探究蔬菜樣品中農藥殘留檢測前處理方法原理

鄭瑞娟

（鄆城縣檢驗檢測中心，山東菏澤 274700）

眾所周知，在蔬菜種植與生長過程中，需要使用殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑和植物生長調節劑等大量的化學農藥，以改善蔬菜的生長環境，提高蔬菜品質與產量。但是，這些農藥當中含有大量的有機磷、有機氯等有毒有害物質，一旦蔬菜有大量的農藥殘留，將直接危及人們的身體健康。因此，在檢測蔬菜樣品之前，處理和凈化農藥殘留物的過程顯得尤為重要。

1 蔬菜中農藥殘留現狀與分析標準

1.1 農藥的分類

農藥主要劃分為無機農藥與有機農藥2大類，其中有機農藥是目前使用范圍最廣、使用頻率最高的農藥。其主要包括有機汞農藥、有機磷農藥、有機氯農藥以及有機氮農藥。有機汞農藥多為殺菌劑，屬于劇毒農藥，一旦食用有機汞殘留超標的蔬菜，極易引起汞中毒，進而給人們的生命安全構成直接威脅。因此，國家于1971年就已經明確規定，不得生產、銷售、進口和使用有機汞農藥。有機磷農藥多為磷酸酯類與硫代磷酸酯類化合物，中毒表現為神經系統紊亂，神經麻痹，甚至死亡。有機氯農藥的成分包括氯代苯及其衍生物以及氯化鉀撐萘類化合物，中毒癥狀表現為神經系統紊亂、內分泌系統紊亂、臟器損害等。有機氮類農藥雖然毒性與有機磷類農藥相似，但中毒癥狀消失快，而且不會出現遲發性神經毒性，常見的農藥種類有速威、殺滅威、葉蟬散和敵草隆等[1]。

1.2 蔬菜中農藥殘留現狀

我國是農藥使用大國，農藥總消耗量占世界首位，而從目前蔬菜中的農藥殘留現狀看，殘留物成分以有機磷農藥以及氨基甲酸酯類農藥為主。尤其在近幾年，隨著蔬菜種植面積的不斷擴大，蔬菜中農藥殘留問題也日趨嚴重。由于誤食高農藥殘留量的蔬菜而引發的食物中毒現象頻發，這就給廣大消費者的生命安全與身體健康造成嚴重威脅。為此，國家相關部門進一步加大了對農藥生產、使用的監管力度，對農藥殘留問題所造成的嚴重后果堅持“零容忍”態度。同時，積極推廣使用一些低毒性農藥與非禁用農藥，并取得了較為理想的效果。

1.3 蔬菜樣品中農藥殘留分析標準

目前，針對蔬菜樣品中農藥殘留檢測與分析出臺的國家與行業標準主要包括《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸酯類農藥多殘留的測定》（NY/T 761—2008）、《水果和蔬菜中450種農藥及相關化學品殘留量的測定 液相色譜-串聯質譜法》（GB/T 20769—2008）、《水果和蔬菜中500種農藥及相關化學品殘留量的測定 氣相色譜-質譜法》（GB 23200.8—2016）。通過參照分析標準，實驗室檢測人員能夠準確地檢測出蔬菜當中的農藥殘留量，進而為蔬菜食用的安全性提供了堅實保障。

2 蔬菜樣品中農藥殘留檢測前處理方法與基本原理

目前，在處理蔬菜樣品中農藥殘留時所使用的方法主要包括振蕩法、液-液萃取法、固相萃取技術、固相微萃取技術、微波輔助萃取技術和超臨界流體萃取技術等。

2.1 振蕩法

這種方法在分析與處理蔬菜樣品中農藥殘留時較為常用，選取的萃取溶劑以丙酮為主。應用振蕩法在分離與提取農藥中的有害成分時，選用單一的非極性溶劑，萃取溶劑與這一溶劑接觸與融合的可能性相對較小，被植物組織包裹的農藥分子，將很難被萃取出來，以至于嚴重影響萃取成功率。因此，在選取萃取溶劑時，通常選用丙酮與乙腈的混合溶劑，這樣可以大幅提高萃取成功率。

2.2 液-液萃取技術

這種前處理技術所使用的實驗器材成本與配置較低，而且操作過程易于實現，其基本原理主要是根據待測組分與雜質在兩個互不相溶的溶劑中的分配系數的異同，對蔬菜樣品中的農藥殘留進行純化處理。但是這種技術需要對混合溶劑進行多次萃取，占用的時間較長，樣品存留量較小，而且處理過程所需的溶劑極易給周邊環境造成污染。

2.3 固相萃取技術

固相萃取是早期的一種蔬菜樣品前處理技術，多用于液相色譜分析的樣品前處理工序當中。該技術的基本原理是通過固體吸附劑，對被處理樣品中的化合物進行吸附，使樣品中的基體與干擾化合物相分離，再利用洗脫液洗脫或者加熱解吸附，以達到有害成分與基體徹底分離的目的。目前，固相萃取技術按照萃取柱中的填料成分可以分為以下幾種類型，即正相固相萃取、反相固相萃取以及離子交換固相萃取。由于固相萃取技術重現性好、回收率高、溶劑用量少及操作簡便，而在蔬菜樣品農藥殘留檢測前處理操作中得到普遍應用。通過現場實驗操作證明，利用該技術所耗用的時間只需要5～ 10 min，而所需的溶劑只有液-液萃取法的10%。

2.4 固相微萃取技術

固相微萃取技術是在固相萃取技術實驗原理的基礎上而衍生出的一種新型的萃取分離技術，該技術合理規避了SPE回收率低與吸附劑孔道易堵塞的缺點，融合了采樣、萃取、濃縮等多道工序，使萃取分離效果更加明顯。目前，用于固相微萃取技術的表面固定液多以碳酸-模板樹脂、聚二甲基硅氧烷-二乙烯苯、聚丙烯酸酯和聚二甲基硅氧烷為主。該技術應用優勢在于處理蔬菜樣品農藥殘留時無需溶劑，對樣品用量的需求較低，而且分析速度快、檢測靈敏度高，同時，能夠節省大量的人工成本[2]。

2.5 微波輔助萃取技術

該技術主要使用微波對蔬菜樣品進行加熱，通過極性分子迅速吸收微波能量的特性來萃取樣品中的農藥殘留物。與傳統的振蕩法、液液萃取法相比，微波輔助萃取技術具有處理速度快、分離效率高、試劑用量小和處理過程安全性高等特點，在處理蔬菜樣品農藥殘留物方面得到廣泛應用。比如在萃取蔬菜樣品中有機磷農藥殘留時，所需的萃取時間只需要短短的5 min[3]。

2.6 超臨界流體萃取技術

該技術最初是用來萃取工業生產中的有機化合物，從20世紀90年代初開始，被廣泛應用于食品樣品農藥殘留物的前處理工序當中。超臨界流體萃取技術最為常用的超臨界流體是液態的二氧化碳、二氧化氮或者氧化氮。在處理農藥殘留時的優勢在于操作簡便、選擇性強、安全性好和污染性小，而且分析處理樣品的時間較短。

3 芹菜樣品中毒死蜱殘留檢測前處理方法應用案例

3.1 毒死蜱殺蟲劑的危害與前處理方法

毒死蜱殺蟲劑是一種具有中等毒性、高效廣譜類有機磷化學農藥，由于這種農藥殺蟲效率高，作用范圍廣，因此，在防治農作物害蟲與螨蟲等方面具有顯著效果。在國家嚴令禁止使用甲胺磷、對硫磷等高毒農藥后，毒死蜱成為有機磷農藥中的一種替代品種。一旦人們食用了帶有毒死蜱農藥殘留的食物以后，輕則出現惡心、頭暈、神志不清的癥狀，重則呼吸急促，甚至死亡，同時，也會給周邊的自然生態環境造成惡劣影響。尤其在芹菜這種蔬菜上面，毒死蜱的附著率較高，而目前，我國所規定的毒死蜱殘留最大限值是1 mg/kg，如果超過這一標準，則說明毒死蜱殘留量超標。在處理芹菜樣品中毒死蜱殘留常用的方法包括凝膠色譜法、液-液萃取法、酶抑制法以及固相基質分散法等[4]。

3.2 實驗步驟

該實驗所使用的儀器與試劑包括氣相色譜儀、渦旋振蕩器、密封性高速粉碎機、離心機、毒死蜱乳油、丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正己烷均為分析純、無水硫酸鈉為分析純和去離子水等。其中將丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚與正己烷作為萃取劑。首先配制毒死蜱標準溶液50 mg/kg，并利用整體抽樣法抽取100.0 g芹菜樣品，放入高速粉碎機當中將其攪碎，將5.00 g芹菜樣品放入離心管，并選取0.1 mg配制好的毒死蜱標準溶液與芹菜樣品充分混合，再利用渦旋振蕩器將混合溶液渦旋 1 min，然后加入10 mL有機溶劑，均勻搖動，并把配制好的混合溶液靜置15 min。當利用離心機對混合溶液離心20 min后，實驗人員取上層清液 1.0 mL，加入0.2 g的無水硫酸鈉，離心20 min，然后利用氣相色譜對混合液進行檢測分析[5]。

3.3 實驗結論

該實驗主要利用了液-液萃取技術對農藥殘留進行前處理，選取的萃取劑分別為二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚與正己烷，其中，毒死蜱在這些萃取劑當中的分配系數如表1所示。

從表1當中可以看出，如果采用正己烷作為萃取劑，毒死蜱的萃取率最低，僅為0.864 9%，由此可以看出，正己烷的萃取溶劑回收率最低，而乙酸乙酯萃取溶劑的回收率介于84%～89%，石油醚萃取溶劑的回收率介于66～78%。因此，將石油醚作為萃取溶劑，萃取液透明度高，與芹菜樣品難于接觸與融合，為了順利提取出芹菜當中的毒死蜱，需要在萃取液中加入丙酮，這樣，能夠大幅提升毒死蜱的萃取成功率。

4 結語

在對蔬菜中的農藥殘留進行處理時，實驗人員應當選擇處理效果好、分析效率高、溶劑需求量小、分析精度高的前處理技術，進而提高農藥殘留的處理成功率。同時，為了保障廣大消費者的身體健康與生命安全，實驗人員應當不斷對蔬菜樣品中農藥殘留檢測前處理技術進行優化與改進，在將蔬菜中的農藥殘留量降到最低點的同時，讓消費者能夠吃上放心菜。