂产品9 0 个，久效磷制剂产品3 2 个，磷胺制剂产品1 个；同时国家对甲胺磷 等5 种高毒农药原药生产企业的7 0 个制剂产品的登记使用范围缩减为棉花、水稻、 玉米和小麦4 种作物，其中甲胺磷制剂产品2 6 个，对硫磷制剂产品7 个，甲基对 硫磷制剂产品2 2 个，久效磷制剂产品1 5 个。并且从2 0 0 7 年1 月1 日起，全面禁止 在农业上使用，只保留部分生产能力用于出口。 我国加入w 1 d 后，要提高我国农产品在国际市场上的竞争力，必须有能力回 答关于农药环境安全问题的质疑。因此，我们的农药残留检测分析工作必须及时与 国际接轨。 1 2 蔬菜中农药残留检测分析方法 随着农药残留超标问题不断地被人们所重视，相应的农药残留检测技术也得到 迅速发展。目前农药残留分析一般分为两大步骤：样品前处理与检测，其大致的流 程可用图1 1 表示。现代农药残留分析的种类极其繁多，形态各异，基体复杂，被 测组分含量往往较低，给测试工作带来许多困难。现代分析仪器和微型计算机的结 合，为农药残留分析提供了先进的手段，大大促进了其的发展，逐渐形成了日益增 多的分析仪器和分析方法。计算机在农残分析中的广泛使用，有力推动了食品仪器 分析的发展，使褥农药残留处在一个崭新的发展时代。 图i 1 有机污染物分析检测流程图 f i 9 1 1f l o w c h k t o f o r g a n i c 删l l i 眦啦a a a l y s 9 0 年代以后，农药残留分析技术日新月异，各种物理、化学以及色谱方法的广 4 重庆大学硕士学位论文1 绪论 泛应用，给样品预处理上提供了很多很好的手段。传统的分离和浓缩技术已得到了 升级和改进，新技术在应用研究中日趋完善，已有的不同技术的组合和交叉获得了 令人意想不到的处理效果，其中许多处理技术已经成为研究的热点。农药残留检测 分析方法日趋完善，并向简单、快速、灵敏、多残留、低成本、易推广的方向发展。 采用多残留检测技术和快速筛选检测技术，结合各种先进的、各具特色的前处理技 术检测食品中农药残留量已成为当今的发展趋势。目前在农药残留检测分析技术中 样品的检测技术主要有：气相色谱、液相色谱、超l 临界流体色谱、凝胶渗透色谱、 免疫分析法、生物传感器等【1 2 - , l 。 1 2 1 农药检测分析检测技术 气相色谱法( ( 屺) 是一种经典的分析方法。气相色谱采用气体作为流动相，由 于物质在气相中的流速比在液相中快得多，气体又比液体的渗透性强，因而气相色 谱柱阻力小，分离效率高。气相色谱适于挥发性的、在高温下稳定的化合物的分析 检测。利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样 被载气带入色谱柱中运行时，组份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，产生的离子流讯号经放大 后，在记录器上描绘出各组份的色谱峰。由于其具有操作简便、分析速度快、分离 效能高、灵敏度高以及应用范围广等特点，目前农药残留物检测7 0 采用气相色谱 法来进行。 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。气相色谱是色谱技术中最为 成熟的技术，也是目前食品中农药残留定量检测的主要设备。由于毛细管气相色谱 的发展，农药多残留检测、快速气相色谱、联机技术等得到了很大的提高。在气相 色谱分析法中，常用的检钡4 器有火焰光度检测器( f p d ) 、氮磷检测器( n p d ) ，这些选 择性检测器对农药有较好的灵敏度。质谱是目前最常用的农药残留定性确证手段， 近年来，质谱联用技术发展迅速，相继有报道利用c 把i t m s ( 气相色谱腐子捕获质 谱) 、c - c c i d m s ( 碰撞诱导解离质谱) 、c - c m s m s ( 多极质谱串联) 等技术分 析蔬菜、水果上农药残留，并获得较好的实验结果。采用质谱检测器可以对各种类 型的农药同时进行定性定量分析，应用选择离子监测技术，可提高分析的选择性。 1 2 2 蔬菜样品前处理技术 。 一般来说，可以直接进入仪器分析的样品是极少的。在大多数情况下，从生物 中或环境中获得的混合物样品极为复杂，待测组分含量太低，与仪器的最低检测限 相差甚远，以至于不能通过直接测定进行样品的定性及定量分析。所以，在仪器分 析前，一般需对我们要分析的样品成分进行初步的分离、色谱分离和浓缩，使其中 待测组分与样品中的其他组分尽可能地分离，使它们的浓度可以与用来测定的仪器 5 重庆大学硕士学位论文l 绪论 相适应，从而得到可以被仪器进行定性和定量分析的产物，样品的预处理问题对于 仪器分析最终的结果起着至关重要的作用，它是仪器分析及药物分析中极其重要的 一部分，也是仪器分析中非常困难和劳动力密集的一个环节，因此也需要通过反复 多次实验，才能得到结果。 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 前处理过程的好坏影响整个分析结果的准确性。在样品前处理方面，现代色谱分析 样品制备技术的发展趋势就是使处理样品的过程要简单、处理速度快、使用装置要 小、引进的误差要小、对欲测定组分的选择性和回收率要高。传统的样品前处理技 术如索氏提取，液液分配、柱层析等，不仅操作繁琐、费时，提取与净化效率低， 易引入误差，而且需使用大量有毒溶剂。随着科技的进步，一些新的样品前处理技 术，如固相萃取、固相微萃取、微波辅助萃取、样品固相分散萃取、自动索氏萃取， 在线高效流相色谱萃取、超临界流体萃取等不断被弓l 入农残分析中。样品前处理技 术正在向着省时省力、廉价、减少溶剂、减少对环境的污染、微型化和自动化方向 发展【踟2 】。近几年来发展速度较快的样品前处理技术主要有以下几种： 超临界流体萃取法( s u p e r c r i t i c a if l u i d 眨咄6 ，s f e ) 是当前发展最快的分析 技术之一，国外很多实验室已经用来作为液体和固体样品的前处理技术。其优点是 基本上避免了使用有机溶剂，简单快速，能选择性地萃取待测组分并将干扰成分减 少到最小程度，减少一般提取方法所占用的玻璃仪器及实验室，能实现操作自动化。 目前最常用的超l i 缶界流体是c 0 2 。为了改进对极性农药的萃取能力，常在c c h 中加 入少量极性溶剂如甲醇。由于s f e 需要一定的特殊设备，使目前广泛应用受到限制， 但由于它具有许多独特的优点，其应用前景十分光明。作为一个分离过程，超临界 流体萃取介于精馏和液体萃取之闯，它在某种程度上结合了蒸馏和萃取过程的特点。 1 9 8 6 年c a p r i e l 等开始将s f e 技术应用于农药残留分析。2 0 世纪9 0 年代，众多研 究者分别就植物样品、动物组织、果实、土壤、水等样品中多种杀虫剂、杀菌剂和 除草剂进行萃取，得到了较为理想的结果隅矧。 微波辅助萃取( m i c r o w a v ea i d e de x t r a c t i o n ，m a e ) 是指利用微波能强化溶剂萃 取效率，即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物( 主要是有机化合物) 的萃取过程，微波具有波动性、高频特性以及热特性或非热特性( 生物效应) 等特点。 微波辅助萃取有以下特点：1 、速高效。样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作 用下，以1 0 9 s 圈的速度变换其正、负极，产生偶极涡流、离子传导和高频率摩擦， 从而在短时间内产生大量的热量。偶极分子旋转导致的弱氢键破裂、离子迁移等加 速了溶剂分子对样品基体的渗透，目标分析成分很快溶剂化，使微波萃取时间显著 缩短。2 、加热均匀。微波加热是透入物料内部的能量被物料吸收转换成热能对物料 加热，形成独特的物料受热方式，整个物料被加热，无温度梯度，即微波加热具有 6 重庆大学硕士学位论文l 绪论 均匀性的优点。3 、选择性。微波对于介电性质不同的物料呈现出选择性的加热特点， 介电常数及介质损耗小的物料，对微波的入射可以说是“透明”的。溶质和溶剂的 极性越大，对微波能的吸收越大，升温越快，促进了萃取速度。而对于不吸收微波 的非极性溶剂，微波几乎不起加热作用。所以，在选择萃取剂时一定要考虑到溶剂 的极性，以达到最佳效果。4 、生物效应d 热效应) 。由于大多数生物体内含有极性 水分子，在微波场的作用下引起强烈的极性震荡，从而导致细胞分子间氢键松弛， 细胞膜结构被电击穿破裂，加速了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。 因此，利用m a e 从生物基体萃取目标分析成分时，能提高萃取效率。微波辅助萃 取通过偶极子旋转和离子传导两种方式里外同时加热，通过微波强化其萃取速度、 萃取效率及萃取质量等方面与其它萃取技术相比有明显的优势，是一种非常具有发 展潜力的新的萃取技术。微波萃取的缺点；一是需使用极性溶剂；二萃取后要过滤， 这就不易与气相色谱等仪器联机而实现自动化。微波应用于环境分析已经比较成熟， 但在食品分析中还未获得广泛应用d - 3 2 1 快速溶剂萃取技术( 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 ) 是根据溶质在不同 溶剂中溶解度不同的原理，利用快速溶剂萃取仪，在较高的温度和压力条件下，选 择合适的溶剂，实现高效、快速萃取固体或半固体样品中有机物的方法。其突出的 优点是：有机溶剂用量少，l o g 样品一般仅需1 5 m l 溶剂；快速完成一次萃取的全过 程的时间一般仅需5 m i n ；基体影响小。对不同基体可用相同的萃取条件；萃取效率 高，选择性好。a s e 被用来检测食品中的有毒有害物质含量、农药残留和确定食品 中脂肪含量等 3 4 - 3 7 1 。 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 ) 是一种基于液固分离萃取原理的 样品预处理技术目前被广泛应用于临床、医药、食品、环境等领域。s p e 是另一种 色谱技术应用的形式，根据柱填料大体可分为吸附型( 如硅胶、大孔吸附树脂等) 、 分配型她、c 。和苯基柱等) 和离子交接型。在选择合适的萃取柱和洗脱液及其他优 化条件后，可使萃取、富集、净化一步完成，然后直接进行气相色谱法或高效液相 色谱法分析。固相萃取的操作步骤主要包括柱的预处理( 活化) 、加样、柱的洗涤、 柱的干燥、分析物的洗脱五个步骤。与l l e 等传统分离富集方法相比，s p e 具有高 回收率和高富集倍数、有毒有机溶剂用量少、操作简便、易于实现自动化等优点。 在固相萃取中，固相对分离物的吸附力比溶解分离物的溶剂更大，目前s p e 被广泛 应用于临床、医药、食品、环境等领域 2 9 - 3 3 , 3 s 。 固相微萃取( s o l i d - p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p 脏) 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，它是在固相萃取技术上 发展起来的一种兼样品制备的前处理技术。s p m e 的原理是利用待测物在基体和萃取 相之间的非均相平衡，使待测组分扩散吸附到石英纤维表面的固定相涂层，待吸附 7 重庆大学硕士学位论文l 绪论 平衡后，再以气相色谱或高效液相色谱分离和测定待测组分。s p m e 技术具有简便、 快捷、无需萃取溶剂的特点，非常适用于农药残留分析。影响固相微萃取结果的因 素包括萃取头的类型、萃取时间、离子强度、解吸附温度和解吸附时间等。s p m e 克 服了以前萃取方法的缺点，不需使用有机溶剂，设备简单，可与其它分柝仪器在线 联用，易于自动化。s p m e - g c 是最早发展、较为完善、广泛应用的联用技术，s p m e 与g c 联用进行样品中挥发性或半挥发性有机物的分析，s p m e 装置可在气相色谱仪 的进样口直接进样。s p m e g c - m s 联用技术适用于挥发和半挥发性有机杀虫剂、除草 剂等农药的残留分析，主要包括有机氯类( 0 c s ) 、有机磷类( 0 p s ) 、有机氮类( 多为三 嗪类) 、氨基甲酸酯类等化合物，所涉及的样品则多为环境样品，如水、土壤等，也 有生物样品 3 0 - 3 2 3 9 l 。 基质固相分散( m a t r i xs o l i d - p h a s ed i s p e r s i o n ，m s p d ) 是由b a r k e r 于1 9 8 9 年 首次提出，这项技术的优点是不需要进行组织匀浆、沉淀、离心、p h 调节和样品转 移等操作的步骤。骼p d 的原理是将c 。等固相萃取吸附剂与固体、半固体或黏性的 样品一起研磨，得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱，然后用不同的溶液淋 洗柱子，将各种待测物洗脱下来 4 0 - 4 0 2 。 1 3 有机磷农残检测限标准及检测标准方法 2 1 世纪是健康和生命受到空前关注的世纪，农药残留超标问题己越来越受到社 会的关注和高度重视。在全球经济一体化不断加快的形式下，各国政府纷纷修订了 食品中农药最高残留限量，新修订的标准越来越严，限量普遍越来越低，对农产品 中农药残留的检测工作也给予高度重视。w t o 协定中明确提出了在食品安全方面， 国际食品法典标准( c a c 标准) 是其认可的国际标准唧。美国、日本、加拿大等西方 发达国家或地区，出于维护本国经济利益和保护人们健康的需要，相继也对进口食 品中农药残留量等卫生指标提出了愈来愈严格的要求【船】。 近年来国外对中国出口农产品的农药残留要求，尤其是对安全卫生的要求十分 苛刻。日本对我国番茄酱提出了多达1 1 6 项农药残留项目，而且要求的残留限量标 准极严。并要求提供番茄种植地3 年来所轮种的各种农作物使用的农药种类和农残 证明，还包括番茄地周围所种植的其它农作物使用的农药种类和农残证明。加拿大、 美国，智利等国家对进口香梨盼要求很严格，不仅对果园要求注册管理，而且一经 发现检疫性有害生物就立即退货，同时对农药残留也有明确、严格的规定。欧盟曾 以我国出口的水产品和肠衣等动物源性食品中含有氯霉素为由，对我国动物源性食 品全面停止进口长达两年之久。经过我国多次反复交涉，欧盟委员会才于2 0 0 4 年7 月1 6 日宣布解除中国部分动物源性食品的进口禁令。因此，国外对我国农产品农 药残留要求符合其本国的残留标准要求，可能更严格1 4 9 - 5 3 8 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 3 1 我国农药残留标准 我国蔬菜农药残留指标和指标涉及的农药都比较少，残留指标分别是c a c 的 7 o 欧盟的9 9 0 , 4 ；涉及的农药种类分别是c a c 的3 5 6 ，是欧盟的6 8 4 。可 见，我国蔬菜农药残留标准与国际组织和发达国家相比不仅农药种类少，农药残留 指标更少。这是导致我国蔬菜质量安全标准体系不健全，我国蔬菜技术性贸易壁垒 作用不显著的关键因素嗍 我国1 9 9 7 年和1 9 9 9 年，分别颁布了中华人民共和国农药管理条例和中 华人民共和国农药管理条例实施办法。至2 0 0 0 年我国已制定了7 9 种上( 类) 农副产 品中的1 9 7 种农药最高残留限量，1 9 9 4 年公布的食品卫生标准中，规定了蔬菜中甲 胺磷残留限量为0 1 m g k g 。到2 0 0 4 年1 0 月，我国国家标准中涉及食品中农药最大 残留限量的标准共8 3 项。其中专门针对具体农药制定的最大残留限量标准有3 7 项， 其余均来源于针对具体产品的卫生标准，共涉及1 8 类食品达4 2 5 个指标。这些标准 中除9 项标准是推荐性标准外，其他7 4 项标准均为强制性标准。在农药最大残留限 量标准中，涉及蔬菜、水果及其制品的指标值个数占4 7 8 “j 。 2 0 0 5 年中华人民共和国卫生部和中国国家标准化管理委员会联合发布的食品 中农药最大残留量( g b2 7 6 3 2 0 0 5 ) 中，对有机磷农药残留做出了更为全面和严格 的规定，甲胺磷在蔬菜上的残留限量提高到了0 0 5 m g k g 。表1 2 列出了食品中农药 最大残留量( g b2 7 6 3 2 0 0 5 ) 中一部分有机磷农药残留限量标准。 表1 2 我国蔬菜中有机磷农药残留限量标准( g b 2 7 6 3 - 2 0 0 5 )单位：m g 【g 型! ! ：! 堡鲤坠鲢塑! 堡墅! 堕! 堕! ! 堕堂塑趔! 垫堂箜曼；! ! ! 墨螋旦 壅煎鱼整量壹瑟宦腿量i 里然醯壅垫垄签星基壁虽哩量( 坐g 蚴 d d v0 2毒死蜱01 甲胺磷0 0 5甲基对硫磷 o m c g 果) 乙酰甲胺磷1马拉硫磷0 5 - ，2 二嗪磷o 1 ( 稻谷、小麦) 喹硫磷 0 2 ( 水稻) 墨墨q ：窆! ! 煎壁! 星! 查塑1 1 3 2 国外农药残留限量 农产品中农药残留已成为世界各国关注的焦点，f a o 和w h o 共同组建的食品 法典委员会发布的食品中农药最高残留限量( c o d e xm r l s ) 是当前国际上公认的通 用标准，c a c 现在己经发布了3 0 0 0 多个农药最高残留限量标准；欧盟、美国和日 本等世晃各国也制定了各类食品的限量标准。日本在1 9 6 8 年时制定了第一批农药最 高残留限量( m r l ) ，1 9 9 7 年对1 6 1 种农药设定了8 0 0 0 个m r l ，至2 0 0 2 年日本卫生 9 重庆大学硕士学位论文l 绪论 省对2 1 8 种农药制定出近9 0 0 0 个m r l ，其中对蔬菜类的最为齐全，有3 7 2 8 个。2 0 0 6 年5 月2 9 日，日本针对农产品的新规定食品中残留化学品肯定列表制度已实旖。 这项制度涉及了所有农业化学品的管理，范围之广、正式标准之严前所未有。日本 是我国农产品出口的第一大市场，这一新标准将大大提高我国农产品企业的出口成 本，极大的影响我国农产品的对日出口。表1 3 列出了c a c 、欧盟和美国上有机磷 农药残留限量标准；表1 4 列出了日本食品中残留化学品肯定列表制度机磷农 药残留限量标准。 表1 3 国外蔬菜中有机磷农药残留限量标准( 单位：删班固 里塑! 曼! 曼里堡塑竺垡塑! 皇墼旦堡璺垫仑塑壁垒堂型曼! 兰垫竺! 臣塑曼堡 农药名称c a c欧盟美国 农药残留直接影响到我国的农产品在国际市场上的竞争力，农药残留超标也会 影响农产品的贸易。控制农产品中农药残留量的关键环节之一就是对农产品中农药 残留量及时、准确的分析检测，以监控农药的合理使用，同时杜绝农药残留超标产 品上市销售。目前我国农药残留检测方法主要有两大类一农药残毒快速检测法和色 谱检测法。农药残毒快速检测法主要用来防止有机磷和氨基甲酸酯类农药残留严重 超标的蔬菜和水果流入市场。色谱检测法是为农药残留执法提供依据。 1 0 重庆大学硕士学位论文1 绪论 表1 4 食品中残留化学品肯定列表制度( 2 0 0 6 ) 单位：m 眺g 型! ! ：! 堡堕塑型些墅垫盟趔堕! 墅些! 堕啦垫塾型啦垡螋 洋葱 葱( 韭葱) 韭菜繁殖洋葱大蒜 其它百合 科蔬菜 ( 加”为暂定标准) 1 3 3 我国蔬菜中农药残留检测标准方法及适用对象 为了应对国际贸易的发展、控制农产品中农药残留量、保障人类的安全健康，必 须对农产品中农药残留量及时、准确的分析检测，以监控农药的合理使用。目前我 国农药残留检测标准方法主要是色谱分析方法及农药残毒快速检测法。2 0 0 5 年又发 布了几项农药残留检测g c 惦和h p l c m s 同时测定水果、蔬菜和粮谷中四百多种农 药残留分析方法。目前我国有机磷农药残留检测的国家标准方法详见表1 5 。 1 4 基质固相分散的影晌因素及其在农残分析中的应用 粥p d 方法最初是1 9 8 9 年由美国l o u i s i a n a 州立大学的s t a t e nb a r k e r 教授提 出，用于动物组织样品中抗生素等药物的提取和净化。m s p d 的基本原理是将c 。等 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 固相萃取吸附剂与固体、半固体或黏性的样品一起研磨，得到半干状态的混合物并 将其作为填科装柱，然后用不同的溶液淋洗柱子，将各种待测物洗脱下来。其依据是 采用c 。等聚合物破坏细胞膜并将组织分散，c 。等聚合物充当分散剂。在样品与固 体材料研磨过程中，利用剪切力作用将组织分散。键合的有机相，将样品组分溶解 和分散在支持物表面【柚4 6 l 。 表1 5 蔬菜中有机磷农药残留检测分析方法的国家标准 ! 垫! ! ! ：! 堡刨! 塑! ! 堡唑堡堡些鲤堕鳃罂e 堕堡坐塑i ! 坚垫翌鳇堂堡 标准号和标准名称适用对象及方法 g b t1 9 6 4 8 - 2 0 0 5 水果和蔬菜中4 4 6 种农药多残 留测定方法气相色谱质谱和液相色谱串联质 谱法 g b t 5 0 0 9 9 9 - 2 0 0 3 蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯 类农药残留量的快速检测 g b , r r 5 0 0 9 1 4 5 - 2 0 0 3 植物性食品中有机磷和氨基 甲酸酯类农药多种残留的测定 g b t 5 0 0 9 1 0 3 - 2 0 0 3 植物性食品中甲胺磷和乙酰 甲胺磷农药残留量的测定 g b t 5 0 0 9 2 0 - 2 0 0 3 食品中有机磷农药残留量的 测定 g b t1 4 5 5 3 - 2 0 0 3 粮食、水果和