探究蔬菜樣品中農(nóng)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(diào)節(jié)劑等大量的化學(xué)農(nóng)藥，以改善蔬菜的生長環(huán)境，提高蔬菜品質(zhì)與產(chǎn)量。但是，這些農(nóng)藥當(dāng)中含有大量的有機(jī)磷、有機(jī)氯等有毒有害物質(zhì)，一旦蔬菜有大量的農(nóng)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(nóng)藥殘留物的過程顯得尤為重要。

1 蔬菜中農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀與分析標(biāo)準(zhǔn)

1.1 農(nóng)藥的分類

農(nóng)藥主要劃分為無機(jī)農(nóng)藥與有機(jī)農(nóng)藥2大類，其中有機(jī)農(nóng)藥是目前使用范圍最廣、使用頻率最高的農(nóng)藥。其主要包括有機(jī)汞農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)氯農(nóng)藥以及有機(jī)氮農(nóng)藥。有機(jī)汞農(nóng)藥多為殺菌劑，屬于劇毒農(nóng)藥，一旦食用有機(jī)汞殘留超標(biāo)的蔬菜，極易引起汞中毒，進(jìn)而給人們的生命安全構(gòu)成直接威脅。因此，國家于1971年就已經(jīng)明確規(guī)定，不得生產(chǎn)、銷售、進(jìn)口和使用有機(jī)汞農(nóng)藥。有機(jī)磷農(nóng)藥多為磷酸酯類與硫代磷酸酯類化合物，中毒表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)紊亂，神經(jīng)麻痹，甚至死亡。有機(jī)氯農(nóng)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(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂、臟器損害等。有機(jī)氮類農(nóng)藥雖然毒性與有機(jī)磷類農(nóng)藥相似，但中毒癥狀消失快，而且不會出現(xiàn)遲發(fā)性神經(jīng)毒性，常見的農(nóng)藥種類有速威、殺滅威、葉蟬散和敵草隆等[1]。

1.2 蔬菜中農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀

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

1.3 蔬菜樣品中農(nóng)藥殘留分析標(biāo)準(zhǔn)

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

2 蔬菜樣品中農(nóng)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(nóng)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(shù)、固相微萃取技術(shù)、微波輔助萃取技術(shù)和超臨界流體萃取技術(shù)等。

2.1 振蕩法

這種方法在分析與處理蔬菜樣品中農(nóng)藥殘留時較為常用，選取的萃取溶劑以丙酮為主。應(yīng)用振蕩法在分離與提取農(nóng)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(nóng)藥分子，將很難被萃取出來，以至于嚴(yán)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(shù)

這種前處理技術(shù)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(xiàn)，其基本原理主要是根據(jù)待測組分與雜質(zhì)在兩個互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)的異同，對蔬菜樣品中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行純化處理。但是這種技術(shù)需要對混合溶劑進(jìn)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(huán)境造成污染。

2.3 固相萃取技術(shù)

固相萃取是早期的一種蔬菜樣品前處理技術(shù)，多用于液相色譜分析的樣品前處理工序當(dāng)中。該技術(shù)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(jìn)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(dá)到有害成分與基體徹底分離的目的。目前，固相萃取技術(shù)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(shù)重現(xiàn)性好、回收率高、溶劑用量少及操作簡便，而在蔬菜樣品農(nóng)藥殘留檢測前處理操作中得到普遍應(yīng)用。通過現(xiàn)場實驗操作證明，利用該技術(shù)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(shù)

固相微萃取技術(shù)是在固相萃取技術(shù)實驗原理的基礎(chǔ)上而衍生出的一種新型的萃取分離技術(shù)，該技術(shù)合理規(guī)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(shù)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(shù)應(yīng)用優(yōu)勢在于處理蔬菜樣品農(nóng)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(jié)省大量的人工成本[2]。

2.5 微波輔助萃取技術(shù)

該技術(shù)主要使用微波對蔬菜樣品進(jìn)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(nóng)藥殘留物。與傳統(tǒng)的振蕩法、液液萃取法相比，微波輔助萃取技術(shù)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(nóng)藥殘留物方面得到廣泛應(yīng)用。比如在萃取蔬菜樣品中有機(jī)磷農(nóng)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(shù)

該技術(shù)最初是用來萃取工業(yè)生產(chǎn)中的有機(jī)化合物，從20世紀(jì)90年代初開始，被廣泛應(yīng)用于食品樣品農(nóng)藥殘留物的前處理工序當(dāng)中。超臨界流體萃取技術(shù)最為常用的超臨界流體是液態(tài)的二氧化碳、二氧化氮或者氧化氮。在處理農(nóng)藥殘留時的優(yōu)勢在于操作簡便、選擇性強(qiáng)、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(yīng)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(jī)磷化學(xué)農(nóng)藥，由于這種農(nóng)藥殺蟲效率高，作用范圍廣，因此，在防治農(nóng)作物害蟲與螨蟲等方面具有顯著效果。在國家嚴(yán)令禁止使用甲胺磷、對硫磷等高毒農(nóng)藥后，毒死蜱成為有機(jī)磷農(nóng)藥中的一種替代品種。一旦人們食用了帶有毒死蜱農(nóng)藥殘留的食物以后，輕則出現(xiàn)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(tài)環(huán)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(guī)定的毒死蜱殘留最大限值是1 mg/kg，如果超過這一標(biāo)準(zhǔn)，則說明毒死蜱殘留量超標(biāo)。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(zhì)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(jī)、離心機(jī)、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(biāo)準(zhǔn)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(jī)當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)溶劑，均勻搖動，并把配制好的混合溶液靜置15 min。當(dāng)利用離心機(jī)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(jìn)行檢測分析[5]。

3.3 實驗結(jié)論

該實驗主要利用了液-液萃取技術(shù)對農(nóng)藥殘留進(jìn)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(dāng)中的分配系數(shù)如表1所示。

從表1當(dāng)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(dāng)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(jié)語

在對蔬菜中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行處理時，實驗人員應(yīng)當(dāng)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(shù)，進(jìn)而提高農(nóng)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(yīng)當(dāng)不斷對蔬菜樣品中農(nóng)藥殘留檢測前處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，在將蔬菜中的農(nóng)藥殘留量降到最低點的同時，讓消費者能夠吃上放心菜。