（分析化学专业论文）蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯农药的快速检测新技术.pdf

内容摘要 本研究提出了一种用于蔬菜生产基地、农产品批发市场和防疫部门等单位，可快 速、半定量地测定蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯农药残留量的低成本、高灵敏方法。本 方法测定有机磷农药的原理为：利用吸附剂去除蔬菜萃取液中的非有机磷农药的含磷 共萃物，采用过硫酸钾消解，将萃取液中的有机磷农药转化为正磷酸盐，通过测定的 正磷酸盐浓度计算出蔬菜样品中有机磷农药的总残留量。本方法测定氨基甲酸酯类农 药的原理为：利用吸附剂去除蔬菜萃取液中的干扰物质，用碱液将其中的氨基甲酸酯 水解为甲胺，再加入衍生化试剂得到强荧光物质，由测得的荧光强度计算蔬菜样品中 的氨基甲酸酯类农药的总残留量。 本方法测定1 个蔬菜样品用时3 0 r a i n ，同时测定1 2 个蔬菜样品用时约6 5 m i n ；对 有机磷农药的检出限为o 0 8 0 3 6 m g k g ，对氨基甲酸农药的检出限小于o 1 5 m g k g ； 测定1 个样品的试剂成本为0 ：6 元；设备投资不超过5 万元；对操作人员的素质要求 不高：具很强的抗干扰能力，测定结果准确，少有假阴性和假阳性；对不同农药的灵 敏度差异小，因而可以更科学地设定农药残留超标限值；本方法和日前常用的酶抑制 率法相比，有更高的准确度、可靠性和灵敏度，更低的成本，具有很好的先进性。 采用本方法测定蔬菜中的有机磷和氨基甲酸酯农药可以基本保证农残超标的蔬 菜不进入市场，将为保障消费者的健康发挥重要作用，产生良好的社会效益和经济效 益。 关键词：有机磷农药，氨基甲酸酯农药，蔬菜，快速测定 a b s t r a c t a1 1 i g h s e n s i t i v i t y a n dl o wc o s tn o v e lm e t h o df o r t h er a p i dd e t e r m i n a t i o no f o r g a n o p h o s p h o r o u sa n dc a r b a m a t ep e s t i c i d e si nv e g e t a b l e sw a sd e v e l o p e di nt h i ss t u d y i t c o u l db ea p p l i e di nt h el a b o r a t o r i e so fw h o l e s a l em a r k e tf o ra g r i c u l t u r a lp r o d u c t s ，c e n t e r f o rd i s e a s ec o n t r o la n dv e g e t a b l ec o m p a n yt od e t e c tt h er e s i d u a lo f p e s t i c i d e si nv e g e t a b l e s ， t h ep r i n c i p l eo ft h ed e t e r m i n a t i o no fo r g a n o p h o s p h r o u sp e s t i c i d e sw a ss u m m a r i z e da s f o l l o w s ：a na d s o r b e n tw a sa p p l i e dt or e m o v et h en o n - t a r g e to r g a n o p h o s p h r o u sc o m p o u n d s ( o r g a n o p h o s p h r o u sp e s t i c i d e sw e r en o ti n c l u d e d ) i nt h ev e g e t a b l ee x t r a c t s ，a n dt h el e f t o r g a n o p h o s p h r o u sp e s t i c i d e s i nt h ee x t r a c tw e r et r a n s f e r r e di n t o p h o s p h a t ew i t ht h e o x i d a t i o no fp o t a s s i u mp e r s u l p h a t e ，t h e nt h er e s i d u a lo fo r g a n o p h o s p h o r o u sp e s t i c i d e si n v e g e t a b l e c o u l db ec a l c u l a t e df r o mt h ed e t e r m i n e dc o n c e n t r a t i o no fp h o s p h a t e t h e p r i n c i p l eo ft h ed e t e r m i n a t i o no fc a r b a m a t ep e s t i c i d e sw a ss u m m a r i z e da sf o l l o w s ：a n a d s o r b e n tw a sa p p l i e dt or e m o v et h ei n t e r f e r i n gs u b s t a n c e si nt h ev e g e t a b l ee x t r a c t s ，a n d t h el e f tc a r b a m t ep e s t i c i d e sw e r eh y d r o l y z e di n t om e t h ) r l a m i n e 、i mn a o h t h e nt h e m e t h y l a m i n e w a sd e r i v e di n t oaf l u o r e s c i n g c o m p o u n dw i t ho p h t h a l a l d e h y d ea n d m e r c a p a n t ，t h er e s i d u a lo fc a r b a m a t ep e s t i c i d e si nv e g e t a b l ec o u l db ec a l c u l a t e df r o mt h e f l u o r e s c e n c ei n t e n s i t y , t h et i m ef o rt h i sm e t h o dt od e t e c to l l es a m p l ew a sa b o u t3 0r a i n a n d6 5m i nw a s n e e d e df o rab a t c ho f1 2s a m p l e s t h em e t h o dd e t e c t i o nl i m i tf o ro r g a n o p h o s p h o r o u s p e s t i c i d e s w a sb e t w e e n o 0 8 - 0 3 6 m g k g a n d l o w e rt h a no 1 5 m g k gf o rc a r b a n m t e p e s t i c i d e s t h ec o s tf o ro n es a m p l ei sa b o u t0 6r m l 3 c o m p a r e dw i t ht h ew i d e l yu s e d e n z y m ei n h i b i t i o nm e t h o d ，t h i sm e t h o dh a sh i g h e rs e n s i t i v i t y , l o w e rd e t e c t i o nl i m i ta n d c o s t t h ea p p l i c a t i o no ft h i sm e t h o dw i l lh e l pt h eg o v e r n m e n ta n da g e n c i e sk e e pe f f i c i e n t l y t h ev e g e t a b l e sa w a yf r o mh i g hp e s t i c i d er e s i d u e s ，s oa st op r o t e c tt h eh e a l t ho f t h ep e o p l e k e y w o r d s ：o r g a n o p h o s p h o r o u sp e s t i c i d e s ，c a r b a m a t ep e s t i c i d e s ，v e g e t a b l e ，r a p i d d e t e r m i n a t i o n 图表清单 表1 1 蔬菜中各种农药的最大残留限量和两种快速检测标准方法的检出 限：； 表2 1 各种蔬菜的空白吸光度8 表2 2 不同浓度的1 5 种有机磷农药在不同蔬菜中的加标回收率9 表2 3 各农药的水溶解度和萃取效率1 0 表2 4 各农药的检出限( 以3 倍空白吸光度的标准偏差计) 1 0 表2 s 各农药的检出限( 以o 1 a 值对应的蔬菜样品中农药含量计) 1 1 表2 6 三种方法的检出限及规定的农药最大残留限量1 1 表2 7 不同吸光度限值所对应的蔬菜样品中各种农药的浓度1 2 表2 8 含不同浓度农药的菜胆6 次平行测定的吸光度及相对标准偏差1 2 表2 9 第一批样品的测定结果1 3 表2 1 0 第二批样品的测定结果1 5 表2 1 1 第三批样品的测定结果1 6 表2 1 2 第四批样品的测定结果1 7 表2 1 3 吸光度处于0 1 o 1 5 之间的样品的测定结果1 8 表2 1 4 吸光度大于o 1 5 的样品的测定结果1 9 表2 1 5 本方法和气相色谱法对菜胆上农药的测定结果2 1 表2 1 6 本方法所需的仪器种类数量及大致价格2 2 表2 1 7 本方法测定1 个样品和同时测定1 2 个样品所需时间2 3 表2 1 8 本方法和酶抑制率法的特点2 3 表3 1n 氨基甲酸酯的分子量和水中溶解度2 6 表3 2 不同浓度时三种氨基甲酸酯水解衍生物的荧光强度2 6 表3 3 不同种类蔬菜的测定液的荧光强度2 7 表3 4 不同浓度的6 种氨基甲酸酯农药在4 种蔬菜上的加标回收率2 8 表3 5 本方法测定1 个样品和同时测定1 2 个样品所需时间2 9 1 绪论 1 绪论 农药对蔬菜的增产增收做出了巨大贡献，但是多年来由于大量和连续地使用农 药，使蔬菜病虫对化学农药产生了普遍的抗药性，菜农只能靠加大农药的用量才能达 到控制蔬菜病虫害的目的。农药的大量使用以及菜农安全意识的薄弱使蔬菜中农药残 留量超标问题突出 1 “，由于食用农药残留量超标的蔬菜引起的急性中毒事件屡有发 生日 。这些急性中毒事件还能引起人们的关注，但慢性中毒和蓄积性中毒的情况无从 知晓，其后果可能更为严重。蔬菜与人们的日常生活密切相关，其质量的好坏直接影 响人们的健康。因此，如何阻止农药残留量超标的蔬菜进入人们的餐桌，是一个非常 重要的课题。 用在蔬菜上的农药主要有两大类：一类是杀虫剂，另一类是杀菌剂。杀菌剂在蔬 菜中的残留时有超标，但一般不会造成严重危害，造成主要危害的还是杀虫剂。用于 蔬菜的杀虫剂主要有三大类：有机磷类、氨基甲酸酯类和菊酯类。杀虫剂中有机磷农 药的用量占7 0 ，而其中7 0 是高毒性的，所以造成蔬菜农残超标的主要来源是有 机磷农药，绝大多数的蔬菜中毒事件为有机磷农药引起。 为了阻止农药残窘量超标的蔬菜进入人们的餐桌，管理部门所采取的措施是在蔬 菜销售前测定其中的农药残留量，销毁那些农药超标的蔬菜。目前，蔬菜中农药残留 的测定方法主要有色谱法【4 卅和酶抑制法 8 - 1 3 】。色谱法结果准确，但需要昂贵的仪器、 熟练的操作人员，且操作烦琐、费时、消耗大量有机溶剂。包括样品预处理在内，分 析单个样品需几小时和几十甚至几百m l 溶剂。色谱法一般用作标准方法或仲裁方 法，而不宜用于大量样品中有机磷农药的快速测定。酶抑制法是目前最常用的蔬菜中 农药残留快速检测方法。有机磷和氨基甲酸酯农药能抑制昆虫神经系统中乙酰胆碱酯 酶的活性，造成神经传导介质乙酰胆碱的积累，影响昆虫正常的神经传导，使其中毒 致死。酶抑制法正是利用了这一原理，实现对蔬菜样品中的有机磷和氨基甲酸酯农药 的快速检测【8 t 3 1 。酶抑制法可分为酶抑制率法( 分光光度法) 和速测卡法( 纸片法) 1 3 1 。酶抑制率法可简单描述如下：用缓冲液或有机溶剂提取蔬菜中的农药，在提取液 中加入胆碱酯酶( 乙酰胆碱酯酶或丁酰胆碱酯酶) 及显色n - 硫代二硝基苯甲酸，放 置一段时间后，加入底物硫代乙酰胆碱，底物的酶水解产物和显色剂反应生成黄色物 1 绪论 质，用分光光度计在波长4 1 0 h m 处测定吸光度随时间的变化值，计算出抑制率，通 过抑制率可以判断出样品中高剂量有机磷和氨基甲酸酯农药的存在。一般是设定一个 抑制率限值如5 0 ，大于该值判为超标，小于该值则被判为不超标。速测卡法可简单 描述如下：用缓冲液提取蔬菜中的农药，将提取液滴至含有胆碱酯酶白色药片上，将 速测卡向内对折，使白色药片与含有乙酰胆碱类似物2 , 6 一二氯靛酚乙酸酯的红色药片 紧密接触，红色药片中的2 , 6 一二氯靛酚乙酸酯在白色药片上胆碱酯酶的催化下能迅速 发生水解反应，生成2 , 6 一二氯靛酚( 蓝色) 和乙酸，反应一定时间后，打开速测卡，若 白色药片变成蓝色，为阴性，若不变色或显浅蓝色，表示有有机磷、氨基甲酸酯类农 药的存在，其抑制了胆碱酯酶的活性，即抑制了水解反应。 酶抑制法的优点在于测定速度快，如速测卡法可以实现现场快速检测，单个样品 费时1 5 3 0 m i n 【1 3 】：操作简单，对操作者的素质要求不高。酶抑制法的应用对阻止农 残超标的蔬菜进入市场起了很大的作用。但也存在以下一些严重的缺陷： 1 ，该方法只能定性不能定量。它只能显示样品中是否有农药，而无法确定其种类和 大致含量。 2 ，该方法对大部分农药的检测灵敏度低( 见表1 - 1 ) ，检出限远高于蔬菜中农残的国 家限量标准【1 4 】，也就是说，该方法对农残量超过限量标准而低于方法检出限的蔬 菜无能为力，导致测定结果假阴性。 3 ，除了有机磷和氨基甲酸酯农药外，其它因素如重金属离子、反应温度、酶的来源 及活性等也会影响测定结果【m4 郇。因此该方法容易受干扰而导致误检【1 7 。 4 ，该方法的灵敏度因农药种类的不同有很大的差异，最大的相差几十倍( 见表l 一1 ) ， 且与农药的毒性不相关，因此无法科学地设定抑制率的限值。 5 ，成本相对较高，测定单个样品的成本为2 元左右【1 8 】。 6 ，测定葱、蒜、萝b 、韭菜、芹菜、香菜、茭白等样品时，由于其中含有对酶有影 响的植物次生质，容易产生假阳性的检测结果8 1 。 7 ，酶抑制法的测定结果不能作为最终的判定依据，必须经过色谱法的确认【l 。 总之，目前普遍使用的酶抑制法的测定结果不够准确，假阳性和假阴性结果时有发生， 检测成本也较高。假阳性给菜农造成经济上的损失，甚至引起管理部门和菜农之间的 纠纷：假阴性给人们的健康带来严重危害。因此，发展低成本的、能够更加准确测定 蔬菜中农药残留快速检测方法对阻止农残超标的蔬菜进入市场，保障人们的健康有重 1 绪论 大意义。本项目的目的在于为农贸市场和蔬菜生产基地提供一种可以快速且准确地测 定蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯农药残留量的低成本、高灵敏方法。 表1 1 蔬菜中各种农药的最大残留限量和两种快速检测标准方法的检出限 表示标准中未给出数据 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 2 1 基本原理 有机磷农药化学结构的一个显著特点是含有磷，有机磷农药在过硫酸钾溶液中消 解可以转化成正磷酸盐，而正磷酸盐可以用铝锑抗分光光度法测定。正磷酸盐的量可 以反映有机磷农药的量。本方法使用有机溶剂对蔬菜中的有机磷农药进行萃取，利用 吸附剂去除萃取液中的非有机磷农药的含磷共萃物，以消除干扰。用空气或氮气将净 化后的萃取液中的溶剂恰好完全吹扫干净，在残余物中加入过硫酸钾溶液，密封消解， 将有机磷农药转化为f 磷酸盐，最后用钼锑抗分光光度法测定消解后的溶液中的正磷 酸盐浓度，由此计算出蔬菜样品中有机磷农药的总残留量。 2 2 仪器和试剂 自制氮吹仪，自制多孔加热器，7 2 2 智能分光光度计( 厦门分析仪器厂) ，s k - 1 快速混匀器( 金坛市富华仪器有限公司) ，5 m l 玻璃消解试管，1 0 m l 和8 0 m l 塑料 离心管，5 m l 和5 0 1 _ t l 的可调移液器，自制针筒式过滤器，空气压缩机，台式离心机。 乙酸乙酯、无水硫酸钠、过硫酸钾、磷酸二氢钾、钼酸铵、酒石酸锑氧钾、硫酸、 抗坏血酸( 以上试剂均为分析纯，上海化学试剂公司) 。1 6 种有机磷农药标样( 中国 标准技术开发公司标样部) 。 1 0 ( w v ) 抗坏血酸溶液：1 9 抗坏血酸溶于水中，并稀释至1 0 m l 。该溶液储于 棕色瓶中于冷处保存。 4 ( w v ) 过硫酸钾溶液：4 9 过硫酸钾溶于水中，并稀释至1 0 0 m l 。 铜酸盐溶液：1 3 9 钼酸铵溶于1 0 m l 水中；0 0 3 5 9 酒石酸锑氧钾溶于1 0 m l 水 中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到3 0 m l ( 1 + 1 ) 硫酸中，加酒石酸锑氧钾 溶液并且混合均匀。该溶液储于棕色瓶中于冷处保存。 磷酸盐标准溶液：将磷酸二氢钾于1 1 0 。c 干燥2 h ，在干燥器中放冷。称取o 2 1 7 9 溶于水，移入1 0 0 0 m l 容量瓶中。加( i + 1 ) 硫酸5 m l ，用水稀释至标线。此溶液每 毫升含5 0 9 9 的磷。吸取5 m l 上述溶液于5 0 m l 容量瓶中，用水稀释至标线，此溶液 为磷酸赫标准溶液，每毫升含5 9 9 的磷。本溶液用于制作磷的标准工作曲线。 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 2 3 方法的基本步骤 本方法包括5 个步骤：萃取、净化、浓缩、消解、测定。 ( 1 ) 萃取 选取有代表性的蔬菜样品，冲洗掉表面泥土，将其切碎或绞碎，称取l o g 于萃取 管( 8 0 m l 离心管) 中，加入5 1 5 9 ( 视样品含水量而定) 无水硫酸钠和l o m l 乙酸乙 酯，将萃取管置于快速混匀器上混匀3 0 s ，将其中的7 m l 萃取液转移到净化管( 1 0 m l 离一t l , 管) 中。对于瓜类和豆类等蔬菜，可直接从萃取管倒出7 m l 萃取液，对于叶菜， 需要将萃取管离心后方可倒出7 m l 萃取液。 与酶抑制法不同，本方法借鉴色谱法测定蔬菜中有机磷农药的前处理方法，采用 有机溶剂萃取蔬菜中的有机磷农药以提高萃取效率。有机溶剂应选用毒性小、与水不 混溶的溶剂，如果选用与水混溶的溶剂如丙酮，那么由于萃取液中水分的存在，后续 的浓缩吹干步骤无法进行，且萃取溶剂会将蔬菜中的无机正磷酸盐萃取出来，干扰测 定。因此，本方法选用乙酸乙酯为萃取溶剂。 蔬菜中含有大量水分，为此在萃取试管中加入一定量无水硫酸钠去除水分，此措 施可以增大极性有机磷农药如甲胺磷、氧化乐果的萃取效率。 ( 2 ) 净化 往装有萃取液的净化管中加入2 5 9 的无水硫酸钠和o 0 2 5 9 活性炭，振荡2 m i n 使 活性炭和溶液充分接触，静置l m i n 后用5 m l 微量移液器吸取上层溶液5 m l ，将微量 移液器的吸头直接接入针筒式过滤器，过滤去除悬浮于溶液中的活性炭。滤液收集于 体积为5 m l 的消解管中。 磷元素是生命的必需元素。蔬菜中大量地存在各种形态的含磷化合物如无机磷酸 盐、核酸、三磷酸腺苷等。采用乙酸乙酯作为摹取溶剂可以避免无机磷酸盐进入萃取 液中，而有机磷农药和核酸、三磷酸腺苷等含磷化合物被萃取。非有机磷农药的含磷 化合物会严重干扰有机磷农药的测定，为此必须对萃取液进行净化，以去除干扰物而 保留有机磷农药。本方法采用活性炭作为吸附剂，对萃取液进行净化处理。研究显示 当活性炭的用量为o 0 2 5 9 时可获得很好的净化效果和较高的有机磷的农药回收率。 ( 3 ) 浓缩 将装有滤液的消解管置于温度为6 0 。c 的水浴中，用氮气或空气将管中的溶剂恰好 完全吹扫干净。 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 浓缩主要有两个作用，一是降低方法的检出限；二是将乙酸乙酯完全吹扫干净， 否则乙酸乙酯将消耗后续消解步骤中的过硫酸钾，使之用于氧化乙酸乙酯而不氧化有 机磷农药。 浓缩可以在氮吹仪中进行。但目前常用的氮吹仪很难满足本方法的要求，为此对 其作了些改进，特别制作了一台适用于本方法的氮吹仪，并己获实用新型专利授权。 利用该氮吹仪可以实现多个样品的同时浓缩，将5 m l 的乙酸乙酯萃取液完全吹扫干 净只需5 分钟。图2 1 是该氮吹仪的结构示图。 图2 1 氮吹仪示意图 1 温控装置，2 样品固定架，3 样品管，4 吹气管，5 针阀，6 位置调整螺丝，7 软管，8 固定螺丝，9 气源，1 0 水浴槽，1 1 样品固定 架底板，1 2 透明观察窗，1 3 发光二极管 该氮吹仪由于在水浴槽的一侧面设一透明观察窗，使操作者可以清楚地看到样品 管内样品体积的变化：另外，由于白色的样品固定架底板增加了对比度，当样品中的 溶剂接近吹干时，操作者可以看到样品管内即使是微升级的溶剂，从而实现将样品中 的溶剂完全吹干又不吹走被分析物质的操作。实验证明，采用该氮欧仪的浓缩吹干过 程不会引起有机磷农药的损失。在观察窗上方安装一排高亮度发光二极管后，即使在 弱光线或夜间环境也可以实现上述操作。 ( 4 ) 消解 往消解管中加入浓度为4 ( w v ) 的过硫酸钾溶液l m l ，将试管密封后嚣于消解 仪上，在1 6 5 。c 下加热消解l o m i n ，有机磷农药全部转化为正磷酸盐。 萃取液尽管经过净化，吹干后仍有极少量的残渣留于消解试管底部，为了保证这 些残渣被彻底氧化，加入消解管中的过硫酸钾的量应尽可能的多。但消解液的体积不 能过大，否则会造成方法灵敏度下降。另一方面，分光测定时需要一定的溶液体积。 6 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 综合考虑以上两方面的因素，将消解液体积确定为l m l 。 为了缩短消解时间和提高消解效率，消解温度应尽量高，但温度太高引起消解管 内压力太大，对操作者不甚安全。因此，本方法选用1 6 5 为消解温度，实验结果表 明在此温度下消解l o m i n 可将有机磷农药全部转化为正磷酸盐。 ( 5 ) 测定 待消解管冷却后，往其中加入5 0 “l 抗坏血酸溶液，混匀后再加入4 0 “l 钼酸盐 溶液，静置2 m i n 后，用7 2 2 智能分光光度计在7 0 0 n t o 波长下采用2 c m 比色池测定消 解后的溶液吸光度，再由工作曲线计算出消解后的溶液中磷的浓度( c 。，ug m l ) 。 如果样品o o p , 有一种己知农药，则由下式计算实验样品中该有机磷农药的残留量： c ：# 型( 1 ) w ，2 3 1 ， 其中c 为实验样品中有机磷农药的残留量( m 眺g ) ：c 。为消解后的溶液中磷的浓 度( ug m l ) ；v 为消解时所用的过硫酸钾溶液的体积( m l ；w 为称取的实验样品 的重量( g ) ；m 为农药的分子量；r 为该有机磷农药的萃取效率，即使用本方法萃取并 经过净化后的萃取液中的农药量与采用标准方法( 进出口商品检验行业标准s n 0 3 3 4 9 5 ，以下所说的气相色谱法均为此标准方法) 所测得的蔬菜中农药含量的比值。 本方法所用的萃取手段无法达到1 0 0 的萃取效率，不同种类有机磷农药因其物理化 学性质的不同，萃取效率不同，净化过程中有机磷农药也有少量损失，因而r 值随不 同农药变化，一般在3 0 8 0 之间。由于在萃取步骤中加入的乙酸乙酯的体积为 l o m l 而在浓缩步骤中所取的萃取液体积为5 m l ，因此实测样品的重量为w 的1 2 。 3 1 为磷的原子量。 如果样品中有多种农药，则由下式计算样品中有机磷农药的总残留量： ：里! ! 丝：r 2 、 w 2 3 1 ， 、。 其中c 为实验样品中有机磷农药的总残留量( m g k g ) ；为有机磷农药的平均萃取效 率：吖为有机磷农药的平均分子量，大部分有机磷农药的分子量在2 0 0 3 0 0 之间， 取其平均分子量为2 5 0 ；其它符号含义同公式( 1 ) 。由于本方法无法确定样品中有机磷 农药的种类，在实际测定过程中应采用公式( 2 ) 来进行计算。 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 2 4 方法有效性的验证 2 4 1 活性炭对萃取液中非有机磷农药含磷共萃物的去除效果 采集不同种类的蔬菜样品，用气相色谱法测定其是否含有机磷农药。取不舍有机 磷农药的菜样，按本方法进行测定，得到消解后溶液的吸光度，此吸光度称为该种蔬 菜的空白吸光度。实验测定了3 2 种蔬菜的空白吸光度，结果列于表21 。表中3 2 种 蔬菜的空白吸光度的平均值为o0 5 3 ，空白吸光度的标准偏差为_ o 0 1 6 。如果在净化过 程中不加活性炭，则各种蔬菜的字白吸j k 度均大于0 4 0 。由此说明采用活性炭为吸附 剂，对去除蔬菜萃取液中的非有机磷农药的含磷化合物是非常有效的。 剂，对去除蔬菜萃取液中的非有机磷农药的含磷化合物足非常有效的。 表2 1 各种蔬菜的空白吸光度半均值( n - 3 ) 蔬菜名称 包菜 四季豆 红辣椒 茄子 西芹 甜椒 长豆 香菜 菜胆 茭白 a 4 ” 洋葱 茼蒿菜 丝瓜 空心菜 胡萝h 吸光度( a ) 蔬菜名称空向吸光度( a ) 0 0 7 3 0 们2 花菜 0 0 8 7 0 0 0 9 00 6 7 00 0 6 西红柿 o 0 5 5 0 0 0 3 0 0 4 8 0 0 0 2黄瓜 0 0 5 2 o0 0 6 o 0 7 1 00 0 8大白菜 0 0 4 6 0 叭0 o 0 5 3 0 0 0 2 角椒 0 0 4 9 o0 0 5 o 0 7 1 0 0 0 6葫芦瓜o 0 5 0 - 4 - 00 0 6 0 0 4 1 o0 0 3风尾自 o 0 9 4 0 0 1 0 0 0 2 6 0 0 0 4芥菜0 0 7 8 00 1 1 0 0 5 4 00 0 3菠菜0 0 3 3 0 0 0 1 o 0 3 9 0 0 0 5芥蓝菜 o 0 6 5 00 0 4 00 4 2 00 7韭菜0 0 4 0 o 0 5 o 0 5 1 0 0 0 2 荷兰豆 0 + 0 3 6 00 0 4 0 0 3 2 4 - 0 0 0 5十白菜0 0 5 2 0 0 0 5 o 1 3 3 4 0 0 0 2西兰花 0 0 7 1 0 0 1 2 0 0 5 6 o0 0 4地瓜叶0 0 5 7 0 0 0 6 o 0 4 2 00 0 5 白萝h 0 0 5 3 o0 0 3 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 2 4 2 方法的加标回收率 取用气相色谱法确定的不含有机磷农药的某菜样，切碎，称取l o g 于萃取管中， 并加入一定量的某种有机磷农药标样，按2 3 步骤进行实验，最后得到消解液的吸光 度a s ；在空的消解管中加入相同的农药标样，加入量为前述的一半，待溶剂自然挥 发干净后消解，测定消解液的吸光度a p 。a s 扣除蔬菜样品本身的空白吸光度后和 a p 扣除试剂的空白吸光度后的比值，即为该农药的加标回收率。选取1 5 种常用的有 机磷农药，试验了3 种浓度下7 种蔬菜中的加标回收率，结果列于表2 2 。由该表可 见1 5 种有机磷农药的加标回收率基本上可达6 0 以上，说明这些有机磷农药在萃取、 净化和浓缩过程中的损失不大。 表2 2 不同浓度的1 5 种有机磷农药在不同蔬菜中的加标回收率平均值( n = 3 ) 2 4 3 有机磷农药的萃取效率r 和平均萃取效率i 的确定 选8 种常用的有机磷农药，分别为敌百虫、敌敌畏、甲胺磷、久效磷、氧化乐果、 乐果、毒死蜱、甲基对硫磷。由表2 3 可见，它们在水中的溶解度各不相同，从易溶 到难溶均有，可代表不同性质的有机磷农药。将某种有机磷农药的萃取效率r ，定义 为使用本方法萃取并经过净化后的萃取液中的农药量与气相色谱法测得的蔬菜中农 药实际含量的比值。分别测定上述8 种农药的萃取效率r 。将一定量的8 种有机磷农 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 药乳油同时加至不同量的水中，得到系列不同浓度的农药水溶液。取气相色谱法已 确定的不含有机磷农药的菜胆和黄瓜，在上述农药水溶液中分别浸泡1 r a i n ，捞出并 放置2 4 h 后，将每个样品分为两份，一份采用本方法，得到经活性炭净化后的菜样萃 取液，用气相色谱直接测定该萃取液中8 种有机磷农药的含量：另一份用气相色谱法 测定该菜样中8 种有机磷农药的含量；某一农药的两种测定方法所得含量的比值为即 该农药的萃取效率r 。实验表明，不同浓度( o ，1 0 5 m g k g ) 的同一农药在黄瓜和菜胆上 的萃取效率相差不大( r s d 1 5 ) ，因此，将不同浓度的同一农药在黄瓜和菜胆上的 萃取效率的平均值作为该农药的萃取效率r ，结果列于表2 3 。由于本方法是一种快速 筛选方法，对准确度的要求不能过高，以实现半定量为宜，因此可以将上述8 种常用 的有机磷农药的萃取效率r 的平均值作为有机磷农药的平均萃取效率r 。经测定农药 的平均萃取效率，为5 3 。 表2 3 各农药的水溶解度和萃取效率 2 4 4 方法检出限的确定 以三倍空白吸光度的标准偏差来计算本方法的检出限。本方法的工作曲线为 y = 1 0 2 x ，其中y 为消解液中磷的浓度( ug m l ) ，x 为扣除试剂空白后的消解液的吸 光度。三倍空白吸光度的标准偏差为o 0 4 8 ，所对应的消解液中磷的浓度为0 0 4 9u g m l 。根据公式( 1 ) 、表2 3 中各农药的萃取效率r 及分子量m 可以计算出各农药的 检出限，结果列于表2 4 。其中毒死蜱的检出限最高，为o 3 6m g k g ，但蔬菜中毒死 蜱的最大残留限量为1 0m 班g ，较高的方法捡出限是允许的。根据公式( 2 ) 、农药的 萃取效率r 及平均分子量m 计算出本方法对各农药的平均检出限为0 1 5m g k g 。 表2 4 各农药的检出限( 以3 倍空白吸光度的标准偏差计) 农药甲胺磷氧乐果久效磷敌百虫敌敌畏乐果毒死蜱甲基对硫磷 兰篓! ! ：! 竺! ! 竺竺竺!竺 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 另一种检出限的确定方法为：将本方法的空白吸光度平均值0 0 5 3 ，加上三倍空 白吸光度的标准偏差o 0 4 8 ，得到的吸光度为o 1 ，此值可以用来确定方法的检出限。 将不同量的某种有机磷农药的乳油分别加至一定量的水中，得到一系列不同浓度的农 药水溶液。取气相色谱法确定的不含有机磷农药的菜胆，在上述农药水溶液中分别浸 泡1 m i n ，捞出并放置2 4 h 后，将每个样品分为两份，一份用本方法测该样品消解液 的吸光度( 平行测定3 次取平均值，r s d 1 5 ) ；另份用气相色谱法测定该样品中该 种有机磷农药的含量。实验共使用了8 种有机磷农药( 见表2 5 ) 乳油。如果某一样 品的消解液吸光度的平均值为0 1 左右，那么用气相色谱法测定的该样品中的农药含 量即为该种农药的方法检出限，实验结果列于表2 5 。对比表2 5 和表2 4 中的结果可 以发现两种方法所确定的检出限是相当接近的。 表2 5 各农药的检出限( 以接近o 1 a 值对应的蔬菜样品中农药含量计) 表2 6 列出了两种酶抑制率法和本方法的检出限，以及g b t1 8 4 0 6 1 2 0 0 1 规定 的农药最大残留限量。由表2 6 的数据可见，本方法中各种农药的检出限远低于酶抑 表2 6 三种方法的检出限及规定的农药最大残留限量( m g k g ) 表示标准未提供该数据 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 制率法的检出限，且比较接近g b t1 8 4 0 6 1 - 2 0 0 1 规定的农药最大残留限量，说明本 方法的灵敏度远高于酶抑制率法。同时，各种农药的检出限也比较接近，最高检出限 ( o 3 6 m g k g ) 是最低检出限( o 0 8 m g k g ) 的4 5 倍，因此可以比较科学地设定农药 残留超标的吸光度的限值。表2 7 列出了不同吸光度所对应的蔬菜样品中各种农药的 浓度，可根据不同的要求设定吸光度的限值。 表2 7 不同吸光度限值所对应的蔬菜样品中各种农药的浓度( m g k g ) 2 4 5 方法的精密度 以含有不同浓度有机磷农药的菜胆为样品，每一浓度的样品按本方法平行测定6 次，计算所测得吸光度的相对标准偏差，结果列于表2 8 。由表可见，相对标准偏差 在1 3 以下。作为一种快速筛选方法，1 0 左右的相对标准偏差是完全可以接受的。 表2 8 含不同浓度农药的菜胆6 次平行测定的吸光度及相对标准偏差 2 4 6 本方法与气相色谱法和酶抑制率法的结果比较 为了验证本方法的准确性，分别用本方法、酶抑制率法和气相色谱法对同一样品 进行测定。样品来自厦门中埔农产品批发市场，样品的测定由本研究组人员和厦门蔬 菜公司农药残留检测站工作人员共同完成。分别于2 0 0 4 年9 月1 6 日、9 月8 日、8 月3 1 日和8 月2 3 日测定了4 批次共1 1 8 个样品，结果分别列于表2 9 、表2 1 0 、表 2 1 1 和表2 】2 。 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 表2 9 第一批样品的测定结果( 9 月1 6 日) 1 1空心菜z 1 3 9 1 - 2 大白菜 5 3 2 1 3芥菜d 1 0 1 4 空心菜h 1 4 1 - 5 空心菜h 6 8 1 - 6油菜 z 1 4 3 1 7空心菜z 1 4 0 1 - 8 香菜d 3 5 i - 9 芥菜 z 1 7 0 l 1 0 油菜 z 1 5 8 1 1 1 凤尾自 a 1 7 i 1 2 菜腰l 2 4 l _ 1 3 油菜 z 】3 8 l 一1 4 风尾自 z 4 9 1 1 5 苦瓜x 1 1 1 1 6 西芹 x 1 7 角椒 5 3 1 茄子 5 2 4 敏豆 5 2 8 花菜 5 2 9 大自菜 5 2 2 茄子5 3 0 黄瓜 5 2 6 西红柿5 2 7 黄瓜 5 2 3 茄子 5 0 9 红辣椒 5 18 0 0 7 0 0 0 5 6 0 0 9 0 0 1 9 0 0 1 4 5 f o 1 1 8 0 1 l o 0 0 5 7 0 2 8 9 9 6 0 9 1 1 5 9 9 ，3 3 9 9 5 7 9 9 8 9 2 9 7 6 9 9 6 2 9 9 1 1 9 9 1 1 o 3 5 49 9 3 8 0 1 0 0 1 5 0 0 8 9 ，0 3 9 1 ，6 4 0 3 j 39 94 o ，1 8 2 0 0 7 8 0 0 6 5 0 3 3 3 0 0 3 l 01 5 0 0 1 0 5 0 ，0 4 7 0 0 7 j 0 0 9 7 0 0 8 6 0 0 5 2 0 0 5 5 0 0 8 0 1 3 甲胺磷0 0 0 3 ，毒死蜱0 3 6 o 3 6 3 甲胺磷0 0 0 80 0 0 8 甲胺磷0 ，0 0 2 ，毒死蜱0 3 6 o 3 6 2 1 矍磷? 0 1 4 ，乐果0 0 0 4 ， 毒 1 2 1 8 死蜱1 2 昱璧磷0 0 0 5 ，乐果o - 0 0 3 ，毒0 6 7 3 死蜱0 6 6 5 毒死蜱o 0 7 8 ，喹硫磷o 0 0 30 0 8 1 甲胺磷0 0 0 2 ，毒死蜱0 3 6 0 3 6 2 毒死蜱0 1 0 20 1 0 2 甲胺磷0 5 8 1 ，毒死蜱0 2 9 90 8 8 甲胺磷0 ，0 0 2 ，乙酰甲胺磷 o 0 0 4 ，毒死蜱0 0 0 2 ，喹硫磷0 0 2 2 0 0 1 4 毒死蜱0 0 8 90 0 8 9 冕鬟淼0 8 8 甏鬣：0 。0 0 4 2 4 商。引s死蜱0 ，喹硫磷o 主筹嚣。0 羔1 6 专黧4 09 0 1 。甲，：基对硫磷，对硫磷 7 一 馨百虫o0 1 。7 翼曼磷o 0 0 2 ，乐1 6 7 2 果0 0 0 3 ，毒死蜱i 6 5 毒死蜱o 0 5 40 0 5 4 苎竺墨果o 0 1 6 ，毒死蜱n 0 0 2 0 0 5 0 对硫磷0 0 3 2 甲胺磷0 6 3 毒死蜱0 0 l 0 6 4 甲胺磷o 0 0 4 ，毒死蜱o 0 0 2 0 0 0 6 未检出 o 0 0 0 未检出 o 0 0 0 氧化乐果o 0 0 9 ，乐果o ，0 3 2 o 0 4 1 未检山 o0 0 0 甲胺磷0 3 1 ，氧化乐果0 0 2 i o3 2 1 甲胺磷o 0 5 2 o 0 5 2 未检出o 0 0 0 甲胺磷0 0 0 2 00 0 2 1 璧鐾0 0 0 4 t 氧化乐果0 0 2 30 0 4 1 对硫磷0 0 1 4 豫 “ 甜 ，；6如 笛 0 孵 强 他撕孔n蛆，h 叭 耵舶邶珈现垅彩讲瑙拍 刃 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 4 2 蔬菜中有机磷农药的快速测定方法研究 表2 ，1 0 第二批样品的测定结果( 9 月8 日) 2 - 1空心菜p 2 4 2 - 2香菜z 】7 2 - 3 芥菜 z 9 7 2 - 4 菜胆 z 8 1 2 - 5 土白菜z 1 2 0 2 - 6 空心菜 2 7 土白菜 2 8土白菜 2 - 9 空心菜 2 1 0 包白菜 2 一l i 包菜 2 1 2 茄子 2 1 3 白菜 2 。1 4 茄子 2 1 5 角椒 2 1 6 红辣椒 2 1 7 黄瓜 2 1 8 角椒 2 1 9 红辣椒 2 2 0 西芹 2 - 2 1 包菜 2 2 2 角椒 2 2 3 青椒 2 2 4 黄瓜 2 2 5 包菜 2 2 6 两芹 2 - 2 7 白菜 2 - 2 8 白菜 2 2 9 葫芦瓜 2 - 3 0 白菜 2 3 l 白菜 2 3 2 包菜 2 3 3 角椒 z 2 3 z l l 3 z 1 1 4 h 1 6 5 0 4 4 8 7 4 9 5 4 9 8 5 0 5 5 0 6 5 0 8 5 0 7 5 0 2 5 0 3 5 0 1 4 8 9 4 8 4 4 8 3 4 8 8 4 9 1 4 9 3 4 9 2 4 9 0 4 8 5 4 8 0 4 8 1 4 8 2 4 8 7 0 0 6 6 0 0 4 4 0 1 0 7 0 0 4 9 0 0 8 0 0 1 3 1 0 1 1 5 00 6 5 0 0 7 2 00 8 5 0 。0 4 6 00 4 4 00 4 3 0 0 6 8 0 ，1 5 0 0 1 5 9 00 3 2 01 0 3 0 0 6 8 0 0 4 2 0 0 6 2 0 0 4 9 0 0 7 l 0 7 0 7 0 5 0 0 2 4 0 0 9 2 0 0 4 6 0 0 9 3 0 0 9 9 0 0 8 7 0 1 2 6 6 7 6 6 9 4 7 9 4 1 4 5 2 8 3 2 8 6 3 8 9 7 3 2 9 7 3 7 1 9 9 0 4 2 9 8 7 1 2 7 8 4 1 1 2 5 6 2 6 1 1 8 8 9 8 6 5 3 6 5 3 3 3 6 8 4 5 0 7 1 1 1 0 3 8 5 8 9 5 0 6 1 1 9 5 5 8 1 9 1 4 1 6 6 1 7 0 8 5 7 2 6 5 2 3 9 1 1 3 0 5 2 4 甲胺磷0 0 4 0 ，毒死蜱o ，1 4 6 甲胺磷0 0 0 2 甲胺磷0 ，0 0 3 ，毒死蜱o 2 1 3 毒死蜱0 ，0 9 6 甲胺磷o 0 0 7 ，氧化乐果o 0 0 6 毒死蜱o ，0 4 1 甲胺磷o 0 0 4 ，毒死蜱0 0 0 9 甲胺磷0 1 7 0 2 ，毒死蛑o 3