氣相色譜法測定養殖水體及水產品組織中的擬除蟲菊酯

陳湘藝，李小玲，黃華偉* ，黃向榮，劉伶俐，曾春芳

(1．湖南省水產科學研究所，湖南長沙 410153;2．農業部漁業產品質量監督檢驗測試中心(長沙)，湖南長沙 410153)

擬除蟲菊酯是繼有機氯、有機磷和氨基甲酸酯之后的一類廣譜、高效、低毒、可生物降解的新型合成殺蟲劑，其殺蟲毒力較上述殺蟲劑提高了10～100倍。由于該殺蟲劑生物活性高且環境兼容性好，其銷量已占世界農藥市場的25%［1］。然而由于缺乏科學使用方法，使得其隨農田排水、降雨淋洗而流入河流和池塘，不僅污染水體，對飲用水源造成潛在危險，而且還通過環境作用和食物鏈的富集，給生態環境、食品安全及人類健康都帶來了危害。研究表明，擬除蟲菊酯對哺乳動物的生殖、免疫和心腦血管等均有明顯的毒副作用［2］，其對魚類的毒性比哺乳動物和鳥類高1 000倍［3－4］，而且蝦蟹類等甲殼類動物對擬除蟲菊酯尤為敏感［5］。過量使用擬除蟲菊酯易導致其在水產動物體內不斷蓄積，引起中毒、畸變、繁殖衰退及死亡，其殘留問題已引起歐盟、日本等多個國家和地區的高度重視，我國農業部第235號公告也規定了魚肌肉中溴氰菊酯最高殘留限量為30 μg/kg［6］。

近年來，多個地縣市突發性大規模死魚事件時有發生，給養殖戶造成了巨大的經濟損失，其多為擬除蟲菊酯農藥中毒引起，且甲氰菊酯的檢出率高達80%。筆者就其中一起典型案例，運用氣相色譜法對污染養殖池塘水體及水產動物組織中的擬除蟲菊酯殘留量進行了測定，旨在為水產養殖生產中類似事故的原因調查、樣品采集和檢測以及應急處置提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 供試樣品。樣品來自某養殖場池塘。

1．1．2 藥劑與試劑。聯苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯6種菊酯類農藥標準物質購自中國環境科學研究院，濃度均為100 μg/ml，規格為1 ml/支。正己烷(色譜純)、環己烷(色譜純)、乙酸乙酯(色譜純)、乙腈(色譜純)、丙酮(色譜純)、石油醚(分析純，30～60℃沸程)、氯化鈉(分析純)、無水Na2SO4(分析純)。

1．1．3 儀器。7890A氣相色譜儀(安捷倫科技有限公司)，配有63Ni電子捕獲檢測器(ECD);Rotavapor R-3旋轉蒸發儀(瑞士布奇公司);CR22GⅢ立式高速冷凍離心機(日本日立公司);XH-J旋渦混合器;BL-620S電子天平(日本島津公司);N-EVAPTM111氮吹儀;固相萃取裝置(安捷倫科技有限公司);1 g Supelco LC-Florisil凈化小柱。

1．2 方法

1．2．1 樣品診斷。選取中毒特征較明顯的草魚現場解剖，死亡的草魚體色失去原有光澤，機體較僵硬，出現不同程度的腫脹，其眼睛突起紅腫，鰓蓋骨及鰭條均有不同程度充血(圖1);解剖后觀察，其鰓絲鮮紅，并附有少量黏稠液體，細聞略有刺激性氣味，魚體腹腔充滿積液，呈現一定程度腹水，內容物外翻，肝臟等內臟組織表面出現糜爛，伴有異味(圖2)。經綜合現場診斷及調研初步診斷為擬除蟲菊酯農藥中毒引起。

1．2．2 樣品采集及保存。選取魚類死亡嚴重的池塘，用采水器分別采集池塘表層水體(水面以下30 cm處)、底層水體(水底以上30 cm處)，裝入5 L塑料壺中;同時采集中毒死亡體征明顯的魚樣，分別取其肌肉、鰓及內臟組織，用勻漿機混勻后分別放入自封袋中待檢。所有樣品置于低溫保溫箱中保存，帶回實驗室5 d內完成分析檢測工作。

1．2．3 樣品前處理。

1．2．3．1 水樣。用量筒取200 ml混勻水樣置于500 ml分液漏斗中，加入10 g氯化鈉搖勻，再加入20 ml正己烷振蕩混勻3 min，同時不斷放氣，待靜置分層后取上層有機相于100 ml錐形瓶中，重復加入20 ml正己烷提取2次，合并3次提取液于錐形瓶后過填充有無水Na2SO4的玻璃層析柱，收集濾液于100 ml茄形瓶中，于45℃水浴旋轉濃縮至2 ml，然后轉入10 ml塑料離心管，再用4 ml正己烷分2次沖洗茄形瓶，合并洗液于離心管后于45℃氮吹儀吹干，最后用1 ml正己烷定容上機。

1．2．3．2 水產品組織。草魚肌肉、鰓及內臟組織樣品的前處理方法參照高鈺一等［7］的檢測方法進行。稱取5 g勻漿樣品置于50 ml離心管中，加入環己烷－乙酸乙酯(1∶1，V/V)提取液15 ml，在旋渦混合儀上充分混勻1 min，超生提取10 min，6 000 r/min離心10 min，將上層有機相轉移到100 ml茄形瓶中，重復加15 ml提取液提取1次，合并上層有機相于45℃水浴旋轉蒸干。殘余物用10 ml乙腈溶解，加入10 ml乙腈飽和的石油醚，充分混合，靜置分層后棄去上層的石油醚，重復操作2次。下層的乙腈溶液于45℃水浴旋轉蒸干，殘余物用2 ml丙酮－正己烷(1∶9，V/V)溶解，過SPE小柱凈化。依次用5 ml丙酮－正己烷(1∶9，V/V)、5 ml正己烷活化小柱，加入提取樣液于小柱中，同時收集流出液于10 ml塑料離心管中，控制流速不超過2 ml/min，然后加入4 ml丙酮－正己烷(1∶9，V/V)洗脫。將收集液在45℃水浴中用氮氣吹干，用1 ml正己烷定容，供氣相色譜儀分析。樣品中擬除蟲菊酯含量按公式C=(樣品上機濃度×定容體積)/取樣量計算，水體及魚體組織中樣品含量單位分別以μg/L和μg/kg表示。

1．2．4 色譜條件。色譜柱:HP-5(長度 30．0 m，膜厚 0．25 μm，內徑320．00 μm);進樣口溫度:270 ℃;檢測器溫度:300℃;柱溫程序:初溫140℃保留1 min，以15℃/min升溫至270℃后保留15 min;載氣:99．999%高純氮氣;總流量:25 ml/min;隔墊吹掃流量:3 ml/min;尾吹流量:30 ml/min;進樣方式:分流進樣，分流比 10∶1;進樣量:1．0 μl。

2 結果與分析

2．1 標準溶液氣相色譜分析 制備了0．005～0．200 μg/ml線性范圍的6種菊酯類農藥混合標準溶液，以出峰的保留時間定性，以峰面積總和定量。標準溶液氣相色譜見圖3，按出峰先后順序依次為聯苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯。

2．2 樣品檢測結果 初檢時由于池塘表、底層水樣中擬除蟲菊酯農藥含量較高，超出了線性范圍，復檢時對原水樣均稀釋20倍后進行檢測。結果表明，污染池塘表層和底層水體均不同程度檢出了甲氰菊酯，其含量分別為12．47和19．08 μg/L，水體底層含量明顯高于水體表層(表1)。污染池塘水樣檢測的氣相色譜見圖4～圖5。

此外，分別對草魚肌肉、鰓及內臟組織進行檢測。結果表明，除草魚肌肉組織外，草魚的鰓和內臟組織中均檢出了甲氰菊酯，其含量分別為 3．27 和74．29 μg/kg，且草魚內臟組織中甲氰菊酯含量較高，其含量為鰓組織的22．7倍，遠遠高于草魚鰓組織，水樣和草魚組織中其他幾種農藥則均未檢出(表1)。草魚肌肉、鰓及內臟組織檢測的氣相色譜見圖6～圖8。

3 討論

擬除蟲菊酯殺蟲劑作用方式一般為觸殺和胃毒，由于其對魚類等水生生物具有很高的毒性，故不能在水稻田、河流池塘及其周圍地區使用該類殺蟲劑。甲氰菊酯(俗稱“滅掃利”)，其原藥為棕黃色液體或固體，較難溶于水，其生產使用劑型多為20%乳油制劑，為淡黃色均相液體，易溶于水且密度比水大，在中性和酸性條件下穩定，遇堿易分解失效，其對水產養殖動物的危害多為急性神經性中毒。

研究表明，甲氰菊酯對多種水產動物均具有明顯毒性［8－16］，其對草魚［8］、尼羅羅非魚［9］、黃鱔［10］、泥鰍［11］和鰻鱺［13］的 96 h 半致死濃度(LC50)分別為 2．50、5．90、6．55、38．02和6．55 μg/L，不同水產動物對甲氰菊酯的敏感程度也不相同，這與水產動物的呼吸方式和體表結構有關。譚娟等［9］研究了甲氰菊酯對尼羅羅非魚急性毒性和外周血細胞的影響，結果表明甲氰菊酯濃度越大、用藥時間越長，死亡率也越大，甲氰菊酯能造成紅細胞形態發生明顯變化;周立斌等［14］研究表明LC50與試驗對象的種類、性別、大小以及水溫、溶氧、pH等水質環境密切相關。對污染池塘水樣的檢測結果顯示，池塘表、底層水體中均檢出了甲氰菊酯，其含量分別為12．47和19．08 μg/L，遠遠超過了其對草魚等大多數水產動物的安全濃度，水體底層含量明顯高于水體表層，這可能與其在水體中的擴散和比重有關。

擬除蟲菊酯是一類親脂性很強的化合物，在水中能直接進入魚鰓與魚血液中［15］，不僅干擾魚類的鈉離子平衡，抑制魚類鰓組織ATP酶活性，而且還對魚類鰓組織造成病理損傷［16］。死亡草魚鰓和內臟組織中均不同程度檢出甲氰菊酯，其含量分別為 3．27 和 74．29 μg/kg，內臟組織中含量為鰓組織的22．7倍，可見甲氰菊酯中毒是造成養殖魚類大范圍死亡的主要原因之一，草魚肌肉組織未檢出擬除蟲菊酯農藥，可能與草魚甲氰菊酯急性中毒死亡以及農藥的富集殘留時間有關。

因此，遇到類似事故應在第一時間向池塘水體中潑灑生石灰，促進藥物的分解，同時加大池塘換水量，把經濟損失降到最低;同時，對于污染的水產品，一定要就地掩埋或焚燒，避免誤食或流入市場，對人類造成更大的危害。此外，在事故調查和鑒定方面現場采集水樣時，最好分別采集不同水層的水樣，尤其是底層水體;對于養殖魚類，盡量采集所有種類的魚類樣品，分別取其肌肉、鰓以及內臟等不同部位的組織進行檢測，所有樣品低溫保存后及時送交具有資質的檢測機構進行檢測，為維護自身合法權益提供有力依據。只有相關部門重視和加強該類藥品的監管，形成聯動機制，同時在農業生產中科學合理的使用該類農藥，加強防范人為投毒以及采取必要的應急措施就能有效預防該類事故的發生。

［1］郭鳳英，吳厚永，李承毅．我國蚊蟲對擬除蟲菊酯類殺蟲劑抗性的研究進展［J］．寄生蟲與醫學昆蟲學報，2002，9(3):51 －59．

［2］胡春容．擬除蟲菊酯農藥的毒性研究進展［J］．毒理學雜志，2005，19(3):239－241．

［3］EDWARDS R，MILLBURN P，HUTSON D H．Comparative toxicity of ciscypermethrin in rainbow trout frog，mouse and quail［J］．Toxicol Appl Pharmacol，1986，84:512 －522．

［4］BRADBURY S P，COATS J R．Comparative toxicology of the pyrethroid insecticides［J］．Rev Environ Contam Toxicol，1989，108:133 －177．

［5］楊先樂．新編漁藥手冊［M］．北京:中國農業出版社，2005．

［6］中華人民共和國農業部公告第235號．動物性食品中獸藥最高殘留限量［Z］．2002．

［7］高鈺一，沈美芳，宋紅波，等．氣相色譜法測定水產品中7種擬除蟲菊酯的殘留量［J］．水產學報，2009，33(1):132 －137．

［8］陳國勝，徐盈，張甬元，等．甲氰菊酯對草魚魚種血液中Na+離子水平的影響［J］．水生生物學報，1998，22(1):93 －94．

［9］譚娟，尚蕾，張昌文．甲氰菊酯對尼羅羅非魚急性毒性和外周血細胞的影響［J］．安徽農業科學，2010，38(19):10099 －10100．

［10］林曙，佘曙明，陳開建，等．甲氰菊酯對黃鱔的急性毒性試驗［J］．水利漁業，2005，25(3):77 －78．

［11］黃辯非．甲氰菊酯對泥鰍的急性毒性研究［J］．淡水漁業，1998，28(5):20－22．

［12］江輝，陳開健，劉建波，等．4種農藥對泥鰍的急性毒性及敏感性研究［J］．水利漁業，2005，25(2):32 －34．

［13］何福林，向建國．甲氰菊酯對鰻鱺的急性毒性研究［J］．淡水漁業，2005，35(1):32 －34．

［14］周立斌，陳卉睿，張海發，等．4種常用漁藥對眼斑擬石首魚魚種的急性毒性［J］．海洋湖沼通報，2008(1):129－133．

［15］王學生，龔書椿，顧可權，等．擬除蟲菊酯類殺蟲劑對淡水魚的毒性試驗及評價［J］．上海環境科學，1990，9(4):35 －36．

［16］尹伊偉，王朝暈，林小濤，等．擬除蟲菊酯農藥對水生生物的影響及其防護措施［J］．廣州環境科學，2000，15(1):9 －13．