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蔬菜农药残留检测技术的比较分析

 论文栏目:检测技术论文     更新时间:2017/10/12 9:23:00   

摘要:蔬菜中残留的农药会对人体健康造成严重影响,对其快速检测技术进行研究具有重要的现实意义。对磷酸缓冲液和甲醇溶液用于蔬菜表面残留农药漂洗提取的过程进行研究,比较分析了2种方法对不同蔬菜上不同农药残留提取的效果,另外提出一种微型组织捣碎机快速捣碎萃取法。结果表明,微型组织捣碎机快速捣碎萃取法对农药残留的提取效率可达70%以上。农药在蔬菜表面停留时间是漂洗法提取效率的主要影响因素,快速捣碎萃取法可有效提高农药残留提取效率,同时提高检测精度。

关键词:蔬菜农药残留;气相色谱;微型捣碎机;萃取;检测阈值

根据国家统计局发表的数据,我国耕地面积约占世界总耕地面积7%左右,全国人口约占世界人口的19.2%,因此,我国单位粮食的产量是世界平均值的3倍[1]。在粮食供应上取得巨大成就的同时,伴随的是我国农业污染问题日益严重,部分地区通过采用滥用农药的方式实现短期内粮食作物的快速增产创收,但从长期发展角度来看,则导致破坏生物多样性、农产品农药残留超标、环境污染等一系列问题,最终危害人类健康,同时严重制约农业的可持续发展[2-3]。新中国成立初期,我国主要以有机氯农药作为杀虫剂和防治植物病害的主要手段,鉴于其使用后残留期较长、易溶于脂类、造成生物累积,在20世纪80年代被我国明确禁止使用,但有关研究结果表明,其影响至今仍未完全消失[4]。之后主要使用氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等农药,这2种农药半衰期较短,但在一定环境下仍能够长期存在[5-6]。农药对于防治有害生物、促进农牧业发展均有巨大贡献,但大量因农药污染引发的食品中毒事件导致食品安全问题和农业污染的现状越来越受重视,各国均对农副产品中农药残留提出相应限量标准[7]。检测农药残留是有效预防农药污染威胁人类健康的方式之一,目前检测蔬菜中农药残留的技术包括生化检测及色谱分析,前者更快速简便,适用于蔬菜农药残留现场定性初筛,后者灵敏度更高、特异性更强,适用于蔬菜农药残留准确定量研究[8-9]。笔者对快速检测农药残留的技术进行研究,提出一种能够提高蔬菜内农药提取效率的快速提取方法。

1材料与方法

1.1材料

茄子,油麦菜,包菜,购自当地蔬菜市场。敌敌畏、甲胺磷、呋喃丹,购自Dr.Ehrenstorfer(Augsburg,Germany)。气相色谱操作:进样口温度:220℃,柱温:170℃保持0.5min,按每min8℃的速度升温至240℃,保持5min,载气:N2:5mL•min-1;H2:3mL•min-1;空气:60mL•min-1,尾气:N2:10mL•min-1,检测器温度:300℃;柱子:石英毛细管柱,尺寸30m×0.53mm×1.0μm。使用电子天平分别称取100mg农药样品溶于丙酮,定容至100mL容量瓶中作为母液,溶液质量浓度为1000μg•mL-1然后再分别取10mL母液用丙酮溶解,定容至100mL容量瓶中,形成终质量浓度为100μg•mL-1的混合农药溶液,密封保存备用。

1.2方法

1.2.1pH8.0磷酸缓冲液处理法使用电子天平称取4g蔬菜样本置于三角烧杯中,加入20mL0.1mol•L-1pH8.0磷酸缓冲液(PBS),震荡10min混匀,布氏漏斗过滤后,加入50mL3%NaCl溶液再过滤,收集滤液于分液漏斗中,然后依次加入40、30、20mL二氯甲烷溶液进行萃取,收集二氯甲烷溶液,加入装有无水Na2SO4的漏斗进行过滤脱水,收集滤液于平底烧瓶中,置于旋转蒸发仪蒸发浓缩至3mL左右,冷却至室温后N2吹干,加入丙酮溶解,定容至10mL容量瓶中,按气相色谱操作条件测定。1.2.2甲醇-水溶液处理法0.1mol•L-1pH8.0磷酸缓冲液换成4mL20%甲醇溶液,其他步骤与上述一致。样品的农药添加处理:将蔬菜剪成片状,使用电子天平称取20g后置于烧杯中,使用进样器对其表面均匀涂抹100μg•mL-1的混合农药溶液100、200μL,放置2、4h,然后使用以上2种不同漂洗法进行农药提取,3次重复,备用。将农药提取浓度与实际加入浓度对比,其比率即为该农药提取效率,对不同处理条件进行编号:1号100μL(2h);2号200μL(2h);3号100μL(4h);4号200μL(4h)。1.2.3残留农药萃取法及回收率测定使用电子天平称取20g蔬菜组织,分别加入混合农药溶液100、200μL,放置4h后放于捣碎机中,同时加入40mL丙酮,混匀捣碎提取3min,然后将混合溶液过滤,收集提取液于烧杯中,再依次加入过量饱和NaCl,10mLCH2Cl2,充分混匀后静置10min分层,取上层有机相加入装有无水Na2SO4的漏斗进行过滤脱水,平底烧瓶收集溶液,置于旋转蒸发仪蒸发浓缩至3mL左右,冷却至室温后N2吹干,加入丙酮溶解,定容至10mL容量瓶中,按气相色谱操作条件测定。对不同处理条件进行编号,处理5为100μL(4h);处理6为200μL(4h)。

2结果与分析

2.1农药残留提取效率分析

不同条件下各样品农药残留提取效率如表1所示。对比处理条件1、2可知,与蔬菜接触时间较短的情况下(2h),各样品农药残留提取效率均处于80%~98%区间,表面农药较容易被漂洗,同时不同提取液的提取效果差别不大,说明在较短时间内,农药主要分布在蔬菜表面,易进行表面漂洗。对比处理1、3和处理2、4可知,放置时间较长时(4h),采用PBS处理对茄子样品各农药残留提取效率处于15.49%~55.06%区间,对油麦菜样品各农药残留提取效率处于16.36%~29.73%区间,对包菜样品各农药残留提取效率处于21.70%~53.02%区间;采用20%甲醇处理对茄子样品各农药残留提取效率处于34.01%~59.98%区间,对油麦菜样品各农药残留提取效率处于10.33%~30.42%区间,对包菜样品各农药残留提取效率处于21.11%~46.79%区间。说明农药残留时间是影响其提取效率的主要因素之一。在放置较长时间后,农药逐渐渗透到蔬菜内部组织,难以通过表面提取法完全提取农药,另外,对于不同蔬菜种类,2种提取液的提取效果不同。

2.2农药残留萃取效率分析

不同条件下各样品农药残留萃取效率如表2所示。对比表1可知,使用农药残留萃取法对不同蔬菜中长时间(4h)农药残留的萃取效率为71.17%~94.58%,均明显高于表面漂洗法。

3讨论与结论

一般农药产品中除了有效成分外,还会加入少量辅助试剂,如渗透剂、附着剂等,帮助农药更好地附着在作物表面而发挥药效。另外,部分农药具有较强的脂溶性和内吸传导性,如乐果、甲拌磷等,能够渗透蔬菜表皮蜡质层进入蔬菜内部组织,并传导至各个部位,因此,农药停留时间是表面漂洗法提取效率的主要影响因素。在实际应用中,蔬菜中农药产品较难被冲洗去除。农药残留快速检测技术是一种针对水样进行处理及检测的技术,捣碎提取能够避免有机溶剂对提取过程的干扰,对蔬菜类农药残留提取效率可达70%以上,同时对农药残留进行浓缩处理可以降低检出限标准,达到快速有效提取的目的。笔者对蔬菜中农药残留的不同提取方法进行研究,结果表明,(1)农药停留时间是表面漂洗法提取效率的主要影响因素,农药在蔬菜上短时间(2h)停留,PBS提取和20%甲醇溶液提取2种提取方法的提取效率均高于80%,当农药在蔬菜上停留时间延长(4h),则提取效率急剧下降至60%以下。(2)农药长时间与蔬菜接触会渗透进入蔬菜内部组织,采用表面漂洗法提取效率较低,直接捣碎法更适用于实际应用中对蔬菜内农药进行提取分析,因此笔者设计一种快速萃取残留农药的方法,实现蔬菜内部组织中农药残留快速有效提取,农药在蔬菜上停留时间较长的条件下(4h),提取效率均高于70%,高于同条件下表面漂洗法提取效率。同时浓缩处理有利于降低检测阈值,提高检测精度。

作者:冯建永 刘辉 单位:唐山工业职业技术学院

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