第五章 农药残留的测定

1、1 食品与生物工程学院食品与生物工程学院 李道敏李道敏 2 一、农药概述一、农药概述 二、农药污染食品的途径二、农药污染食品的途径 三、农药残留的概念三、农药残留的概念 四、降低食品中农药残留的措施四、降低食品中农药残留的措施 3 （一）农药的概念（一）农药的概念 是指用于防治危害农作物是指用于防治危害农作物 及农副产品病虫害、杂草及其他有害生物的及农副产品病虫害、杂草及其他有害生物的 药物总称。药物总称。 现在农药不仅应用于农业，而且也广泛应现在农药不仅应用于农业，而且也广泛应 用于畜牧业、林业和公共卫生事业等方面。用于畜牧业、林业和公共卫生事业等方面。 4 1.按化学成分按化学成分可分为有

2、机氯、有机磷、可分为有机氯、有机磷、 氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类及砷、汞、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类及砷、汞、 铜、硫磺等制剂。铜、硫磺等制剂。 2.按用途按用途可分为杀虫剂、杀菌剂、除草可分为杀虫剂、杀菌剂、除草 剂、植物生长调节剂和粮食熏蒸剂等。剂、植物生长调节剂和粮食熏蒸剂等。 5 农药在防治农作物病虫害和杂草、提高农业产农药在防治农作物病虫害和杂草、提高农业产 量方面具有显著的效果。量方面具有显著的效果。 农药与人、动物的健康有着密切的关系。农药农药与人、动物的健康有着密切的关系。农药 的使用，杀灭了一些病原及传播媒介，使某些疾的使用，杀灭了一些病原及传播媒介，使某些疾 病得到了控制，

3、在一定程度上提高了人类的健康病得到了控制，在一定程度上提高了人类的健康 水平。提高农畜产品的产量和质量等方面，起着水平。提高农畜产品的产量和质量等方面，起着 重要的作用。但是，大量广泛施用农药也会造成重要的作用。但是，大量广泛施用农药也会造成 对食物的污染。对食物的污染。 6 农药还存在残毒和污染的严重问题，农药对食农药还存在残毒和污染的严重问题，农药对食 品，特别是动物性食品的污染。长期食用被农药品，特别是动物性食品的污染。长期食用被农药 污染的食品，人类健康会受到严重的危害。食品污染的食品，人类健康会受到严重的危害。食品 中残留农药过高会导致癌症和帕金森症。中残留农药过高会导致癌症和帕金森

4、症。 每年，我国农药中毒人数超过每年，我国农药中毒人数超过10万人，大部分万人，大部分 是由于农药残留而引起。死亡是由于农药残留而引起。死亡20003000人。近人。近 170种农药被列入致癌物。种农药被列入致癌物。 因此，我国相继制订了一系列措施，来控制农因此，我国相继制订了一系列措施，来控制农 药对食品的污染。药对食品的污染。 7 目前全世界实际生产和使用的农药品目前全世界实际生产和使用的农药品 种为种为500多种，其中大量使用的有多种，其中大量使用的有100 种，主要是化学合成的。种，主要是化学合成的。 8 （一）直接污染（一）直接污染 直接污染是直接施用农药造成食品及食品原料的直接污染

5、是直接施用农药造成食品及食品原料的 污染。污染。 1给农作物直接施用农药造成的污染。给农作物直接施用农药造成的污染。 2给动物使用农药而污染食用动物。给动物使用农药而污染食用动物。 3贮藏期间施用农药而造成的污染。贮藏期间施用农药而造成的污染。 例如粮仓用杀虫剂，香蕉和柑橘用杀菌剂，洋葱、例如粮仓用杀虫剂，香蕉和柑橘用杀菌剂，洋葱、 土豆、大蒜用抑芽剂等。土豆、大蒜用抑芽剂等。 4农药用于公共卫生事业方面对食品造成的污农药用于公共卫生事业方面对食品造成的污 染。染。 二、农药污染食品的途径二、农药污染食品的途径 9 1.农作物施用农药对环境造成的污染。农作物施用农药对环境造成的污染。 在间接污

6、染中，一般通过大气和饮水进入人体在间接污染中，一般通过大气和饮水进入人体 的农药仅占的农药仅占10%10%左右，通过食物进入人体的农药可左右，通过食物进入人体的农药可 达到达到90%90%左右。左右。 2.农药在生产过程中对环境的污染。农药在生产过程中对环境的污染。 10 （三）食物链和生物富集作用对食品造成的污染（三）食物链和生物富集作用对食品造成的污染 一般肉品、乳品中含有的农药主要是畜禽一般肉品、乳品中含有的农药主要是畜禽 摄入被农药污染的饲料后，在体内蓄积，尤其摄入被农药污染的饲料后，在体内蓄积，尤其 在动物的脂肪、肝、肾等组织中残留量较高。在动物的脂肪、肝、肾等组织中残留量较高。 动

7、物体内的农药有些可随乳汁排出，有些则可动物体内的农药有些可随乳汁排出，有些则可 转移至蛋中，进行富集。水中污染的农药进入转移至蛋中，进行富集。水中污染的农药进入 鱼虾等水生动物体内后，通过生物富集和食物鱼虾等水生动物体内后，通过生物富集和食物 链可使体内农药残留浓缩数百至数万倍。链可使体内农药残留浓缩数百至数万倍。 11 （四）意外事故造成的食品污染（四）意外事故造成的食品污染 运输及贮存过程中由于食品与农药混放。尤运输及贮存过程中由于食品与农药混放。尤 其是运输过程中包装不严或农药容器破损，会导其是运输过程中包装不严或农药容器破损，会导 致运输工具污染，这些被农药污染的运输工具，致运输工具污

8、染，这些被农药污染的运输工具， 未经彻底清洗，装运粮食或其它食品。未经彻底清洗，装运粮食或其它食品。 印度博帕尔毒气灾害就是美资联合炭化公印度博帕尔毒气灾害就是美资联合炭化公 司一化工厂泄漏农药中间体硫氰酸酯引起的。司一化工厂泄漏农药中间体硫氰酸酯引起的。中中 毒者数以万计毒者数以万计，同时造成，同时造成大量孕妇流产和胎儿死大量孕妇流产和胎儿死 亡亡。 12 食品中的食品中的残留物残留物，是指残留于食品中对人，是指残留于食品中对人 体有害的物质。主要包括体有害的物质。主要包括农药残留、兽药农药残留、兽药 残留残留等。这些物质以不同的途径进入动植等。这些物质以不同的途径进入动植 物体内而残存下来

9、。当人们长期食用含有物体内而残存下来。当人们长期食用含有 以上残留物的食品时，健康会受到不同程以上残留物的食品时，健康会受到不同程 度的危害。因此必须对食品中各种残留物度的危害。因此必须对食品中各种残留物 加强监测，严格控制，才能保证食用安全加强监测，严格控制，才能保证食用安全。 13 农药残留农药残留(pesticide residues)是指农药施用是指农药施用 后，残存在后，残存在生物体生物体、农副产品农副产品和和环境中的环境中的 微量农药原体微量农药原体、有毒代谢产物有毒代谢产物、降解物降解物和和 杂质杂质的总称。残留的数量叫残留量。的总称。残留的数量叫残留量。 14 （一）加强安全教

10、育（一）加强安全教育 加强安全教育、提高农药安全知识水平，只 有意识到农药污染及农药危害问题的严重性，才 能从根本上防止农药的污染及其危害。 （二）完善农药法规，加强执法（二）完善农药法规，加强执法 农药法规对人们产生法律约束力，可保障人 们在法律许可的范围内正常地生产、销售、使用 和处理农药，对以身试法者绳之以法。 15 （三）采取有效的防护措施，配备必要的防护设（三）采取有效的防护措施，配备必要的防护设 备备 根据农药的毒性和剂型，结合实际情况制 定相应的防护措施，配备相应的防护设备 以减少或杜绝农药生产管理和使用过程中 的危害。 （四）加强农药研究，开发新型农药（四）加强农药研究，开发新

11、型农药 提供必要的人力、物力、财力加强农药的 研究、开发，给农林生产、环境卫生事业 提供高效、广谱、低毒、低残留的新型农 药品种。 16 一、有机氯农药及其对食品的污染一、有机氯农药及其对食品的污染 有机氯农药(organochlorine pesticides)是 具有杀虫活性的氯代烃的总称，常用的有机 氯农药有666、DDT、氯丹、艾氏剂等。有 机氯农药一般不溶于水。易溶于有机溶剂， 在生物体内的蓄积具有高度选择性，多贮存 于机体脂肪组织或富含脂肪的部位，性质非 常稳定，在环境中残留期长，并不断迁移和 循环，从而遍及全球的每个角落。 17 目前，有机氯农药广泛地污染了世界环境。目前，有机氯

12、农药广泛地污染了世界环境。 在我国，造成农药污染的主要是有机氯农药。由在我国，造成农药污染的主要是有机氯农药。由 于许多国家停止生产和使用有机氯农药，食品中于许多国家停止生产和使用有机氯农药，食品中 的有机氯残留量明显下降。我国已于的有机氯残留量明显下降。我国已于19831983年停止年停止 生产有机氯农药。生产有机氯农药。 有机氯农药对人和动物来说，其急性毒性仍有机氯农药对人和动物来说，其急性毒性仍 属于中等毒性。食用有机氯农药污染的食品主要属于中等毒性。食用有机氯农药污染的食品主要 存在慢性中毒问题，其慢性毒性作用主要表现在存在慢性中毒问题，其慢性毒性作用主要表现在 侵害肝、肾和神经系统，

13、可引起贫血、肝病、神侵害肝、肾和神经系统，可引起贫血、肝病、神 经炎等病症。经炎等病症。 18 以前国际上对以前国际上对666和和DDT的使用情况未作统一的使用情况未作统一 的规定。的规定。 2001年年5月月22日在斯德哥尔摩来自日在斯德哥尔摩来自100多个国家多个国家 环境官员参加的联合国环境会议上通过了环境官员参加的联合国环境会议上通过了关于关于 持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约，决定在，决定在 全世界范围内禁用或严格限用全世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物。种有机污染物。 这这12种有机污染物中的种有机污染物中的9种为有机氯农药，即艾氏种为有机氯农

14、药，即艾氏 剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹、七氯、灭蚁灵、剂、狄氏剂、异狄氏剂、氯丹、七氯、灭蚁灵、 毒杀芬、六氯苯、滴滴涕。毒杀芬、六氯苯、滴滴涕。 我国制定的各类食品中有机氯农药的允许残留我国制定的各类食品中有机氯农药的允许残留 量见表量见表5-1。 二、食品中有机氯农药的允许残留量二、食品中有机氯农药的允许残留量 19 薄层色谱法薄层色谱法气相色谱法气相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法 质谱法质谱法色色质联用质联用酶联免疫吸附剂测定酶联免疫吸附剂测定 三、食品中有机氯农药的测定方法三、食品中有机氯农药的测定方法 20 早期，有机氯农药的定量测定，一般用分光光早期，有机氯农药的定量测定，一般

15、用分光光 度法，但这种方法操作繁琐，选择性差，灵敏度度法，但这种方法操作繁琐，选择性差，灵敏度 不高。不高。 其后又发展了柱色谱，纸色谱和薄层色谱。而且其后又发展了柱色谱，纸色谱和薄层色谱。而且 薄层色谱有比较快的发展。由于它简单易行，可薄层色谱有比较快的发展。由于它简单易行，可 作为易于普及的一种定性和半定量测试手段。作为易于普及的一种定性和半定量测试手段。 气相色谱法给有机氯农药残留量的检测提供了一气相色谱法给有机氯农药残留量的检测提供了一 个灵敏、快速、准确的方法（灵敏度为个灵敏、快速、准确的方法（灵敏度为10-9 10-12g）现已广泛使用。）现已广泛使用。 21 气相色谱法的特点气相

16、色谱法的特点 （1 1）分离效能高）分离效能高 （2 2）检测灵敏度高）检测灵敏度高 （3 3）分析速度快）分析速度快 （4 4）应用范围广）应用范围广 （5 5）样品用量少）样品用量少 因此，气相色谱法已成为石油、化学、化工、因此，气相色谱法已成为石油、化学、化工、 生化、医药、食品、农业、环境保护等生产及科生化、医药、食品、农业、环境保护等生产及科 研部门中不可缺少的分析手段研部门中不可缺少的分析手段。 22 1.原理原理 样品中六六六和滴滴涕经提取、净化后样品中六六六和滴滴涕经提取、净化后 用气相色谱法测定与标准比较定量。根据电子捕用气相色谱法测定与标准比较定量。根据电子捕 获检测器对于

17、负电性强的化合物具有较高的灵敏获检测器对于负电性强的化合物具有较高的灵敏 度的这一特点，可测出微量的六六六和滴滴涕。度的这一特点，可测出微量的六六六和滴滴涕。 不同异构体和代谢物可同时分别测定。其出峰顺不同异构体和代谢物可同时分别测定。其出峰顺 序为：序为：666，666，666，666； P,P DDE，O,P DDT，P,P DDD，P,P DDT。 （一）气相色谱法（一）气相色谱法 23 色谱柱装填的操作必须认真、仔细，特色谱柱装填的操作必须认真、仔细，特 别注意填充均匀、紧密，不得留有间隙或别注意填充均匀、紧密，不得留有间隙或 死空间，更不可损坏担体，以免改变柱的死空间，更不可损坏担体

18、，以免改变柱的 效能。效能。 色谱柱通常用玻璃或不锈钢为材料。色谱柱通常用玻璃或不锈钢为材料。 痕量的有机氯高温下往往在金属壁上产生痕量的有机氯高温下往往在金属壁上产生 催化分解和吸附现象，干扰测定。催化分解和吸附现象，干扰测定。 24 仪器的电路系统一般需仪器的电路系统一般需4h以上才能稳定，以上才能稳定， 必须开机预热，待基线稳定后才能进样，在必须开机预热，待基线稳定后才能进样，在 测定过程中应注入标准液观察峰高有无变化，测定过程中应注入标准液观察峰高有无变化， 测定时尽量使样品与标准品的条件一致，否测定时尽量使样品与标准品的条件一致，否 则会产生分析误差。则会产生分析误差。 25 1原理

19、原理 试样中的有机氯农药经有机溶剂试样中的有机氯农药经有机溶剂 提取，并经硫酸处理，去除干扰物质，浓提取，并经硫酸处理，去除干扰物质，浓 缩，点样展开后，用缩，点样展开后，用AgNO3显色，经紫外显色，经紫外 线照射生成线照射生成的斑点，与标准比较，的斑点，与标准比较， 可概略定量。可概略定量。 2操作方法操作方法 提取与净化同提取与净化同“气相色气相色 谱法谱法” 26 薄层板制备的好坏，直接影响测定结果。薄层板制备的好坏，直接影响测定结果。 首先应选择良好的吸附剂，良好的吸附剂首先应选择良好的吸附剂，良好的吸附剂 应具备以下条件应具备以下条件：具有一定的吸附能力， 能使样品的组分得到预期的

20、分离； 吸附剂的颗粒最好在550m之间。否则 达不到理想的分离效果。 在净化过程中，加入在净化过程中，加入H2SO4的目的，是的目的，是 除去提取液中的杂质，如色素、脂类、蜡除去提取液中的杂质，如色素、脂类、蜡 质等。质等。 27 点样质量的好坏，直接影响展开斑点的点样质量的好坏，直接影响展开斑点的 形状，因此在点样前应估计所取样液中被形状，因此在点样前应估计所取样液中被 测农药的含量，适当调整样液及标准液的测农药的含量，适当调整样液及标准液的 稀释度。稀释度。 点样要集中，要求每个点的直径在点样要集中，要求每个点的直径在 0.20.3cm，点样量的体积要尽可能小，点样量的体积要尽可能小 （1

21、10L）；点样时间尽量短，以减少吸）；点样时间尽量短，以减少吸 湿湿。薄层板的边缘整齐，否则影响展开质。薄层板的边缘整齐，否则影响展开质 量。量。 28 在空气湿度较大的情况下（相对湿度在空气湿度较大的情况下（相对湿度 75%75%以上）须在干燥槽中点样，避免薄层板以上）须在干燥槽中点样，避免薄层板 吸湿而影响分离效果。吸湿而影响分离效果。 用浓硫酸进行磺化的操作应格外小心，用浓硫酸进行磺化的操作应格外小心， 不可振摇过重，否则易乳化。不可振摇过重，否则易乳化。 29 一、有机磷农药及其对食品的污染有机磷农药及其对食品的污染 u 有机磷农药(organophosphorus pesticide

22、s)是一大 类具有磷酸酯结构的有机杀虫剂。在现有农药中， 是品种最多的一类，约有100多种。有机磷农药具 有高效、广谱的特点，性质不够稳定，分解快， 故残留低。 u 由于有机磷农药迅速发展并大量应用于农业生 产，大量施用后，可能造成食品的污染。有机磷 农药在食品中的残留主要是植物性食品。动物性 食品中残留甚微，并可通过加工、精制、洗涤、 烹调等过程被破坏。 30 由于保管不当，管理不严，动物性食品与 农药混装或用未经彻底清洗的装过农药的 容器装运动物性食品等，从而对动物性食 品造成污染。通过饲喂含有机磷农药残留 的饲料而进入到动物机体内；经口或体表 涂擦给动物驱虫；食品运输、贮存过程中 被农药

23、污染等。 有机磷农药的毒性以急性中毒为主，对 人的毒性属于一种神经毒。多因使用不当 或误食，使人体血液中胆碱酯酶活力降低 而发生中毒。 31 由于有机磷农药在生物体内能迅速转化而解毒， 不易蓄积，残留期短，慢性中毒问题过去未引起人 们注意。但它有烷基化作用会致癌、致突变。发现 长期接触或随食品摄入有机磷可呈现一系列病理变 化，具有致癌、致畸、致突变的影响，因此越来越 引起人们的关注。 二、有机磷农药在食品中的允许残留量二、有机磷农药在食品中的允许残留量 有机磷农药对人体的毒性大小因品种不同而各不有机磷农药对人体的毒性大小因品种不同而各不 相同，因此在食品中的限量也因品种而异。相同，因此在食品中

24、的限量也因品种而异。 WHO和其它许多国家都分别制定了食品中有机和其它许多国家都分别制定了食品中有机 磷的最高允许含量。我国有机磷农药在食品中的允磷的最高允许含量。我国有机磷农药在食品中的允 许残留量如表许残留量如表5-2所示：所示： 32 有机磷农残的测定方法，早期较为广泛采用的有机磷农残的测定方法，早期较为广泛采用的 是酶化学法及单项比色法等，后来被薄层色谱与是酶化学法及单项比色法等，后来被薄层色谱与 酶化学抑制法相结合的方法所取代，薄层色谱酶酶化学抑制法相结合的方法所取代，薄层色谱酶 抑制法对净化要求不高，处理简单，既克服了酶抑制法对净化要求不高，处理简单，既克服了酶 法无专一性的缺点，

25、又提高了薄层色谱法的灵敏法无专一性的缺点，又提高了薄层色谱法的灵敏 度，对于酶抑制物如有机磷的分析具有实际意义；度，对于酶抑制物如有机磷的分析具有实际意义； 但此法影响因素多，不易掌握，重现性差，只能但此法影响因素多，不易掌握，重现性差，只能 做到半定量。近年来广泛采用了气相色谱法，使做到半定量。近年来广泛采用了气相色谱法，使 用火焰光度检测器，方法的灵敏度、精密度和选用火焰光度检测器，方法的灵敏度、精密度和选 择性高，快速，可同时测定多种有机磷农药，已择性高，快速，可同时测定多种有机磷农药，已 成为国内外测定有机磷农药的标准方法。成为国内外测定有机磷农药的标准方法。 33 1原理原理 含有机

26、磷的样品在富氢焰上燃烧， 以HPO碎片的形式，放射出波长526nm的 特征光，该光通过滤光片选择后，由光电 倍增管接收，转换成电信号，经微电流放 大器放大后被记录下来。样品的峰面积或 峰高与标准品的峰面积或峰高进行比较定 量。 34 （1）提取：丙酮）提取：丙酮 （2）净化：氯化钠和二氯甲烷）净化：氯化钠和二氯甲烷 （3）色谱条件）色谱条件 （4）测定）测定 35 此法对含磷化合物具有高选择性和高灵敏度。 最小检测量可达10-11g。有机磷检测限比碳氢化合 物高1000倍，因此，排除了大量溶剂和其它碳氢 化合物的干扰，有利于痕量磷化物的分析。 提取净化，国际上惯用乙腈做为提取溶剂；但提取净化，国际上惯用乙腈做为提取溶剂；但 其毒性大，价格昂贵，且不易购