1、南京农业大学学报 1997 ,20 (3) : 96 100Journal of N anjing A gricult ural U niversity 气相色谱法测定蔬菜中多农药残留 X季玉玲 1 周达彪 2 王圣田 1 林国庆 1 孙美玲 1(1 南京农业大学绿色食品测试中心 , 南京 210095 ; 2南京市蔬菜局 )摘要 应用气相色谱法测定蔬菜中的有机磷和拟除虫菊酯多农药残留。采用 V (丙酮 ) V (水 ) = 1 1 (包括蔬菜中的水分含量 )的混合溶剂同时提取出 16 种农药残留 ,用二氯甲烷、石油醚分别对提取液进行液 2液分配后除去提取液中的水相和水溶性杂质 ;再采用酸洗活
2、性炭除去提取液中的叶绿素、胡萝卜素等杂质 ,最终得到纯净的有机磷、拟除虫菊酯农药残留提取液 ,供气相色谱仪测试。色谱条件中选用了中等极性的固定相 OV217 配之以一阶温度程序 ,使 10 种有机磷农药分离良好 ,选用了弱极性的 OV21 ,在恒温条件下使 6 种拟除虫菊酯农药分离良好。各农药添加回收率为 8010 % 104 % ,变异系数 1191 % 9190 % ,最小检出浓度 0. 002 0. 03 mg/ kg。关键词 气相色谱 ; 蔬菜 ; 多农药残留中图分类号 ST25517DETERMINATION OF MULTIRESID UE OF PESTICIDES IN VEG
3、ETABL EBY GAS CHROMATOGRAPHYJi Yuling1 , Zhou Dabiao2 , Wang Shengtian1 , Lin Guoqing1 and Sun Meiling1(1Determination Center for Green Food , Nanjing Agric Univ , Nanjing 210095 ;2Vegetable Bureau of Nanjing Municipal Government)ABSTRACT A GC method to determine multiresidue of organophosphorus and
4、 pyrethroid pesticides in vegetablewas established. A solvent of V (acetone) V (water) = 1 1 was used to extract multiresidue of 16 pesticides si2multaneously. Dichloromathane and petroleum ether were used for liquid2liquid partitioning to remove aqueousphase and a part of impure material. Chloropyl
5、ls and carotenes were cleaned with acid2washed active charcoal.Multiresidue of organophosphorus pesticides was separated on a column of medium polar stationary phase OV217 ,with a one2step2temperature program. While multiresidue of pyrethroid pesticides was separated on a column ofweak polar station
6、ary phase OV21 , with constant temperature. The recoveries of pesticides ranged from 80. 0 %to 104 % , C. V. from 1. 91 % to 9. 90 % and MDC from 0. 002 mg/ kg to 0. 03 mg/ kg.Key words gas chromatography ; vegetable ; multiresidue of pesticides随着化学工业的迅速发展 ,农药品种越来越多。为了提高病虫害防治效果和抑制病虫害的抗药性 ,菜农常常交替使用不同
7、种类的农药 ,或使用多类农药混配的复合农药 ,从而引起蔬菜中的多农药残留。传统的单一农药残留测试方法已不能适应新的监测要求。国际上X 国家科委星火计划项目 (950632040)收稿日期 :199720121470 年代开始研究多农药残留测试方法 1 ,2 ,国内则在 80 年代后期才起步。目前蔬菜中不同类农药的多残留测定方法尚鲜有报道。为此 ,作者研究了蔬菜上常见的有机磷和拟除虫菊酯两大类农药的多残留测试方法。1 实验材料111 化学试剂丙酮 、二氯甲烷、石油醚、无水硫酸钠 ,均为分析纯。酸洗活性炭 : 300 g 活性炭在1 000 ml浓度为 0. 1 mol/ L 的 HCl 中煮 4
8、 h 后用蒸馏水洗涤过滤至滤液中无氯离子 ,80 下烘干备用。无水硫酸钠在 650 下烘 2 h 后放在干燥器中冷却 ,备用。农药标准样品 :质量分数分别为 99 %的氧乐果、 99 %滴滴畏、 99 %甲胺磷、 98 %三唑磷、99 %久效磷、 99 %乐果、 99 %甲基对硫磷、 99 %马拉硫磷、 99 %水胺硫磷、 99 %喹硫磷、 98 %灭扫利、 99 %功夫菊酯、 97 %氯菊酯、 99 %氯氰菊酯、 99 %氰戊菊酯、 99 %溴氰菊酯。112 仪器设备气相色谱仪 GC29A ,日本岛津公司产品 ,配有火焰光度检测器 ( FPD) 、电子捕获检测器( ECD)和数据处理机 C2
9、R3A。高速组织捣碎机 ,振荡水浴锅 , KD 浓缩仪或旋转蒸发仪 ,真空泵等。2 实验方法211 样品提取在田间或菜场采集有代表性的蔬菜样品 1 kg ,切碎后充分混匀 ,取 100 g 测定水分含量。另取 150 g 在组织捣碎机中捣碎 1 min ,于 250 ml 三角瓶中称取捣碎后均匀菜浆 100 g ,加水 ,使加入的水量与入样蔬菜 (100 g)中水分含量之和为 100 g ,加丙酮 100 ml ,形成 V (丙酮 ) V (水 ) = 1 1 的提取溶液体系 (包括蔬菜中的水分 ) 。将三角瓶置于振荡水浴锅中 ,在室温下振荡 40 min。减压抽滤 ,滤渣用 50 ml V
10、(丙酮 ) V (水 ) = 1 1 的溶剂振荡提取 20min ,减压抽滤。合并两次滤液 ,摇匀 ,测量总体积后均分为 2 份 ,分别转移入 2 只 250 ml 分液漏斗中待净化。212 净化21211 有机磷农药残留的净化 在分液漏斗 A 中加二氯甲烷 50 ml ,缓慢振摇 2 min ,静置 ,待清晰分层后 ,收集有机相 (下层 ) 于 100 ml 三角瓶中。加 25 ml 二氯甲烷于分液漏斗水相中 ,重复操作 1 次后弃去水相。在有机相中 ,加入 2 g 无水硫酸钠 ,脱水 ;加 1 g 酸洗活性炭 ,脱叶绿素、胡萝卜素等杂质 ,振摇 ,静置。待溶液澄清透亮后过滤 ,加 2 ml
11、 乙酸乙酯于滤液中 ,用 KD 浓缩器或真空旋转蒸发仪浓缩滤液至 2 ml ,待测。21212 菊酯农药残留的净化 在分液漏斗 B 中加 50 ml 石油醚 ,振摇 1 min ,静置 ,待清晰分层后 ,收集上层有机相于 100 ml 三角瓶中 ;再加 30 ml 石油醚于水相中重复操作一次 ,弃去水相 ;加 2 g 无水硫酸钠和 1 g 酸洗活性炭于三角瓶中振摇 ,以除去水分和叶绿素等杂质。待溶液澄清透亮后过滤 ,用 KD 浓缩器或旋转浓缩仪浓缩滤液至 2 ml ,待测。213 有机磷农药残留量的测定用气相色谱仪火焰 光度检测器 526 nm 滤光片测定有机磷农药残留量。色谱柱 :31079
12、3 期 季玉玲等 : 气相色谱法测定蔬菜中多农药残留mm (i. d. ) 2. 1 m (玻璃柱 ) ,柱填料为 2 % OV217 涂布于 Chromasorb. W. AW. DMCS(60 80 目 ) ,柱温为一阶温度程序 180 (1 min) 5 / min 220 (25 min) ;气化室温度260 ;检测器温度 260 ;载气 (N2) 流速 40 ml/ min ;氢气流速 60 ml/ min ;空气流速 60ml/ min。注射 A 浓缩液 1 l。214 菊酯农药残留量测定用气相色谱仪电子捕获检测器 ( ECD)测定菊酯农药残留量。色谱柱 :3. 0 mm (i.
13、d. ) 1. 0 m(玻璃柱 ) 。柱填料为 2 % OV21 涂布于 Chromasoab. W. AW. DMCS(60 80 目 ) ;柱温为恒温 235 ;检测器和气化室均为 265 ;载气 (N2) 流速 80 ml/ min。注射 B 浓缩液0. 5 l。215 定性定量分析采用外标法定性和定量 。外标物为 10 种有机磷农药标准样品溶液的混和物和 6 种菊酯农药标准样品溶液的混和物。定量计算公式如下。Ci = A i Ci0 v0 VAi0 v 0. 5 m式中 : Ci 未知样品中某农药的残留量 ,mg/ kg ; v0 标样进样量 , l ;A i 未知样品中某农药的峰面积
14、 , V s ; v 未知样进样量 , l ;Ci0 混合标样中某农药的质量浓度 , g/ ml ; V 提取液浓缩后的最终体积 ,ml ;A i0 混合标样中某农药峰面积 , V s ; m 样品重 ,g。3 添加回收率试验为检验本定量分析方法的准确度、精密度和灵敏度 ,定量添加上述 16 种农药的标准样品溶液于青菜中 ,作添加回收率试验。添加浓度按 3 个数量级设计 ,每一浓度作 3 个平行样。添加后按上述过程进行提取、净化、浓缩和测定。试验结果见表 1。表 1 多农药残留添加回收率Table 1 Recoveries of multiresidue of pesticides农药Pest
15、icide添加量 / mg kg - 1Amount added平均回收率 ( %) Mean recoveries 变异系数 ( %)C. V.最小检测浓度MDC/ mg kg - 1氧乐果 Omethoate 1. 12 , 1. 12 10 - 1 , 1. 12 10 - 2 80. 0 87. 2 2. 90 9. 90 0. 008滴滴畏 Dichlorvos 2. 01 , 2. 01 10 - 1 , 2. 01 10 - 2 94. 0 101 5. 10 7. 32 0. 01甲胺磷 Methamidophos 2. 00 , 2. 00 10 - 1 , 2. 00 10
16、 - 2 82. 7 86. 7 3. 66 6. 22 0. 009三唑磷 Triazophos 1. 20 , 1. 20 10 - 1 , 1. 20 10 - 2 84. 4 90. 0 5. 68 8. 94 0. 01久效磷 Monocrotophos 1. 20 , 1. 20 10 - 1 , 1. 2 10 - 2 79. 9 85. 1 2. 13 8. 62 0. 008乐果 Dimethoate 3. 01 , 3. 01 10 - 1 , 3. 01 10 - 2 81. 3 89. 0 1. 91 6. 23 0. 02甲基对硫磷 Parathion2M 1. 00
17、 , 1. 00 10 - 1 , 1. 00 10 - 2 81. 1 89. 7 3. 42 4. 33 0. 01马拉硫磷 Malathion 1. 00 , 1. 00 10 - 1 , 1. 00 10 - 2 82. 6 90. 1 2. 67 8. 62 0. 009水胺硫磷 Isocarbophos 2. 00 , 2. 00 10 - 1 , 2. 00 10 - 2 92. 3 104 6. 20 9. 15 0. 02喹硫磷 Quinalphos 2. 20 , 2. 20 10 - 1 , 2. 20 10 - 2 91. 5 97. 0 4. 89 8. 74 0.
18、02灭扫利 Fenpropathrin 0. 100 , 0. 100 10 - 1 , 0. 100 10 - 2 92. 4 100 6. 21 8. 80 0. 003功夫菊酯 Cyhalothrin 0. 200 , 0. 200 10 - 1 , 0. 200 10 - 2 89. 6 99. 8 4. 00 7. 20 0. 005氯菊酯 Permethrin 0. 125 , 0. 125 10 - 1 , 0. 125 10 - 2 88. 4 90. 3 5. 94 7. 12 0. 003氯氰菊酯 Cypermethrin 0. 150 , 0. 150 10 - 1 ,
19、0. 150 10 - 2 87. 8 90. 3 4. 35 7. 88 0. 002氰戊菊酯 Fenvalerate 0. 126 , 0. 126 10 - 1 , 0. 126 10 - 2 92. 1 95. 5 3. 22 7. 89 0. 00489 南 京 农 业 大 学 学 报 20 卷从表 1 数据可见 ,回收率、变异系数、最小检测浓度均符合中国农业部、卫生部、化工部联合制定的农药残留测试技术指标中准确度、精确度和灵敏度的要求 3 。4 有机磷和菊酯农药残留的色谱分离蔬菜中 10 种有机磷农药残留和 6 种菊酯农药残留的分离图谱见图 1 和图 2。图 1 有机磷农药残留图谱
20、Fig. 1 GC profile of multiresidue of organophos2phorus pesticides11 氧乐果 Omethoate ; 21 滴滴畏 Dichlorvos ; 31甲胺磷 Methamidophos ; 41 三唑磷 Triazophos ; 51久效磷 Monocrotophos ; 61 乐果 Dimethoate ; 71甲 基 对 硫 磷 Parathion2M ; 81 马 拉 硫 磷Malathion ; 91 水胺硫磷 Isocarbophos ; 101 喹硫磷Quinalphos图 2 菊酯农药残留图谱Fig. 2 GC pro
21、file of multiresidue of pyrethroidpesticides1. 灭 扫 利 Fenpropathrin ; 21 功 夫 菊 酯 Cy2halothrin ; 31 氯菊酯 Permethrin ; 41 氯氰菊酯Cypermethrin ; 51 氰戊菊酯 Fenvalerate ; 61 溴氰菊酯 Deltamethrin有机磷农药多为极性物质 ,分子结构上也多有类同之处 ,色谱分离比较困难。本方法选用了中等极性固定相 OV217 ,配之以一阶温度程序 ,实现了 10 种有机磷农药的良好分离。分离度达到 0. 62 2. 0。又利用有机磷农药在氢火焰中燃烧时发
22、出 526 nm 特征光谱的性质 ,选用火焰光度检测器完成有机磷农药残留测定。菊酯农药分子中都含卤族元素、氮元素 ,本方法根据这些元素具有较强的捕获电子的性能 ,使用电子捕获检测器完成菊酯农药残留的测定。使用弱极性的固定相 OV21 ,在恒温条件下实现了 6 种菊酯农药的分离 ,分离度为 0. 74 1. 6。根据色谱理论 ,各农药组分在色谱柱固定相中的传质阻力与固定相液膜厚度成正比 4 ,本方法采用了低固定相配比 2 % OV217 和 2 % OV21 ,有利于缩短各农药在色谱柱上的保留时间 ,加快测试速度 ,亦有利于提高色谱柱的灵敏度。5 讨 论511 提取试剂的选择多农药残留分析中的重
23、要步骤之一是多农药残留的同时提取 。因此所用试剂必须对每993 期 季玉玲等 : 气相色谱法测定蔬菜中多农药残留一农药都具有良好的溶解性 ,才能保证各农药都达到较高的提取率。蔬菜中的水分含量一般在 90 %左右 ,有机磷农药大多具有程度不同的水溶性 ,特别是甲胺磷、久效磷、氧乐果等强极性农药 ,在水中溶解性极强。作者经过反复试验选择了丙酮 ,利用丙酮与水形成的混合溶剂体系能将蔬菜中的 16 种农药残留有效地提取出来。混合溶剂体系中包括了蔬菜中的水分 ,是考虑到不同蔬菜水分含量不同 ,新鲜程度不同的蔬菜水分含量也有差异。规定混合溶剂中的水分含量包括蔬菜中的水分 ,就使混合溶剂中的总水分为一常量
24、,避免了由于溶剂体系中水分含量的差异带来的分析误差。与国外常用的提取试剂甲醇、乙腈等 5 ,6 相比 ,本提取试剂还具有毒性低、价格低廉等优点。512 提取液的净化本方法采用极性溶剂二氯甲烷对丙酮 2水提取液进行液 2液分配。由于二氯甲烷可与丙酮形成二氯甲烷 2丙酮有机相体系 ,有机磷农药在这一体系中的分配系数远大于水中的分配系数。再通过有机相和水相的清晰分层 ,达到去除提取液中的水分和水溶性杂质的目的。同理 ,利用弱极性的石油醚对丙酮 2水提取液进行液 2液分配 ,使极性较弱的菊酯农药进入有机相 ,并利用有机相和水相的分层去除水分和水溶性杂质。液 2液分配后所收集的有机相中仍然含有杂质 ,如
25、叶绿素等。为了进一步净化 ,国内外多采用柱层析法 7 ,层析柱中的填料和淋洗液则按农药的性质选择。在多农药残留分析中 ,很难找到一种能满足每一农药理化性质的填料和淋洗液 8 。作者经过试验 ,将此步骤简化 ,直接在有机相中加入酸洗活性炭 ,去除叶绿素和胡萝卜素等杂质 ;同时加入无水硫酸钠 ,进一步除去微量水分。经过这一处理后得到澄清透亮的提取液 ,经浓缩后供仪器测试。与柱层析法相比 ,本方法既保证了各农药的回收率 ,又节省了氟罗里土等价格昂贵的化学试剂 ,还节省了冗长的层析时间 ,使操作简便快速。513 保护试剂的使用在液 2液分配中使用了二氯甲烷。有机磷农药测定时 ,二氯甲烷在火焰光度检测器
26、氢气中燃烧 ,会生成氯化氢腐蚀火焰喷咀 ,因此必须除去。本方法在浓缩前于提取液中加入了乙酸乙酯 ,利用其沸点 (77. 1 ) 比二氯甲烷 (40 41 ) 高得多的特性 ,在浓缩过程中赶除二氯甲烷 ,以保护检测器。参 考 文 献1 Holland P T. Multiresidue method for determination of pesticide in kiwifruit apples , and berryfruit. JAOAC , 1983 ,66(4) :1003 10082 Cessna A J . A multiresidue method for the analys
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28、ance liquid chromatography. J AOAC , 1975 ,58(5) :1114 11236 Thornton J S. Determination of bay 93820 residue in plant and animal tissues by alkali flame gas chromato2graphy. J Agri Food Chem , 1971 ,19(1) :73 777 樊德方 1 农药残留量分析与检测 1 上海 :上海科学技术出版社 ,1982118 208 Luke M A. Extraction and cleanup of organochlorine , organophosphorate , organonitrogen and hydrocarbonpesticides in produce for determination by gas2liquid chromatography. J AOAC , 1975 ,58(5) :1020 1026(责任编辑 赵红艳 )001 南 京 农 业 大 学 学 报 20 卷
