應(yīng)用氣相色譜法測(cè)定蔬菜中17種有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留量的研究

文 黃小芳 付志明 彭曉鯤 贛州市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)院

有機(jī)磷農(nóng)藥有著高效、快速等優(yōu)點(diǎn)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這種農(nóng)藥被廣泛應(yīng)用于當(dāng)前農(nóng)作物病蟲(chóng)害的防治工作中，但經(jīng)過(guò)調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，有機(jī)磷農(nóng)藥的大量使用不僅會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成危害，還會(huì)影響人體的免疫系統(tǒng)功能，增加人體器官的癌變概率。因此，在綠色化農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，人們對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的使用進(jìn)行了限制，在此背景下，可以通過(guò)氣相色譜法對(duì)農(nóng)作物中的有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留量加以測(cè)定，以便為農(nóng)藥使用情況的監(jiān)管提供支持。

1.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極為重要的地位。含磷類農(nóng)藥作為當(dāng)前農(nóng)藥中的重要組成部分，盡管在實(shí)際使用過(guò)程中有殺蟲(chóng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，但在大量使用過(guò)程中，不僅會(huì)破壞自然環(huán)境，還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物表面出現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留，進(jìn)而對(duì)人們的身體健康造成不利影響。現(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷類農(nóng)藥使用情況的有效管控，應(yīng)用氣相色譜法對(duì)農(nóng)作物中的有機(jī)磷含量進(jìn)行檢測(cè)，成為實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷類農(nóng)藥使用情況有效監(jiān)管工作中的重要工作內(nèi)容。隨著近年來(lái)人們對(duì)綠色蔬菜重視度的不斷提升，國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行有機(jī)磷殘留情況測(cè)定時(shí)，會(huì)以《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸脂類農(nóng)藥多殘留測(cè)定（NY/T 761-2008）》這一農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，開(kāi)展有機(jī)磷含量的檢測(cè)工作，但這一農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用過(guò)程中仍存在著一定的測(cè)量不確定度。現(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度的有效提升，相關(guān)學(xué)者對(duì)不確定度評(píng)定工作進(jìn)行了深入的研究。舉例來(lái)說(shuō)，王麗芳等人經(jīng)過(guò)測(cè)定，了解到豇豆殘留的甲胺磷擴(kuò)展不確定度為0.0011mg/kg。王璐等人在測(cè)定蔬菜中殘留有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留不確定度時(shí)發(fā)現(xiàn)，在k=2的情況下，甲胺磷的殘留量測(cè)定相對(duì)擴(kuò)展不確定度為5.07%、甲氰菊酯的殘留量測(cè)定相對(duì)擴(kuò)展不確定度為5.66%、甲萘威殘留量相對(duì)擴(kuò)展不確定度為6.30%。上述測(cè)定人員在研究蔬菜有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留量不確定度時(shí)，主要對(duì)某種或者某幾種含磷類農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行的測(cè)定，這種測(cè)定方式效率相對(duì)較低。現(xiàn)階段，為切實(shí)提升測(cè)定工作的效率，對(duì)蔬菜中多種農(nóng)藥的殘留量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)測(cè)定不確定度進(jìn)行評(píng)價(jià)，已經(jīng)成為切實(shí)了解測(cè)定工作中各種不確定度分量對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度影響情況、提高測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的重要工作內(nèi)容之一。

2.材料與方法

本次測(cè)定以《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》《化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定》等標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)定方法與要求為基礎(chǔ)，在開(kāi)展蔬菜有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留情況測(cè)定時(shí)，以《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸類農(nóng)藥多殘留測(cè)定》第一部分中方法二的步驟對(duì)敵敵畏、甲胺磷等17種有機(jī)磷類農(nóng)藥的殘留量進(jìn)行測(cè)定。

2.1材料與儀器

本次測(cè)定所使用的材料包括乙腈、丙酮、氯酸鈉、無(wú)水硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)試劑；氮?dú)狻錃饧兌染鶠楦呒?9.999%；甲基對(duì)硫磷、倍硫磷、殺撲磷、三唑磷、甲拌磷、氧化樂(lè)果、二嗪磷、殺螟硫磷、甲胺磷、治螟磷、久效磷、對(duì)硫磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、樂(lè)果、馬拉硫磷、亞胺硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度均為100μg/mL；白菜樣品。本次測(cè)定使用的儀器包括氣相色譜儀—FPD、超聲波清洗器、粉碎機(jī)、勻漿機(jī)、干式氮吹儀、漩渦振蕩器。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1試樣配制

在配置使用溶液時(shí)，分別吸取17種農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)液100μL，將其轉(zhuǎn)移到10mL容量瓶中，然后用丙酮對(duì)溶液進(jìn)行稀釋，使農(nóng)藥殘留標(biāo)準(zhǔn)液的濃度為1.00mg/L。在配置標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時(shí)，應(yīng)先準(zhǔn)確吸取0mL、0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL的1.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，然后通過(guò)在使用液中摻入1.00mL、0.95mL、0.90mL、0.80mL、0.50mL、0的丙酮，最終得到濃度分別為0mL、0.05mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作液，為后續(xù)測(cè)定工作的順利開(kāi)展提供有效的支持。

2.2.2色譜條件

在測(cè)定過(guò)程中，色譜柱為DB-17毛細(xì)柱，規(guī)格為30m×0.320mm×0.25μm；進(jìn)樣口的溫度為220℃，進(jìn)樣方式為不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為3μL，載氣流速為每分鐘6cm3；燃?xì)鉃楦呒兌葰錃猓瑲錃饬魉贋槊糠昼?5cm3，壓縮空氣的流速為每分鐘100cm3；柱溫先升至130℃，并令溫度維持兩分鐘，然后以每分鐘升溫6℃的速度，將溫度升高到250℃，并使溫度維持30s；檢測(cè)器的溫度為250℃，燃燒室的溫度為150℃。

2.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的過(guò)程中，可以將17種有機(jī)磷類農(nóng)藥分為4組，混合后，按照色譜條件，建立每組混合農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線。為了保留時(shí)間穩(wěn)定性，可以分別取鎘濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作液1.0μL。

2.2.4樣品預(yù)處理

準(zhǔn)確稱取25.0g白菜樣品，將其與50.0mL的乙腈一起放置在均質(zhì)機(jī)中，經(jīng)過(guò)2min的高速勻漿處理后，用濾紙對(duì)樣品進(jìn)行處理，將分離得到的濾液轉(zhuǎn)移至裝有5g氯化鈉的100mL具塞量筒中，蓋上蓋子，振蕩1min，震蕩工作完成后，將量筒放置在室溫環(huán)境中靜置0.5h，實(shí)現(xiàn)濾液中水相與乙腈的分離，然后從量筒中吸出10mL的乙腈溶液，并將其轉(zhuǎn)移至雞心瓶中，在40℃的環(huán)境下，對(duì)乙腈溶液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)處理，然后用丙酮對(duì)溶液進(jìn)行三次沖洗轉(zhuǎn)移處理，最后定容為5.0mL，在旋渦混合器混合均勻后，用0.2μm的濾膜對(duì)樣品瓶進(jìn)行過(guò)濾，以便為上機(jī)測(cè)定工作的開(kāi)展提供支持。

2.2.5不確定度評(píng)價(jià)

現(xiàn)階段，蔬菜有機(jī)磷農(nóng)藥殘留不確定度的主要來(lái)源包括有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品制備不夠標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量存在重復(fù)、工作曲線擬合與回收率等方面存在問(wèn)題。在測(cè)定不確定度時(shí)可以以《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸類農(nóng)藥多殘留測(cè)定》為基礎(chǔ)。

3.結(jié)果與討論

3.1樣品預(yù)處理優(yōu)化

為使有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的提取率有所增長(zhǎng)，在樣品預(yù)處理過(guò)程中，應(yīng)合理應(yīng)用勻漿、超聲與振蕩等樣品處理方式。在勻漿、過(guò)濾工作開(kāi)展過(guò)程中，可以先用乙腈對(duì)勻漿器、漏斗等設(shè)備進(jìn)行沖洗，然后再通過(guò)回收清洗液的方式，使殘留農(nóng)藥的回收率有所增加。在樣品預(yù)處理過(guò)程優(yōu)化時(shí)，用乙腈作為農(nóng)藥提取劑與分配凈化劑的目的在于，盡管乙腈與丙酮均可以與水進(jìn)行互溶，但考慮到乙腈在食品樣品中不會(huì)萃取大部分親脂性物質(zhì)，并且經(jīng)過(guò)劇烈震蕩的乙腈溶液，在過(guò)量氯化鈉的作用下，可以與水進(jìn)行有效的分離，因此，合理應(yīng)用乙腈，可以進(jìn)一步提升農(nóng)藥的萃取率。同時(shí)，為了便于乙腈從水相中分離出來(lái)，在進(jìn)行振蕩時(shí)，可以通過(guò)添加過(guò)量氯化鈉的方式，進(jìn)一步提升乙腈中有機(jī)磷農(nóng)藥的濃度。

3.2色譜條件分析

會(huì)對(duì)氣相色譜分離效果、分析時(shí)間與方法應(yīng)用靈敏度產(chǎn)生影響的因素包括：（1）色譜柱類型；（2）柱箱溫度；（3）載氣流量等。考慮到色譜柱類型主要與檢測(cè)設(shè)備有關(guān)，并且大部分檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)設(shè)備購(gòu)置受經(jīng)費(fèi)有限的影響，色譜柱類型優(yōu)化難度相對(duì)較大，現(xiàn)階段，為了實(shí)現(xiàn)色譜條件的有效提升，可以從柱箱溫度與載氣流量方面入手。一方面，在有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量檢測(cè)工作中，若選擇恒溫箱進(jìn)行有機(jī)磷農(nóng)藥的分離，不僅會(huì)使有機(jī)磷農(nóng)藥的出峰時(shí)間被延長(zhǎng)，降低峰形質(zhì)量，還會(huì)降低分離工作的效果。為切實(shí)解決上述問(wèn)題，可以通過(guò)將程序升溫應(yīng)用到分離工作中的方式，在保證出峰效果的同時(shí)，縮短出峰工作所需的時(shí)間。另一方面，在氣相色譜監(jiān)測(cè)工作中，若柱溫較低，載氣流量相對(duì)較小，盡管在短時(shí)間內(nèi)分離效果較好，但分析耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，并不利于檢測(cè)工作的順利推進(jìn)；若柱溫較高，載氣流量相對(duì)較大，那么盡管分析時(shí)間會(huì)有所縮短，但分離的效果會(huì)有所下降。現(xiàn)階段，為了保證分析效果能夠切實(shí)滿足分析工作的需要，在明確有機(jī)磷類農(nóng)藥分析工作實(shí)際需要的基礎(chǔ)上，選擇合適的柱溫與載氣流量成為了一項(xiàng)極為必要的工作。

3.3農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間

本次研究先在某一色譜條件下對(duì)農(nóng)藥分別進(jìn)行了單一標(biāo)準(zhǔn)分析，然后依據(jù)農(nóng)藥的保留時(shí)間對(duì)其進(jìn)行了分組，將保留時(shí)間相近的農(nóng)藥分配至提供一組，再在原有色譜條件的基礎(chǔ)上，開(kāi)展優(yōu)化處理，保證每組的農(nóng)藥都能實(shí)現(xiàn)完全分離，最后將17種農(nóng)藥混合到一起，再對(duì)色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)色譜保留時(shí)間定性，可以發(fā)現(xiàn)，在25min內(nèi)，17種有機(jī)磷農(nóng)藥均能達(dá)到良好的分離。

3.4標(biāo)準(zhǔn)曲線與最小檢測(cè)濃度

將不同濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)混合溶液分別注入到氣相色譜儀當(dāng)中，然后以有機(jī)磷農(nóng)藥的峰面積對(duì)農(nóng)藥的峰面積濃度為基礎(chǔ)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，并在產(chǎn)生3倍噪音信號(hào)的情況下，用檢測(cè)器對(duì)不同濃度的農(nóng)藥最小檢測(cè)濃度進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)過(guò)分析可以了解到，17種有機(jī)磷農(nóng)藥中保留時(shí)間最短的為敵敵畏，其保留時(shí)間為2.589min，保留時(shí)間最長(zhǎng)的為亞胺硫磷，保留時(shí)間為22.183min，所有物質(zhì)在分析過(guò)程中的相關(guān)系數(shù)都在0.997以上，這一情況的存在說(shuō)明有機(jī)磷類農(nóng)藥的線性較好，在實(shí)際分析過(guò)程中，這17種有機(jī)磷農(nóng)藥均能在色譜柱上高效、快速地分離與定性。

3.5不確定度評(píng)定結(jié)果

在置信水平為95%的情況下，令k=2，對(duì)17種農(nóng)藥殘留測(cè)定不確定度進(jìn)行計(jì)算，可以了解到，標(biāo)準(zhǔn)擬合曲線對(duì)不確定度的影響最大，并且樣品溶液中目標(biāo)農(nóng)藥濃度與標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入不確定度之間存在著反比例關(guān)系。因此，在進(jìn)行一些對(duì)準(zhǔn)確度要求相對(duì)較高的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)液制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，以便降低不確定度對(duì)最終測(cè)定產(chǎn)生的影響。回收率也是不確定度的主要影響因素，考慮到當(dāng)前較多蔬菜中農(nóng)藥殘留含量并不高，但基質(zhì)較為復(fù)雜，這就使得在測(cè)定有機(jī)磷殘留量測(cè)定時(shí)，會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果造成影響的因素相對(duì)較多。同時(shí)，部分組分可能存在性質(zhì)不夠穩(wěn)定的問(wèn)題，進(jìn)而給測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度產(chǎn)生不利影響。因此，在測(cè)定工作開(kāi)始前，可以通過(guò)前處理的方式，對(duì)樣品進(jìn)行優(yōu)化，降低基質(zhì)效應(yīng)，提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.6回收率試驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)中主要以白菜為空白基底開(kāi)展的回收率試驗(yàn)，添加的水平分別為0.02mg/kg、0.04mg/kg、0.08mg/kg，進(jìn)行3組平行測(cè)定，對(duì)平均加標(biāo)回收率進(jìn)行分析可以了解到，白菜基質(zhì)的平均加標(biāo)回收范圍在80.0%-116.7%之間。盡管在水平加標(biāo)檢測(cè)過(guò)程中，由于敵敵畏沸點(diǎn)相對(duì)較低，在吹氮過(guò)程中，敵敵畏蒸汽會(huì)隨氣流吹出，因此其回收率不夠高，但考慮到白菜基質(zhì)的平均加標(biāo)回收范圍在70%-125%的范圍內(nèi)，從總體上看，本次實(shí)驗(yàn)17種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留加標(biāo)回收工作的效果較為理想。

結(jié)論

本文主要通過(guò)氣相色譜法對(duì)蔬菜中的17種有機(jī)磷農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行了評(píng)定，并通過(guò)對(duì)各種殘留的不確定度進(jìn)行量化分析評(píng)定的方式，可以了解到，在當(dāng)前的農(nóng)藥殘留測(cè)定的過(guò)程中，對(duì)不確定度產(chǎn)生影響情況從大到小的排序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)曲線擬合＞回收率＞標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品制備與測(cè)量重復(fù)性。同時(shí)，在當(dāng)前的蔬菜有機(jī)磷農(nóng)藥殘留情況分析的過(guò)程中，為切實(shí)降低不確定度對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生的不利影響，首先，應(yīng)保證測(cè)定工作所使用的測(cè)定材料均為國(guó)家認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心生產(chǎn)的質(zhì)量達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品；其次，在配制相應(yīng)溶液的過(guò)程中應(yīng)保證使用的移液器與容量瓶質(zhì)量均達(dá)標(biāo)；再次，在有機(jī)磷農(nóng)藥殘留情況分析過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保證樣品前處理方法能夠切實(shí)滿足本次測(cè)定工作的開(kāi)展需要，以便為后續(xù)工作的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；最后，應(yīng)保證參與測(cè)定工作的人員有著較高的工作水平、設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，以便進(jìn)一步提升測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，在本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為了進(jìn)一步提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性，第一，在進(jìn)行蔬菜前處理時(shí)，可以借鑒美國(guó)加州農(nóng)業(yè)部門的處理方法，但為了進(jìn)一步提升回收率，可以在加州農(nóng)業(yè)部檢測(cè)技術(shù)方法的基礎(chǔ)上，添加無(wú)水硫酸鈉去水步驟，提升檢測(cè)工作的穩(wěn)定性；第二，為了降低試樣吸附有機(jī)溶劑給最終的檢測(cè)結(jié)果造成不利影響，可以通過(guò)用有機(jī)溶劑直接萃取農(nóng)藥，并采用吹氮法實(shí)現(xiàn)部分萃取液有效濃縮的方式，降低操作的難度，提升工作的效率；第三，考慮到本次檢測(cè)工作對(duì)測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的需要，在進(jìn)行柱溫調(diào)控時(shí)，先降低柱溫，避免低沸點(diǎn)農(nóng)藥的揮發(fā)，保證溶劑峰的清晰度，然后在保證分離度的情況下，適度調(diào)高升溫速度，提升工作效率。