分散固相萃取-氣相色譜法測定蔬菜中7種有機磷農藥殘留*

黃 東，謝春生，操江飛，韋壽蓮

（1.廣東省地質局 第五地質大隊，廣東 肇慶526040；2.肇慶學院 環境與化學工程學院廣東省環境健康與資源利用重點實驗室，廣東 肇慶526061）

在農業生產中，為了保證蔬菜的健康成長，常使用農藥防治蟲害。有機磷類農藥具有品種多、用途廣、藥效高、易分解等特點[1]，被廣泛應用于農業生產中。但如果使用不當，容易導致農藥殘留在蔬菜上。

目前，檢測蔬菜中農藥殘留的樣品前處理技術主要有固相萃取法[2]、微波輔助萃取法[3]、超臨界流體萃取法[4]、加速溶劑萃取法[5]、凝膠滲透色譜法[6]、固相微萃取[7]等，但這些方法普遍存在操作繁瑣、耗時長等缺點[8]。分散固相萃取技術是基于固相萃取技術發展起來的，該技術濃縮了傳統樣品前處理的樣品均勻化、提取、凈化等過程，省去了沉淀、離心、轉溶、乳化和濃縮等繁瑣的操作步驟，極大地縮短了分析時間，在果蔬食品樣品中的應用越來越廣泛[9]。田甜等[10]建立分散固相萃取結合氣質聯用法分析果蔬汁中6種有機磷農藥殘留，樣品由二氯甲烷提取，凈化采用C18500mg、PSA 500mg、GCB 60mg，結果表明，回收率、精密度和重現性均較好。楊坤等[11]建立氣相色譜法測定蔬菜中35種有機磷農藥殘留，樣品由乙腈提取，NaCl鹽析后，經N-丙基乙二胺（PSA）和無水MgSO4分散固相萃取凈化，結果35種有機磷農藥的平均回收率在75.3%～119%之間，相對標準偏差小于6%。以上研究表明，目前蔬菜中有機磷農藥殘留提取采用的提取劑多為單一有機溶劑，凈化采用的多是C18或PSA分散劑。與此同時，C18或PSA分散劑價格較貴，單一有機溶劑對極性差異較大的有機磷混合物提取回收率低。

本研究嘗試以乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合溶液為提取劑，以活性炭為凈化劑，采用分散固相萃取7種有機磷農藥（治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷），對提取劑種類、鹽用量、凈化劑種類和用量、凈化時間等條件進行了優化，為測定蔬菜中有機磷農藥的殘留提供更廉價、高效的方法。

1 實驗部分

1.1 試劑和材料

乙腈（色譜純 天津市四友精細化學品有限公司）；丙酮（廣州化學試劑廠）；異丙醇（天津市富宇精細化工有限公司）；環己烷（天津市科密歐化學試劑有限公司）；1,2-二氯乙烷（天津市廣成化學試劑有限公司）；甲苯（廣州化學試劑廠）；活性炭（廣州化學試劑廠）；硅藻土（天津市北聯精細化學品開發有限公司），以上均為分析純；NaCl（CP國藥集團化學試劑有限公司）；氮摻雜石墨烯（先豐納米材料有限公司）；蔬菜樣品市場隨機采購；農藥標準樣品購自農業部環境保護科研監測所。

1.2 儀器和設備

FK-A型組織搗碎機（江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠）；AUY-120型電子天平（日本島津公司）；GL-88B型旋渦混合器（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）；TD3型臺式低速離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司）；Agilent7890B型氣相色譜儀（美國Agilent公司）；SK2200B型超聲波清洗器（上海科導超聲儀器有限公司）。

1.3 標準儲備液和標準曲線的配制

7種有機磷農藥單標儲備液（100.0μg·mL-1）：將1.00mL有機磷農藥標準品（1000μg·mL-1）加入10mL容量瓶中，用丙酮洗滌原瓶3次，并將每次洗滌液倒入容量瓶中，用丙酮稀釋至刻度，搖勻，于4℃冰箱中保存。

7種有機磷農藥混合標準儲備液的配制 用吸量管依次加入100.0μg·mL-1的治螟磷0.10mL，地蟲硫磷0.20mL，甲基硫環磷0.30mL，硫環磷0.30mL，殺撲磷0.30mL，三唑磷0.10mL，亞胺硫磷0.60mL于10mL容量瓶中，用丙酮稀釋定容，搖勻，于4℃冰箱中保存。（混標液中各種農藥的濃度分別為：治螟磷1.00μg·mL-1，地蟲硫磷2.00μg·mL-1，甲基硫環磷3.00μg·mL-1，硫環磷3.00μg·mL-1，殺撲磷3.00μg·mL-1，三唑磷1.00μg·mL-1，亞胺硫磷6.00μg·mL-1）。

基質匹配標準溶液的配制 在5只10mL容量瓶中，用吸量管分別加入0.020、0.040、0.080、0.20、0.50、1.00、1.50mL上述混合標準儲備液，用空白樣品提取液稀釋至刻度，搖勻，現配現用。（各種農藥的濃度范圍分別為：治螟磷0.0020～0.15μg·mL-1，地蟲硫磷0.0040～0.30μg·mL-1，甲基硫環磷0.0060～0.45μg·mL-1，硫環磷0.0060～0.45μg·mL-1，殺撲磷0.0060～0.45μg·mL-1，三唑磷0.0020～0.15μg·mL-1，亞胺硫磷0.012～0.90μg·mL-1）。

1.4 樣品前處理

1.4.1 試樣制備 將蔬菜樣品洗凈，取可食用部分切碎，然后用組織搗碎機搗碎，裝入小燒杯中，用保鮮膜封口，于4℃冰箱中保存，備用。

1.4.2 提取 準確稱取2.5g試樣于10mL離心管中，加入2.5mL乙腈和2.5mL 1,2-二氯乙烷，以2400r·min-1渦旋5min，以3500r·min-1離心5min，將上層清液加入裝有0.5g NaCl的10mL離心管中，以2400r·min-1渦旋30s，以3500r·min-1離心2min，使有機相和水相分層。

1.4.3 凈化 從離心管中吸取4.00mL上層有機相于一新的10mL離心管中，加入0.03g活性炭，以2400r·min-1渦旋1min后，以3500r·min-1離心5min，上層清液用0.22μm濾膜過濾后，移入2mL自動進樣器樣品瓶中，供氣相色譜測定。

1.5 儀器條件

色譜柱：HP-5毛細管柱（30m×0.32mm×0.25μm）；柱溫：100℃（0.5min），以6℃·min-1升至180℃，保持2min，以8℃·min-1升至250℃，保持4min，以20℃·min-1升至300℃，保持2min；進樣口溫度：220℃；檢測器：FPD；檢測器溫度：250℃；載氣流速：1mL·min-1；進樣體積：1.5μL，不分流進樣。

2 結果與討論

2.1 標準圖譜

圖1為混合標液（各種農藥的濃度分別為：治螟磷0.020μg·mL-1，地蟲硫磷0.040μg·mL-1，甲基硫環磷0.060μg·mL-1，硫環磷0.060μg·mL-1，殺撲磷0.060μg·mL-1，三唑磷0.020μg·mL-1，亞胺硫磷0.12μg·mL-1）色譜圖。

圖1 有機磷混合標液色譜圖Fig.1 Chromatogram of organophosphorus mixed standard solution

由圖1可知，在30min內7種有機磷農藥的色譜峰可以完全分開，且分離效果好。

2.2 樣品前處理單因素試驗

在樣品前處理中，提取劑的種類、鹽量、凈化劑的種類及用量、凈化時間等因素都會影響回收率。在試驗過程中需要對這些條件進行優化，得出最佳方案。

試驗采用通菜空白樣品，加入的混合標液中各種農藥的濃度分別為：治螟磷0.050μg·mL-1，地蟲硫磷0.10μg·mL-1，甲基硫環磷0.15μg·mL-1，硫環磷0.15μg·mL-1，殺撲磷0.15μg·mL-1，三唑磷0.050μg·mL-1，亞胺硫磷0.30μg·mL-1。

2.2.1 提取劑的選擇 選擇合適的提取劑是提高提取率的關鍵，提取劑要對有機磷農藥有良好的溶解能力，但不能溶解過多的雜質，否則會對凈化步驟造成困難。考察乙腈、丙酮、甲苯、異丙醇和1,2-二氯乙烷的提取效果，結果顯示，乙腈做提取劑，回收率為55.5%～191%，地蟲硫磷、三唑磷和亞胺硫磷回收率低于70%，而甲基硫環磷提取率過高；丙酮做提取劑，回收率為93.1%～336%，受基質影響很大；甲苯做提取劑，回收率為105%～184%，受基質影響較大；異丙醇做提取劑，回收率為92.3%～306%，受基質影響較大；1,2-二氯乙烷作提取劑，回收率為110%～172%，受基質影響略大。選擇受基質影響較小的乙腈和1,2-二氯乙烷以不同比例混合，結果顯示，當乙腈和1,2-二氯乙烷體積比為1∶1時，回收率為90.4%～104%，各種農藥的回收率都高，且不受基質影響；而體積比為2∶3、3∶2、4∶1的回收率受基質的影響大。因此，選用乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合液做提取劑。

2.2.2 NaCl用量優化 鹽析效應可以降低有機溶劑在水中的溶解度，從而提高提取率。實驗考察了NaCl用量分別為0.10、0.30、0.50g時回收率的變化，結果發現,當加鹽量為0.10 g，提取液已能明顯分層，回收率在67.4%～100%之間；當加鹽量為0.30g時，回收率在83.8%～103%之間；當加鹽量為0.50g時，回收率在85.2%～104%之間，與0.30g的回收率相差不大，但亞胺硫磷回收率明顯提高。因此，加鹽量選擇0.50g。

2.2.3 吸附劑的選擇 考察了0.050g活性炭、氮摻雜石墨烯兩種吸附劑對有機磷農藥的吸附能力，結果顯示，活性炭對各農藥萃取回收率在99.5%～107%之間；氮摻雜石墨烯對各農藥萃取回收率異常高。因此，氮摻雜石墨烯雖然能除掉全部色素，但對雜質吸附能力不如活性炭，故選擇活性炭作吸附劑。

2.2.4 吸附劑的用量 吸附劑的用量是影響樣品前處理凈化效果和回收率的重要因素。凈化劑用量太少，不能除去大部分雜質，會對色譜儀器造成污染；用量過大，會降低回收率。實驗考察活性炭用量在0.010～0.050g時對各農藥的萃取效果，結果發現，當活性炭加入量大于0.020g后，提取液顏色由黃綠色變為無色。當活性炭用量為0.030g時，回收率在85.5%～105%之間，此后，隨著活性炭用量的增加，亞胺硫磷回收率明顯下降。因此，選擇活性炭用量為0.030g。

2.2.5 凈化渦旋時間 凈化時間也會影響凈化效果和回收率。實驗考察了渦旋時間分別為1、5、10min時各農藥的回收率。結果發現，當渦旋時間為1min，提取液顏色基本為無色，回收率在85.3%～96.9%之間。隨著渦旋時間增大，回收率有微小降低，可能是因為渦旋時間過長，活性炭吸附部分農藥的緣故。故選凈化渦旋時間為1min。

圖2為空白通菜和空白通菜加標樣品（加標濃度分別為：治螟磷0.030μg·mL-1，地蟲硫磷0.060μg·mL-1，甲基硫環磷0.090μg·mL-1，硫環磷0.090μg·mL-1，殺撲磷0.090μg·mL-1，三唑磷0.030μg·mL-1，亞胺硫磷0.18μg·mL-1）在最優條件下測定所得色譜圖。

圖2 通菜樣品色譜圖Fig.2 Chromatogram of Tongcai sample

由圖2可知，通菜基質不干擾待測有機磷成分檢測。

2.3 方法評價

2.3.1 線性范圍和檢出限 按1.3步驟制備空白通菜基質匹配標準溶液，在1.5實驗條件下測定，以峰面積與濃度的關系做一元線性回歸方程。見表1。

由表1可知，治螟磷和三唑磷在0.0080～0.15μg·mL-1，地蟲硫磷在0.016～0.30μg·mL-1，甲基硫環磷、硫環磷和殺撲磷在0.024～0.45μg·mL-1，亞胺硫磷在0.048～0.90μg·mL-1濃度范圍內，線性良好，相關系數R均大于0.995；檢出限在0.010～0.060μg·mL-1；根據樣品處理方法計算得方法的檢出限為0.02～0.12mg·kg-1。

表1 7種有機磷農藥的線性方程、相關系數和檢出限Tab.1 Linear equations,correlation coefficients and detection limits of 7 organophosphorus pesticides

2.3.2 精密度 選擇同一批空白通菜樣品，取6份樣各2.50g進行測定，加入上述農藥混合標準儲備液，使治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷最終濃度分別為0.030，0.060，0.090，0.090，0.090，0.030，0.18μg·mL-1，測定樣品中各農藥的含量。同一批空白通菜樣品取6份試樣進行加標回收測定，上述7種有機磷農藥的相對標準偏差RSD值在1.0%～2.7%（n=6），精密度良好。

2.3.3 回收率 選擇同一批空白通菜樣品，取樣各2.50g進行測定，加入上述農藥混合標準儲備液，使其最終濃度分別見表2，每個水平加標樣平行做6份。

由表2可知，本方法的治螟磷在加標濃度為0.03～0.1μg·mL-1水平上，平均回收率在91.9%～98.9%之間；地蟲硫磷在加標濃度為0.06～0.2μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～102%之間；甲基硫環磷在加標濃度為0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～98.9%之間；硫環磷在加標濃度為0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～98.1%之間；殺撲磷在加標濃度為0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在94.4%～97.4%之間；三唑磷在加標濃度為0.03～0.1μg·mL-1水平上，平均回收率在97.8%～101%之間；亞胺硫磷在加標濃度為0.18～0.6μg·mL-1水平上，平均回收率在89.4%～92.6%之間。從以上數據可以看出，用本方法檢測通菜中治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷的含量，結果準確可靠，可以在實際工作運用此方法檢測蔬菜中治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷的含量。

表2 7種有機磷農藥在3個加標水平下的平均回收率（n=6）Tab.2 Average recovery rate of 7 kinds of organophosphorus pesticides under 3 standard addition levels（n=6）

2.4 實際樣品檢測

運用本方法對市場上的青瓜、大白菜、菜心、豆角、番薯葉、瓜苗、通菜、尖椒這8種蔬菜進行農藥殘留檢測，結果發現，所抽檢蔬菜中均未檢出治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷。

3 結論

建立了分散固相萃取結合氣相色譜法測定蔬菜中7種有機磷農藥殘留量的分析方法。本方法采用乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合溶液提取，活性炭分散固相萃取凈化，氣相色譜（FPD）檢測，并采用基質匹配標準溶液曲線校正。結果表明，本方法精密度、回收率和重現性均較好，準確度高，且操作簡單、成本低，適合用于檢測蔬菜中治螟磷、地蟲硫磷、甲基硫環磷、硫環磷、殺撲磷、三唑磷、亞胺硫磷的殘留量。