應用氣相色譜法測定蔬菜中17種有機磷類農藥殘留量的研究

文 黃小芳 付志明 彭曉鯤 贛州市綜合檢驗檢測院

有機磷農藥有著高效、快速等優點，在很長一段時間內，這種農藥被廣泛應用于當前農作物病蟲害的防治工作中，但經過調查研究可以發現，有機磷農藥的大量使用不僅會對自然環境造成危害，還會影響人體的免疫系統功能，增加人體器官的癌變概率。因此，在綠色化農業的發展過程中，人們對有機磷農藥的使用進行了限制，在此背景下，可以通過氣相色譜法對農作物中的有機磷類農藥殘留量加以測定，以便為農藥使用情況的監管提供支持。

1.國內研究現狀

作為農業大國，農業經濟在我國國民經濟中占有極為重要的地位。含磷類農藥作為當前農藥中的重要組成部分，盡管在實際使用過程中有殺蟲效率高的優點，但在大量使用過程中，不僅會破壞自然環境，還會導致農作物表面出現有機磷農藥殘留，進而對人們的身體健康造成不利影響。現階段，為了實現有機磷類農藥使用情況的有效管控，應用氣相色譜法對農作物中的有機磷含量進行檢測，成為實現有機磷類農藥使用情況有效監管工作中的重要工作內容。隨著近年來人們對綠色蔬菜重視度的不斷提升，國內實驗室在進行有機磷殘留情況測定時，會以《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸脂類農藥多殘留測定（NY/T 761-2008）》這一農業行業標準為基礎，開展有機磷含量的檢測工作，但這一農業行業標準在應用過程中仍存在著一定的測量不確定度。現階段，為了實現測量結果準確度的有效提升，相關學者對不確定度評定工作進行了深入的研究。舉例來說，王麗芳等人經過測定，了解到豇豆殘留的甲胺磷擴展不確定度為0.0011mg/kg。王璐等人在測定蔬菜中殘留有機磷類農藥殘留不確定度時發現，在k=2的情況下，甲胺磷的殘留量測定相對擴展不確定度為5.07%、甲氰菊酯的殘留量測定相對擴展不確定度為5.66%、甲萘威殘留量相對擴展不確定度為6.30%。上述測定人員在研究蔬菜有機磷類農藥殘留量不確定度時，主要對某種或者某幾種含磷類農藥殘留情況進行的測定，這種測定方式效率相對較低。現階段，為切實提升測定工作的效率，對蔬菜中多種農藥的殘留量進行測定，并對測定不確定度進行評價，已經成為切實了解測定工作中各種不確定度分量對合成標準不確定度影響情況、提高測定結果準確度的重要工作內容之一。

2.材料與方法

本次測定以《檢測和校準實驗室能力認可準則》《測量不確定度評定與表示》《化學分析測量不確定度評定》等標準中的測定方法與要求為基礎，在開展蔬菜有機磷類農藥殘留情況測定時，以《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸類農藥多殘留測定》第一部分中方法二的步驟對敵敵畏、甲胺磷等17種有機磷類農藥的殘留量進行測定。

2.1材料與儀器

本次測定所使用的材料包括乙腈、丙酮、氯酸鈉、無水硫酸鈉標準試劑；氮氣、氫氣純度均為高純99.999%；甲基對硫磷、倍硫磷、殺撲磷、三唑磷、甲拌磷、氧化樂果、二嗪磷、殺螟硫磷、甲胺磷、治螟磷、久效磷、對硫磷、敵敵畏、乙酰甲胺磷、樂果、馬拉硫磷、亞胺硫磷標準溶液，濃度均為100μg/mL；白菜樣品。本次測定使用的儀器包括氣相色譜儀—FPD、超聲波清洗器、粉碎機、勻漿機、干式氮吹儀、漩渦振蕩器。

2.2實驗方法

2.2.1試樣配制

在配置使用溶液時，分別吸取17種農藥殘留標準液100μL，將其轉移到10mL容量瓶中，然后用丙酮對溶液進行稀釋，使農藥殘留標準液的濃度為1.00mg/L。在配置標準系列溶液時，應先準確吸取0mL、0.05mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL的1.00mg/L的標準使用液，然后通過在使用液中摻入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的標準工作液，為后續測定工作的順利開展提供有效的支持。

2.2.2色譜條件

在測定過程中，色譜柱為DB-17毛細柱，規格為30m×0.320mm×0.25μm；進樣口的溫度為220℃，進樣方式為不分流進樣，進樣量為3μL，載氣流速為每分鐘6cm3；燃氣為高純度氫氣，氫氣流速為每分鐘75cm3，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；檢測器的溫度為250℃，燃燒室的溫度為150℃。

2.2.3標準曲線繪制

在繪制標準曲線的過程中，可以將17種有機磷類農藥分為4組，混合后，按照色譜條件，建立每組混合農藥的標準曲線。為了保留時間穩定性，可以分別取鎘濃度的標準工作液1.0μL。

2.2.4樣品預處理

準確稱取25.0g白菜樣品，將其與50.0mL的乙腈一起放置在均質機中，經過2min的高速勻漿處理后，用濾紙對樣品進行處理，將分離得到的濾液轉移至裝有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境中靜置0.5h，實現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，并將其轉移至雞心瓶中，在40℃的環境下，對乙腈溶液進行旋轉蒸發處理，然后用丙酮對溶液進行三次沖洗轉移處理，最后定容為5.0mL，在旋渦混合器混合均勻后，用0.2μm的濾膜對樣品瓶進行過濾，以便為上機測定工作的開展提供支持。

2.2.5不確定度評價

現階段，蔬菜有機磷農藥殘留不確定度的主要來源包括有機磷農藥標準溶液與樣品制備不夠標準、測量存在重復、工作曲線擬合與回收率等方面存在問題。在測定不確定度時可以以《蔬菜和水果中有機磷、有機氯、擬除蟲菊酯和氨基甲酸類農藥多殘留測定》為基礎。

3.結果與討論

3.1樣品預處理優化

為使有機磷農藥殘留量的提取率有所增長，在樣品預處理過程中，應合理應用勻漿、超聲與振蕩等樣品處理方式。在勻漿、過濾工作開展過程中，可以先用乙腈對勻漿器、漏斗等設備進行沖洗，然后再通過回收清洗液的方式，使殘留農藥的回收率有所增加。在樣品預處理過程優化時，用乙腈作為農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行互溶，但考慮到乙腈在食品樣品中不會萃取大部分親脂性物質，并且經過劇烈震蕩的乙腈溶液，在過量氯化鈉的作用下，可以與水進行有效的分離，因此，合理應用乙腈，可以進一步提升農藥的萃取率。同時，為了便于乙腈從水相中分離出來，在進行振蕩時，可以通過添加過量氯化鈉的方式，進一步提升乙腈中有機磷農藥的濃度。

3.2色譜條件分析

會對氣相色譜分離效果、分析時間與方法應用靈敏度產生影響的因素包括：（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設備有關，并且大部分檢測機構檢測設備購置受經費有限的影響，色譜柱類型優化難度相對較大，現階段，為了實現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，在有機磷農藥殘留量檢測工作中，若選擇恒溫箱進行有機磷農藥的分離，不僅會使有機磷農藥的出峰時間被延長，降低峰形質量，還會降低分離工作的效果。為切實解決上述問題，可以通過將程序升溫應用到分離工作中的方式，在保證出峰效果的同時，縮短出峰工作所需的時間。另一方面，在氣相色譜監測工作中，若柱溫較低，載氣流量相對較小，盡管在短時間內分離效果較好，但分析耗時相對較長，并不利于檢測工作的順利推進；若柱溫較高，載氣流量相對較大，那么盡管分析時間會有所縮短，但分離的效果會有所下降。現階段，為了保證分析效果能夠切實滿足分析工作的需要，在明確有機磷類農藥分析工作實際需要的基礎上，選擇合適的柱溫與載氣流量成為了一項極為必要的工作。

3.3農藥標準品保留時間

本次研究先在某一色譜條件下對農藥分別進行了單一標準分析，然后依據農藥的保留時間對其進行了分組，將保留時間相近的農藥分配至提供一組，再在原有色譜條件的基礎上，開展優化處理，保證每組的農藥都能實現完全分離，最后將17種農藥混合到一起，再對色譜條件進行優化。對色譜保留時間定性，可以發現，在25min內，17種有機磷農藥均能達到良好的分離。

3.4標準曲線與最小檢測濃度

將不同濃度水平的混合標準混合溶液分別注入到氣相色譜儀當中，然后以有機磷農藥的峰面積對農藥的峰面積濃度為基礎，制作標準曲線，并在產生3倍噪音信號的情況下，用檢測器對不同濃度的農藥最小檢測濃度進行測定。經過分析可以了解到，17種有機磷農藥中保留時間最短的為敵敵畏，其保留時間為2.589min，保留時間最長的為亞胺硫磷，保留時間為22.183min，所有物質在分析過程中的相關系數都在0.997以上，這一情況的存在說明有機磷類農藥的線性較好，在實際分析過程中，這17種有機磷農藥均能在色譜柱上高效、快速地分離與定性。

3.5不確定度評定結果

在置信水平為95%的情況下，令k=2，對17種農藥殘留測定不確定度進行計算，可以了解到，標準擬合曲線對不確定度的影響最大，并且樣品溶液中目標農藥濃度與標準曲線擬合引入不確定度之間存在著反比例關系。因此，在進行一些對準確度要求相對較高的有機磷農藥殘留情況進行測量時，應當選擇合適的標準液制作標準曲線，以便降低不確定度對最終測定產生的影響。回收率也是不確定度的主要影響因素，考慮到當前較多蔬菜中農藥殘留含量并不高，但基質較為復雜，這就使得在測定有機磷殘留量測定時，會對測定結果造成影響的因素相對較多。同時，部分組分可能存在性質不夠穩定的問題，進而給測定結果的準確度產生不利影響。因此，在測定工作開始前，可以通過前處理的方式，對樣品進行優化，降低基質效應，提升檢測結果的準確性。

3.6回收率試驗

本實驗中主要以白菜為空白基底開展的回收率試驗，添加的水平分別為0.02mg/kg、0.04mg/kg、0.08mg/kg，進行3組平行測定，對平均加標回收率進行分析可以了解到，白菜基質的平均加標回收范圍在80.0%-116.7%之間。盡管在水平加標檢測過程中，由于敵敵畏沸點相對較低，在吹氮過程中，敵敵畏蒸汽會隨氣流吹出，因此其回收率不夠高，但考慮到白菜基質的平均加標回收范圍在70%-125%的范圍內，從總體上看，本次實驗17種有機磷農藥殘留加標回收工作的效果較為理想。

結論

本文主要通過氣相色譜法對蔬菜中的17種有機磷農藥殘留情況進行了評定，并通過對各種殘留的不確定度進行量化分析評定的方式，可以了解到，在當前的農藥殘留測定的過程中，對不確定度產生影響情況從大到小的排序為：標準曲線擬合＞回收率＞標準溶液、樣品制備與測量重復性。同時，在當前的蔬菜有機磷農藥殘留情況分析的過程中，為切實降低不確定度對測定結果產生的不利影響，首先，應保證測定工作所使用的測定材料均為國家認可的標準物質中心生產的質量達標的產品；其次，在配制相應溶液的過程中應保證使用的移液器與容量瓶質量均達標；再次，在有機磷農藥殘留情況分析過程中，應當保證樣品前處理方法能夠切實滿足本次測定工作的開展需要，以便為后續工作的開展打下堅實的基礎；最后，應保證參與測定工作的人員有著較高的工作水平、設備處于最佳工作狀態，以便進一步提升測定數據的準確性。此外，在本次實驗過程中，為了進一步提升檢測的準確性，第一，在進行蔬菜前處理時，可以借鑒美國加州農業部門的處理方法，但為了進一步提升回收率，可以在加州農業部檢測技術方法的基礎上，添加無水硫酸鈉去水步驟，提升檢測工作的穩定性；第二，為了降低試樣吸附有機溶劑給最終的檢測結果造成不利影響，可以通過用有機溶劑直接萃取農藥，并采用吹氮法實現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，考慮到本次檢測工作對測定結果準確度的需要，在進行柱溫調控時，先降低柱溫，避免低沸點農藥的揮發，保證溶劑峰的清晰度，然后在保證分離度的情況下，適度調高升溫速度，提升工作效率。