农药分析及残留分析知识点

第一章绪论1.区分农药原药和制剂的概念。答：原药：是农药合成单位通过工业化生产线直接合成的纯度较高的农药产品。一般为单一组分，有些可能是几种异构体的混合物，但其中以某种有效成分为主。对原药的分析一般主要考虑有效成分的含量分析、酸度和水分分析。制剂：一般是用农药原药或工业品，加入一定的助剂（如溶剂、乳化剂、湿展剂）、载体等加工而成的农药产品。决定制剂效果的因素除有效成分含量外，还有制剂的理化性状。因此其分析包括有效成分含量分析和理化性状分析两方面。2.什么是农药残留？其进入人体的途径有哪些？答：农药残留指农药使用后残存于生物体、农副产品和环境中的微量农药单体、有机代谢物、降解物和杂质的总称。进入人体的途径：（1）直接残留（2）土壤中的农药残留（3）水中的农药残留（4）空气中的农药残留具体危害：有机氯损伤肝肾，肥胖，致癌有机磷损伤DNA，致畸氨基甲酸酯染色体断裂，致癌苯类损伤造血系统，白血病3.农药分析的内容和范畴答：1.内容样品类型原药分析、制剂分析、残留分析分析内容有效成分分析（定性、定量）制剂理化形状分析 2.分析方法所属范畴有效成分含量分析（常量分析、含量一般大于1%）乳油中水分含量分析：微量分析（要求1%0.1g10ml半微量分析0.1%-1%0.01-0.1g1-10ml微量分析0.01%-1%0.1-10mg0.01-1ml痕量分析0.01%0.1mg0.01ml5.农药常量分析的操作程序1.样品采集 2.标准品的准备3.分析方法的确定4.数据处理5.检验报告6.农药常量分析测定的方法有哪些？答：定量：滴定分析、电化学分析、紫外分光光度分析、色谱分析定性：TLC、UV、IR、NMR、MS、色谱质谱联用、二级质谱的应用。7.对于新农药，分析方法的建立：分析手段的可靠性光谱法、色谱法（考虑特异性、干扰物）分析方法的可靠性进行回收率实验，对精密度和准确度做出评价，进行误差分析。分析方法的确认准则特异性、精密度、准确度、重复性、重现性、线性8.基本概念精密度、准确度、重复性、重现性、线性。精密度（Precision）：偶然误差的量度。在相同的条件下，对同一试样进行重复测定时所得结果互相接近的程度。重复性（Repeatability）：指用相同的方法，由同一操作者在同一实验室使用同一设备对同一试验物质在较短时间内进行重复测定所得的结果的接近程度。重现性（Reproducibility）：指用相同的方法，由不同的操作者在不同实验室使用不同的设备对同一试验物质进行测定所得的结果之间的接近程度。准确度（Accuracy）：测定值与分析样本真实值的符合程度。线性（Linearity）：在一定范围内所得试验结果与分析样本浓度成比例的一种性能。9.不同分析方法要求原药和制剂分析：目的是获得农药有效成分的准确含量。对准确度和精密度要求高，对灵敏度要求不高。农药残留分析：对准确度和精密度要求不高，对灵敏度要求高。10.上一问为什么？答：准确度：测量值与真实值之比精密度：同一试样重复测定结果比较由于原药和制剂中，农药含量较高；农药残留分析中，样品所含农药量较少，前处理十分复杂，这就要求分析方法准确度与精密度不高，但对灵敏度要求高，能检出样品中的微量农药。11.重量法、银量法、和电位滴定法优点答：不需要特殊的仪器设备，可在一般的分析化学实验室进行缺点：方法无特异性，类似结构的杂质和农药助剂均影响测定结果测定步骤多，花费时间长。12.农药分析方法的进展铜、砷、铅（重量法、滴定法）有机氯（银量法、电位滴定法或重量法测总氯）有机磷（可见光范围比色法）苯环和杂环结构农药（紫外、红外分光光度法）可还原的氧化基团（广谱法）以上分析方法均不具有分离样品的功能，只能测定单个成分，适合分析有效成分含量较高的农药。现在一般用薄层色谱分离样品。13.GC,LC与常规分析方法比较有哪些优缺点？答：GC:1.混合物通过色谱柱得到有效分离。 2.选择性好。 3.灵敏度高。 4.样品处理也比较简单。 5.精密度使用内标物可达到化学法和分光光度法水平。GC:适用于易挥发，热稳定性好的物质在对组分直接进行定性分析时，必须用已知物或已知数据与相应的色谱峰进行对比，或与其他方法（如质谱、光谱）联用，才能获得直接肯定的结果。在定量分析时，常需要用已知物纯样品对检测后输出的信号进行校正。pLC：优点：室温和较低温度进行，绝大多数农药均可使用。对于热稳定性差，不易挥发的农药，省略 GC中的衍生化步骤。特别适用于难于用GC测定的农药。缺点：检测器灵敏度不如气相。14.农药质量标准的内容答：1.有效成分）（包括名称、化学结构式、化学和物理性能指标）2.产品的各种性能指标3.各性能指标的测定方法4.与标准一起备案的还有有关该标准的编制说明。15. 农药质量标准分哪几类?答：国际：2种联合国粮农组织(FAO)；世界卫生组织(WHO)。国内：三级标准国家标准(标有GB字样)：由国家标准局制定；部颁标准或叫行业标准(标有H字样) ：由相关的上级部委（化工部）制定；企业标准(标有Q字样)：由生产企业制定。16.有效成分含量不足的原因答：（1）原料不合格。原药中有效成分含量不足；（2）配制和加工制剂用的助剂并非惰性，其中所含杂质可与有效成分反应（3）产品保存不当（如温度、光照等使有效成分分解等）（4）稳定剂持效期不够或未加稳定剂。17.原药的质量标准纯度纯度即原药中有效成分含量，用百分率表示。原药纯度应在90%以上。酸碱度原药和制剂的质量指标。限制酸碱度是为了降低贮存过程中农药原药和制剂中有效成分的分解作用，防治制剂的物理性能改变及其使用时产生药害。减少包装腐蚀。FAO标准：酸度、碱度表示，对原粉一般要求UV1H-NMR13C-NMR3.不饱和度的计算1.双键、硝基、环不饱和度为12.U=4r-s纯样品为一个峰或一个点4.紫外可见光可分为三个区域：远紫外区10-190nm紫外区 190-400nm可见区400-8005.紫外光谱基本原理：紫外光谱是由样品分子吸收一定波长的光，使其电子从基态跃迁到激发态引起。朗伯比尔定律6.主要跃迁类型：整个吸收光谱的位置、强度和形状是鉴定化合物的标志。*,n*,*和n*其中跃迁所需要的能量E的大小是（*）n*（*）（n*）其中*跃迁,n*跃迁对应的波长在紫外光区.1.*饱和碳氢化合物，远紫外区，波长小于200nm2.n*如O,N,S,X,OH,NH2都能发生,一般在150-250nm,主要在200nm以下，远紫外区3.*近紫外区，不饱和烃含有两个以上共轭双键，230-720nm4.n*同时存在杂原子和双键电子，C=O,N=N,C=S，近紫外或可见光区有吸收，200-700nm蓝移：就是最大吸收波长向短波长方向移动红移：就是最大吸收波长向长波长方向移动7.影响紫外光吸收的因素：1.分子内部因素如分子结构的变化，或取代基的变化。助色团与羰基碳原子相连，蓝移；溶剂极性增大，红移。红外光谱1.红外光谱产生的条件条件一：辐射光子的能力必须等于跃迁所产生的能量。条件二：辐射与物质之间必须有耦合作用，对称分子，偶极矩为0，辐射不能引起共振红外“非活性”振动非对称分子：偶极矩不为零，红外活性振动2.分子振动类型及能量大小比较不对称伸缩振动、对称伸缩振动（高频）、面内弯曲振动、面外弯曲振动3.红外光谱中八个重要区段（官能团区4000-1330cm-1,指纹区1330-400cm-1）三，核磁共振注，当质量数和原子序数都是奇数时才会发生核自旋.四、质谱分析法1.特点：质谱不属于波普范围 与电磁波的波长和分子内某种物理量的改变无关进样量少、灵敏度高，分析速度快 唯一可以给出分子量，确定分子式的方法2.质谱仪的组成基本组成：进样系统、电离源、质量分析器、检测系统辅助：真空系统、电气系统、数据处理系统3.质谱中离子的重要类型1.分子离子有机化合物离子峰的稳定性顺序芳香化合物，共轭链烯，烯烃，脂环化合物，酮，胺，酯，醚，酸，支链烷烃，醇分子离子峰的特点：出现在质荷比最高的位置第二部分 残留分析第八章 农药残留基本概念与田间试验1.基本概念规范残留试验：在良好农业生产规范和良好的实验室规范或相似条件下，推荐使用剂量在农产品和环境中的最大残留量。推荐剂量：农药经田间药效试验后，提出的防治某种作物病虫草害的施药量或浓度。田间样品：按照规定的方法在田间采集的样品实验室样品：田间样品按照实验室缩分原则缩小之后的样品，用于冷冻储藏、分析样品和复检农药残留消解动态：施于农田的农药在保护对象上逐步降解消失的规律。农药残留：指农药使用后在农产品和环境中的残存的农药活性成分及其在性质上和数量上有毒理学意义的代谢产物，单位mg/kg农药最大残留允限量（MRL）：按照农药安全使用规程规定的方法浓度和剂量使用时，允许农药在农副产品中残存的最高数量农药残毒：农药的残留毒性，指残留农药对人畜的毒害能力安全间隔期：指经残留实验验证的在作物生长后期最后一次使用农药距离作物收获所必须间隔的时间。采收间隔期：指采收距离最后一次施药的间隔天数。原始沉积量：农药喷施于农田后1-2h药液刚干时，采样分析得到的残留量。农药残留半衰期：农药残留分解消失至原始沉积量一半时所需要的时间回收率：在样本中添加一定量的标准物质，用选定的方法测定，测定值占添加值的百分之几。检出限：使检测仪器产生最小测量值时需要的待测物的量测定限：采用添加方法进行测定时，出现10倍信号时需要待测物的浓度和量仪器检出限、方法检出限和方法检定限2.田间试验残留试验的试验点选择：应选择有代表性的，能覆盖主要种植区、种植方式、气候条件的试验地点，试验地点应该符合登记农药的主要应用区域和应用季节。至少选择两个试验点，而且这两个试验点的作物生长条件应各自有代表性。施药方式和器具：当地使用的常规施药方法和器具施药次数：以推荐最多防治次数和增加一次的次数作为残留试验的施药次数；土壤处理、种子处理剂、除草剂或植物生长调节剂等残留试验次数可不增加。其他农药的使用：选择对试验农药分析没有干扰的农药品种，在处理小区和对照小区均一处理，对使用的农药及时间、剂量应做详细记录施药剂量：以推荐剂量的高剂量作为残留试验的低剂量，以高剂量的1.5或2倍作为残留试验的高剂量。药剂单位：水稻、小麦、蔬菜g/hm2,对果树、茶树等以有效成分的mg/kg或制剂的倍液表示根据植株的大小决定用水量，一般每亩用水量苗期为15-25升，生长中，后期为40-60升，为保证施药均匀，小区施药一般应往复喷雾均匀施药顺序：按对照区、低剂量区、高剂量区顺序依次施药最终残留水平实验：目的是明确在不同时期经一次或多次施药的处理后，作物收获时在农副产品中最终残留水平。其方法是作物生长期施药，在作物收获期采样分析残留量，一般使用于水稻、小麦、果树等同一时期收获的作物。消解动态实验：研究农药在农作物、土壤、田水和环境中残留量变化水平，是评价农药在农作物和环境中稳定性蛾持久性的重要指标。消解动态曲线：以农药残留为纵坐标，以时间为横坐标绘制的曲线，可得到待测农药有效成分的半衰期、安全间隔期等。大部分符合一级动力学方程消解动态实验的试验剂量：以最终残留试验的高剂量作为动态试验的施药剂量。当原始沉积量太大时，可适当增加施药剂量，以不对作物产生药害为原则。第三节采样采样方法、采样量、样品缩分、样品包装和储存1.采样方法随机法、对角线法、五点法、S/Z法2.采样注意事项：在所选的采样点上有选择地采样，应避免采有病，过小或未成熟的样品。采果树样品时，需在植株各部位采样。避免在地头或边沿采样，按规定采集所有可食用部分，注意尽可能符合农产品采收实际要求先采对照区的样品，再由剂量从低到高的顺序采集其他小区样品。每个小区采集一个代表性样品。应带一次性手套，每采集一个处理样品后，更换一次手套，防治样品之间污染和对操作人员的危害。3.样本缩分：四分法缩分，将样本粉碎，过40目筛或匀浆，最后取250-500克样本待测。4.样本包装和运输采集的样本应用特制的惰性包装袋、盒装好，写上标签编号及样本有关资料应尽快运送到实验室，并不得使样本变质、受损、污染或使残留量和水分损失有些农药会降解，需要在相同条件下做添加回收率实验。取冷冻样本进行检测时，应不使水和冰晶与样本分离，必要时应重新匀浆。检测后的样本需要保存一段时间，以供复件。第四节样品的预处理一般样品预处理：1.农产品原料农产品全样：去除腐烂部位有特殊限量规定的样品：参阅限量规则可食用部分：丢弃产品的非食用部分2.水样及液体样品可用离心或过滤的方法，去除漂浮物、沉淀物和泥土。一般最后预处理的液体样品体积为1000ml。尽量在样品可能发生任何物理化学变化前完成分析工作。必要时对固体单独检测。报告结果时应指明试样中是否含有漂浮物和沉淀物3.土壤充分混匀后，过1mm筛，采样四分法取适量样品，同时测水含量。最终结果按干重计。杂质含量超过5%，应记录杂质含量。4.试样混合和缩分第六章农药理化性状分析本章重点水分测定的卡尔费休法、共沸法原理和操作注意事项；酸度测定方法和计算及结果表示一、水分测定1.卡尔费休法原理：利用碘和二氧化硫反应生成HI和硫酸的反应需要定量的水参与的特性，让农药制剂中的水参与反应，通过反应中消耗碘液（费休试剂）的量判断农药水分含量。由于该反应为可逆反应，要使反应向右进行，应在体系中加入适量的碱性物质中和硫酸。又由于吡啶可与中和反应的产物继续发生不定量反应，需要加入甲醇以确定中和反应的产物，组织继续反应。因此体系中加入物为：碘，二氧化硫，吡啶和甲醇。这四种物质的混合物是费休试剂反应过程：1.用费休试剂滴定试样的无水甲醇溶液，反应终点时，过量的碘和反应产物碘离子的可逆电对出现，当体系中插入的铂电极时，体系中就有电流通过。用永停滴定确定终点。注意事项：目的是测水含量，除农药样品外，任何器械和空气不能给体系带进水措施：试剂绝对无水，反应装置密闭不进水。方法进展：1.试剂变为无吡啶试剂 2.试剂分成AB两瓶（将二氧化硫和碘分开，以防空气中的水分进入反应使试剂失效。用时在干燥条件下混合。共沸法操作过程：将甲苯或苯加入含水的农药样品中，然后加热至沸，收集沸腾时的蒸出物于分水器中，待冷却后，分出水层。根据分出的水量计算农药中的含水量。原理：水与甲苯或苯可以形成具有低沸点的共沸物，冷却后可以分层形成共沸物的原因：理想状态下，体系中各组分的相对浓度任意变化时，体系的相变温度始终介于A、B两种组分的沸点之间；非理想状态下，拉乌尔定律有偏差，正偏差：当组分的相对浓度变化到一定程度时，体系的相变温度高于高沸点组分的沸点（形成了高沸点共沸物）负偏差：当组分的相对浓度变化到一定程度时，体系的相变温度低于低沸点组分的沸点（形成了低沸点共沸物）由于多数情况是非理想的，所以形成共沸物是普遍的共沸点：两种组分在气相和液相中的浓度相等之点，二、酸度测定1.酸碱滴定法操作过程：样品用丙酮溶解加中性水摇匀加指示剂用碱液滴定计算结果。同时做空白试验。注意事项：测定酸度时要根据样品含酸多少来决定。一般含酸量在0.1%-1%以下取5-10g,含酸量在0.%-1%的，取样2g左右，1%以上取1g.丙酮作溶剂的原因：农药及制剂大多是有机化合物，与水不互溶，而酸碱滴定在水中进行，大多数有机物溶于丙酮，且丙酮与水互溶。酸度计算：计算公式（以硫酸或盐酸的含量计）若滴定空白样品消耗少量碱:酸度(H2SO4)%=c1(v1-v2)0.049/m 100%酸度(HCl)%=c1(v1-v2)0.03646/m 100%若滴定空白样品消耗少量酸 :酸度(H2SO4)%=( c1v1+c2v3)0.049/m 100%酸度(HCl)%=( c1v1+c2v3) 0.03646/m 100%C1-NaOH标准溶液浓度(mol/l)c2-HCl标准溶液浓度(mol/l)v1 -滴定样品时消耗NaOH标准溶液的体积(ml)v2 -滴定空白时消耗NaOH标准溶液的体积(ml)v3 -滴定空白时消耗HCl标准溶液的体积(ml)0.049-1/2硫酸分子摩尔质量, kg/mol0.03646-盐酸分子摩尔质量，kg/mol2.PH计法操作过程：1.将标准PH溶液放至室温，查室温下标准PH溶液的PH值，校正PH计，测定 2.校正PH计：先调指针到零位，电极插入标准液，调指针至该温度下的PH数值，直至重复几次数值不变即可。样品酸度测定：粉剂和可湿性粉剂：样品加水搅拌，静置，沉淀完全后插入电极，指针在2分钟内变化不大于0.1时读数乳油：样品加水，搅拌，插入电极，指针在2分钟内变化不大于0.1时读数。第九章农药残留样品制备1.样品制备:一般包括从样品中提取残留农药、浓缩提取液和去除提取液中干扰性杂质的分离净化等步骤，是将检验样品处理成适合测定的检测溶液的过程。2.要求：提取残留农药，尽量完全地提取出残留农药，尽量少的提取出干扰性杂质。分离净化：充分降低杂质的同时，最大限度地减少农药的损失目的： 提高灵敏度和降低最小检出限 提高测试精度；色素、油脂和蛋白质等，通过前处理的方法去除这些干扰的杂质，提高结果的重现性和准确度 提高方法的选择性 延长仪器的寿命第一节提取溶剂的选择选择溶剂要考