農藥中非登記成分檢測方法研究進展及相關標準分析

馮德建，許 洋，唐祥凱，鄒 燕，管 馳，陳 璐，史謝飛，李懷平

(1. 中國測試技術研究院，四川 成都 610021; 2. 國家防災減災分析測試中心（成都），四川 成都 610021;3. 茶葉標準與檢測技術四川省重點實驗室，四川 成都 610021)

0 引 言

農藥是重要的農業生產資料和救災物資，對防治農業有害生物，保障農業生產、農民增收及農產品貯存具有不可或缺的作用。然而，近年來農藥中擅自添加非登記成分（也稱隱性成分或未經登記成分）問題頻繁被曝光，嚴重制約了我國農藥行業的可持續發展。尹蘭香等[1]隨機檢測了在福建省銷售的23批啶蟲脒產品，其中21.7%的農藥檢出非登記成分。唐淑軍等[2]于2006-2009年抽樣檢測了深圳市寶安區內的83個農藥產品，其中28.9%的農藥檢出非登記成分。黃曉華等[3]隨機抽取了在浙江省銷售的41批水稻用藥，其中46.3%的農藥檢出非登記成分。張寒等[4]在2015-2016年對浙江省農藥添加非登記成分的檢測結果表明有近10%的產品檢出非登記成分。筆者統計的我國農業部2010-2017年共計23次農藥產品質量監督/專項抽查結果也表明，檢出非登記成分的樣品總數仍占質量不合格樣品總數的35.3%。農藥中的非登記成分除易引起藥害事故外，還會加速病蟲害產生抗藥性，破壞生態環境，導致農產品農藥殘留超標，危害人畜健康安全[5]。事實上，農藥中的非登記成分在確證之前是個未知物，具有極強的隱蔽性、隨機性、多樣性和復雜性，氣相色譜法、液相色譜法等現有主要檢測方法均不能高效且準確地檢測所有可能擅自添加的農藥成分，進而較大程度上影響了監管部門的執法力度，使得監督抽查仍未達到有效的震懾頻度。為此，該文綜合論述了農藥中各非登記成分檢測方法的優缺點，比較分析了當前我國農藥中非登記成分相關限量標準和檢測標準存在的問題，提出了建立基于質譜法的農藥中非登記成分高通量檢測標準體系和制定嚴格、科學、適用的農藥中非登記成分限量國家或行業標準對策。

1 農藥中非登記成分檢測方法研究進展

1.1 酶抑制法

酶抑制法是目前研究相對成熟的一種部分農藥快速檢測技術，根據酶的種類不同主要分為膽堿酯酶抑制法與植物酯酶抑制法，其中以膽堿酯酶抑制法應用最為普遍，現已廣泛應用于蔬菜、茶葉、肉等樣品中有機磷與氨基甲酸酯類農藥殘留的快速檢測。蒼濤等[6]利用農藥殘留速測儀，建立了非有機磷、非氨基甲酸酯類農藥中23種禁限用有機磷和氨基甲酸酯類非登記成分的快速定性檢測方法，方法檢出限在0.03～4.4 mg/L之間，能夠滿足農業投入品中常量級別（質量分數0.1%以上）添加非登記成分的快速定性檢測需要；但該方法無法適用于有機磷或氨基甲酸酯類農藥中非登記成分的檢測。酶抑制法雖然具有快速、簡便、成本低等優點；但酶抑制法在使用過程中易受反應條件、樣品種類、檢測種類等因素影響，且缺乏準確定性和精確定量功能，應用于農藥中非登記成分的全面、準確、高通量檢測存在較大缺陷。

1.2 光譜法

光譜法是目前用于有機農藥和無機農藥成分檢測的重要方法。針對有機農藥成分，近紅外（NIR）、中紅外（MIR-ATR）和拉曼光譜（Raman）法是目前研究比較熱門的無損快速分析技術，可對固體、液體和氣體樣品直接進行測定，現已應用于食品、保健品、中藥材、化妝品等樣品中非法添加物的快速檢測工作。高鑫等[7]利用偏最小二乘法（PLS），分別采用中紅外和近紅外光譜技術建立了毒死蜱乳油中違禁添加敵敵畏的快速定量測定方法。吳厚斌等[8]采用近紅外光譜技術結合支持向量回歸法（SVR）建立了乳油中非法對硫磷的定量分析方法。趙玉泉[9]利用近紅外、中紅外光譜技術以及便攜近紅外儀，結合偏最小二乘法和極限學習機（ELM）算法，分別建立了阿維菌素乳油制劑中違禁添加氯蟲苯甲酰胺的快速定量方法；結果表明近紅外、中紅外的PLS和ELM定量分析模型均具有較強的預測能力，而便攜近紅外儀的PLS和ELM定量分析模型預測性能均有所下降，但仍處于可接受范圍。雖然近紅外、中紅外和拉曼光譜法具有簡便、快速、環保、成本低、適合在線分析等顯著優點，為農藥中非登記成分的快速檢測提供了新的途徑，但其均存在建模難度大的問題，應用于農藥中非登記成分的快速檢測需要建立大量定性和定量模型。

針對無機農藥成分，電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）是近年來發展迅速的無機微量元素分析技術，具有較高的靈敏度和精密度，可進行多種元素同時測定，現已廣泛應用于食品、化妝品、土壤等樣品中多種元素的快速測定。李武林等[10]采用硝酸+雙氧水微波消解前處理樣品，建立了電感耦合等離子體原子發射光譜測定農藥中鉛、砷、汞、鎘、鉻、鋇、錳等11種金屬元素類禁限物的方法，方法檢出限在0.2～1.5 mg/kg之間，加標回收率為91.0%～107.0%，精密度為0.58%～4.42%，能高效地完成農藥是否含有汞制劑、砷類、鉛類等非法添加成分的檢測。隨著質譜技術的廣泛普及，電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）將是農藥中鉛、砷、汞、鎘等無機非登記成分快速檢測的主要方法。

1.3 色譜法

色譜法是目前用于有機農藥成分監測最為普遍和成熟的技術，主要包括氣相色譜法和液相色譜法，易汽化且汽化后不易發生分解的農藥均可采用氣相色譜法進行檢測，而極性強、分子量大、沸點高、熱不穩定以及離子型的農藥則可采用液相色譜法進行檢測。李俊等[11]采用雙柱定性，建立了氣相色譜同時檢測乳油型農藥中甲胺磷等多種禁用農藥的方法，方法加標回收率在91.4%～105.6%之間，相對標準偏差為0.53%～3.75%，雙柱定性在一定程度上增強了檢測結果的可靠性和準確性，但該方法不適用于含有馬拉硫磷或毒死蜱成分農藥的檢測。孫長恩等[12-13]分別建立了氣相色譜同時檢測農藥中12種有機磷類非登記成分和9種擬除蟲菊酯類非登記成分的方法，方法加標回收率分別為90.3%～114.3%和95.5%～107.5%，變異系數分別為1.86%～3.62%和2.29%～2.84%。弓愛君等[14]建立了高效液相色譜檢測蘇云金桿菌（B.t.）中氰戊菊酯的方法，方法檢測限為 0.60 μg/mL，平均加標回收率為99.16%，相對標準偏差為 0.13%。張曉強等[15]建立了2種HPLC法聯用技術同時檢測13種農藥殺蟲劑的方法，2種方法下各農藥的加標回收率均介于99.3%～101.2%之間，相對標準偏差均小于1.8%。這些文獻方法均可用于農藥中某一種或某一類非登記成分的快速檢測，但無法對不同種類非登記成分進行同時測定，且色譜法只能依靠保留時間進行定性和定量，缺乏準確的定性功能，易受樣品基質中的共存成分影響而造成假陽性或假陰性的結果，應用于農藥中非登記成分的全面、準確、高通量檢測亦存在較大缺陷。

1.4 色譜-質譜法

色譜-質譜法既具有色譜的高分離效能，又利用了質譜準確鑒定化合物結構的特點，可同時達到定性和定量的目的，特別適合于農藥多種類、高靈敏、高通量的快速檢測，現已廣泛應用于食品、中藥材、土壤等復雜樣品中農藥殘留的快速檢測工作。根據質譜分辨率的不同可分為單四極桿質譜、三重串聯四極桿質譜等低分辨質譜（LR-MS）和飛行時間質譜、扇形磁場質譜等高分辨質譜（HR-MS）。

在低分辨質譜法方面，洪華等[16]建立了SPEGC-MS快速定性定量殺蟲劑中11種菊酯類非登記成分的方法，方法檢出限為0.008～0.048 mg/L，平均加標回收率為92.3%～120.8%，相對標準偏差為1.4%～8.9%。李海燕等[17]建立了GC-MS同時檢測殺蟲劑中11種禁限用農藥的方法，方法加標回收率介于90%～110%之間，變異系數小于3%。范力欣等[18]建立了GC-MS內標法定量測定違規添加7種有機磷類農藥的方法，方法加標回收率為98.6%～102.3%，變異系數為2.0%～3.4%。李俊等[19]建立了GC-MS/MS同時測定農藥中32種非登記成分的方法，方法檢出限為0.03%～0.17%，定量限為0.1%～0.5%，平均添加回收率為71.51%～100.88%，相對標準偏差為1.36%～7.43%，但該方法只對乳油型和水劑型農藥進行了方法驗證。梁赤周等[20]在GC方法的基礎上建立了GC-MS法結合商業農藥質譜數據庫篩選非法添加農藥并應用于實際。喬成奎等[21]建立了HPLC-MS/MS同時檢測農藥中30種非登記成分的方法，方法檢出限為0.001～0.035 ng，平均加標回收率在98%～101%之間，相對標準偏差小于3.2%。于峰等[22]利用HPLC-DAD-MS/MS聯用技術建立了194種常用農藥的標準指紋譜圖庫檢測農藥中非登記成分的方法，方法檢出限為1.2～230.8 μg/kg，具有快速有效、特征性和專屬性強等顯著優點。隨著低分辨質譜的廣泛普及，GC-MS或GC-MS/MS和LC-MS/MS聯合使用幾乎可以檢測絕大多數有機農藥成分，將是農藥中有機非登記成分全面、準確、高通量檢測的主要手段。

在高分辨質譜方面，陳建波等[23-24]分別建立了超高效液相色譜-四極桿-飛行時間質譜（UPLC-QTOF MS）快速檢測農藥中非法添加48種殺蟲劑和35種殺菌劑的方法，方法的檢出限分別為0.01～0.2 mg/kg 和 0.04～0.09 mg/kg，平均加標回收率分別為86.3%～101.5%和81.0%～101.3%，相對標準偏差分別為1.7%～4.0%和1.0%～4.4%。陳建波等[25]還建立了UPLC-Q-TOF MS快速檢測農業投入品中違規添加12種氨基甲酸酯類農藥的方法，方法定量限為 0.1～0.8 mg/L，平均加標回收率在 85%～103%之間。以飛行時間質譜為代表的高分辨質譜可通過全掃描獲得化合物的精確質量數和可能的化學分子式，大大提高了復雜背景下的抗干擾能力，并且可以建立標準的質譜數據庫，實現無需標準品快速檢測農藥中的非登記成分。高分辨質譜在快速定性檢測方面優于GC-MS、LC-MS/MS等低分辨質譜，而在準確定量方面卻處于劣勢，且價格昂貴、使用和維護成本較高，一定程度上限制了其在農藥中非登記成分快速檢測方面的應用，但勢必會成為重要的潛在手段。

2 農藥中非登記成分的相關標準分析

2.1 限量標準分析

在法律法規方面，我國大陸地區現行《農藥管理條例》規定，農藥所含有效成分種類與農藥標簽、說明書標注的有效成分不符的為假農藥，農藥中混有導致藥害等有害成分的為劣質農藥；而我國臺灣省現行《農藥管理法》第一章第七條第二款規定，摻雜其他有效成分含量超過相關主管機關所定限量基準的為偽農藥。2012年12月11日，臺灣省相關部門發布的《農藥管理法第七條第二款所定摻雜其他有效成分含量之限量基準》不僅對不同劑型成品農藥（殺鼠劑、殺蟲劑、殺菌劑、殺螨劑、除草劑）中共計280余種摻雜其他有效成分規定了限量基準，限量基準值處于0.000 05%～3.0%之間，還對微生物制劑以及非微生物制劑中限量基準外的其他有效成分進行了“統一限量”（見表1）。在產品標準方面，目前我國制定發布的農藥產品國家或行業標準均未對非登記成分進行明確限制，主管部門也未出臺農藥產品中非登記成分的統一限量標準，產品標準缺失非登記成分限量值將無法對農藥生產企業因共用設備而造成的產品交叉污染以及農藥生產貯存過程中所產生的農藥代謝物或相關雜質與非法添加行為進行正確界定，使得目前正在使用的判定農藥產品是否合格的標準存在重大缺陷，也使得判定假農藥和劣質農藥缺乏現實可操作的標準，迫切需要制定嚴格、科學、適用的農藥中非登記成分限量國家或行業標準。在地方標準方面，廣西壯族自治區雖然于2015年6月1日率先發布了DB45/T 1194-2015《城市農藥制劑產品中非登記成分限量 第1部分：三唑磷、辛硫磷、毒死蜱、仲丁威、吡蟲啉、高效氯氟菊酯、高效氯氰菊酯、阿維菌素》，但僅規定了8種常用農藥制劑中可能攜帶的幾種非登記成分含量不得超過0.1%。在團體標準方面，山東省農藥行業協會于2018年10月9日率先發布了T/SDNY 001-2018《農藥制劑中非明示農藥成分限量》，規定了農藥制劑中百菌清、苯醚甲環唑、吡丙醚、吡蟲啉、吡唑醚菌酯等63種非登記成分的限量要求，限量值處于0.01%～1.0%之間。此外，中國農藥工業協會也于2018年正式啟動了《農藥產品中微量其他農藥成分限量》團體標準制定工作。

表1 臺灣省成品農藥中摻雜其他有效成分的“統一限量”規定

2.2 檢測標準分析

在國家標準方面，目前我國尚未出臺專門針對農藥中非登記成分檢測的國家標準。農藥檢測機構主要按照標簽標稱的產品標準對產品質量進行檢測，再根據儀器上可能顯示的異常信號對其他農藥成分進行隨機檢測，檢測的種類十分有限，檢測的隨機性和偶然性較大，缺乏系統全面性。在行業標準方面，現行標準NY/T 2990-2016《禁限用農藥定性定量分析方法》覆蓋參數僅包括了涕滅威、滅多威等24種禁限用農藥，采用的方法是氣相色譜-質譜法（若同時檢出克百威和丁硫克百威，則需采用液相色譜法進一步確認和定量分析）。在地方標準方面，江蘇省出臺了 DB32/T 2005-2012 《農藥中14種有機氯、有機磷成分的測定 氣相色譜-質譜法》和DB32/T 2006-2012《殺蟲氣霧劑中8種成分的測定 氣相色譜-質譜法》兩項標準。在團體標準方面，山東省農藥行業協會發布的T/SDNY 001-2018《農藥制劑中非明示農藥成分限量》規定了63種非登記成分的分析方法，其中甲拌磷、甲基異柳磷、克百威、滅多威等12種禁限用農藥按照NY/T 2990-2016進行定性和定量分析，而百菌清、苯醚甲環唑、吡丙醚、吡蟲啉等51種農藥則分別采用標準規定的氣相色譜-質譜法進行定性和其相應國家或行業產品標準進行定量分析。這些已出臺的檢測標準均不同程度存在檢測參數少、檢測效率低、可操作性不強等問題，而目前我國注冊登記的農藥有效成分多達670余種，尚有多達數百種可能成為擅自添加的非登記成分的農藥缺乏行之有效的檢測方法，迫切需要建立全面、準確、高通量的農藥中非登記成分快速檢測標準。

3 結束語

農藥中非登記成分的檢測無法用一種方法一次檢測完成，必須依靠 GC-MS、LC-MS/MS、ICPMS等多種質譜法聯合使用，才能實現有機和無機非登記成分檢測全覆蓋；因此，迫切需要建立基于質譜法的農藥中非登記成分高通量檢測標準體系。同時，應盡快調查掌握我國農藥行業因共用設備而造成的產品交叉污染現狀以及農藥生產貯存過程中所產生的代謝物或相關雜質情況，借鑒參考國內外先進管理規定，制定嚴格、科學、適用的農藥中非登記成分限量國家或行業標準，切實解決非法添加行為正確界定問題。通過非登記成分限量標準與檢測標準體系配套使用對違法犯罪分子形成強大的威懾力，有效規范農藥生產和經營行為，顯著提高農藥產品質量水平，推動我國農藥行業可持續發展。