农药残留分析的前处理技术和测定方法的研究进展,着重介绍固相萃取法、凝胶渗透色谱法和超临界流体萃取法等前处理技术及气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、超临界流体色谱法等色谱测定方法以及毛细管电泳和生物技术在农药残留分析中的应用。
介绍食品的农药残留分析是在复杂的基质中对目标化合物进行鉴别和定量。由于食品中农药残留水平一般在mg/kg~μg/kg之间,因此要求分析方法灵敏度高、特异性强。对于未知农药施用史的食物样品,经常采用多组分残留分析的方法。由于各类食物样品组成成分复杂,而且不同农药品种的理化性质存在差异,因而没有一种多组分残留分析方法能够覆盖所有的农药品种。
近年来,农药残留分析方法趋向于选择性强、分辨率高和检测限低以及操作简便。主要表现在由单一种类农药多残留分析向多品种农药多残留分析发展,而且对农药的代谢物、降解物以及轭合物的残留分析给予了更多的关注[1]。本文简要综述近几年来农药残留分析技术及方法学的进展。
食物中农药残留的特点及样品前处理技术食物样品组成复杂,基质成分与目标物含量相差悬殊,且存在农药的同系物、异构体、降解产物、代谢产物以及轭合物的影响。由于环境的迁移作用,环境中残留的各种化学污染物也可能在农作物组织中蓄积,从而增加了食品农药残留分析的难度。农药残留测定之前要有适合于各种食品和目标物理化性质的萃取、净化、浓缩等预处理步骤,这些预处理过程往往在分析中起着主要作用。食物样品中农药提取、净化等前处理方法有其特殊性,对于不同性质样品中的不同目标物需要采用不同的前处理技术。
食品农药残留分析中,食物样品的净化要尽可能的除去与目标物同时存在的杂质,以减少色谱图中的干扰峰,同时避免杂质对色谱柱和检测器的污染。食物样品的净化,尤其是含脂质较多的食物样品净化,一直是分析工作者研究的重点,除采用常规的吸附柱分离、液-液分配、共沸蒸馏等净化措施外,更多的采用现代分离分析技术。
常见的农药残留物1、有机氯农药:包括六六六、DDT、毒杀酚、氯丹、狄氏剂、艾氏剂等。有机氯农药为高残留农药,其中的六六六、DDT等已被停止生产和使用;其它也被限制使用。
2、有机磷农药:广泛使用的有数十个品种,最常用的是1605、1059、马拉硫磷、乐果、敌百虫等。这类农药在食物中停留时间较短,其残留量和农药的使用量与食物品种有关。一般来说,食物经过加工、烹调,有机磷成分可被破坏。
3、其它农药:①有机汞类,如西力生、赛力散等,因残留期很长,我国已停止生产和使用。②氨基甲酸酯类,如西维因,属低残留农药,但在土壤中可残留1—2年,瓜果、蔬菜中也有残留。③有机砷,长期从食物中摄入,可造成慢性中毒。
结论在农药残留分析技术发展的历程中,对气相色谱(gc)和液相色谱(lc)等各种仪器的分析速度、分辨能力和自动化程度进行了大量的研究,相比之下,对样品的制备技术关注不够。在很长的时间内,一直沿用经典的索氏提取、液-液分配、florisil、硅胶、硅藻土及氧化铝柱色谱、共沸蒸馏等技术,尽管这些技术不需要昂贵的设备和特殊仪器,但却是整个分析过程中最费时费力、最容易引起误差的环节,且大量有机溶剂的使用,造成了对环境的污染。进入90年代后,样品萃取净化技术有了较快的发展,最受普遍重视的如固相萃取法(spe)、凝胶渗透色谱法(gpc)及超临界流体萃取法(sfe),得到不断改进和应用。为此,样品前处理技术的研究成为分析化学领域中最为活跃的前沿课题之一[2]。
1、固相萃取法自美国waters公司的sep-pak投放市场后,固相萃取法(spe)技术取得很大进步,各种c8、c18、腈基、氨基和其它特殊填料的微柱相继得到应用。SCHENCK[4]用florisil微柱净化,测定食物中有机氯农药(ocs)残留;wan[5]简化了植物油中ocs残留分析时硅胶柱的净化方法,减少了有机溶剂的使用;armishaw[6]比较了动物脂肪ocs残留测定时,gpc、吹扫共馏、florisil柱色谱的净化;bentabol[7]用半制备c18柱分离食用油中的ocs和有机磷农药(ops)。gillespie[8]用多柱spe净化植物油和牛脂中的ocs及ops,油或脂质样品用己烷溶解后,首先经diatoma-ceousearth(extrelutqe)柱和c18键合硅胶(ods)微柱处理,洗脱液分为两部分,一份浓缩后,丙酮溶解,用gc-火焰光度检测器(fpd)测定ops,另一份经氧化铝微柱处理,进一步除去脂质,用gc-电子捕获检测器(ecd)测定ocs。
2、凝胶渗透色谱法凝胶渗透色谱法(gpc)是一种快速的净化技术,应用于农药残留分析中脂类提取物与农药的分离,是含脂类食物样品农药残留分析的主要净化手段。stienwandter[9]总结了凝胶色谱在农药残留分析中的应用;李洪波[10]用交联聚苯乙烯凝胶(ngx-01)净化食物样品中ops;李怡[11]用bio-beadss-x3净化乳品中氨基甲酸酯类农药(nmcs)。chamberlain[12]采用10%乙酸乙酯和石油醚洗脱,以bio-beadss-x3解决了脂肪和油样的分离。hong[13]用溶剂提取,bio-beadss-x3净化,gc-ecd-氮磷检测器(npd)测定大豆和大米样品25种农药,并用gc-ms-选择离子监测(sim)确证。florisil、氧化铝及硅胶柱主要用于非脂质食品净化处理,采用常规的净化方法,不能保证极性农药ops在脂质性食品中的定量回收。sannino[14]用bio-beadss-x3的gpc净化方法,分析了7个脂质性食品中39种ops及其代谢产物,并进一步进行gc-ms-sim确证和定量。hop-per[15]用gpc净化,gc测定了谷物中ops、ocs及拟除虫菊酯;holstege[16]采用凝胶渗透色谱法净化,进行了43种ops、17种ocs及11种nmcs多残留分析。
预防控制如何最大限度地减少农药残留呢?
1.合理使用农药应根据农药的性质、病虫草害的发生、发展规律,辩证的施用农药,力争以最少的用量获得最大的防治效果。
(1)对症用药,根据病虫草害的发生特点,选用最有效的农药产品。
(2)抓住病虫草害发生最关键时期和薄弱环节适时使用农药。
(3)严格掌握用药量,按照农药标签所规定的用量喷药,要求把药剂均匀周到的喷施于作物上,避免重喷和漏喷。
(4)改进农药性能,如加入表面活性剂以改善药液的展着性能。
(5)合理混用农药。在使用农药时,必须合理的轮换交替用药,正确混配、混用,防止单一长期使用一种农药。
2.安全使用农药。要严格按照《农药安全使用规定》《农药合理使用准则》要求,预防为主,综合防治。严禁高毒、高残留农药在果树、蔬菜、中药材、烟草等作物上使用。施用时一定要在安全间隔期内进行。
3.采取避毒措施。在遭受农药污染较严重的地块,一定时期内不栽种易吸收农药的作物,可栽培抗病、抗虫作物新品种,减少农药的施用。
4.综合防治。积极开展农业防治、生物防治,实行农作物的合理轮作和倒茬。
5.掌握收获期。不允许在安全间隔期内收获和利用栽培作物,各种药剂因其分解、消失的速度不同,作物的生长趋势和季节也不同,因而具有不同的安全间隔期,收获时该作物离最后喷药的时间越长越好。
6.进行去污处理。对残留在作物、果蔬表面的农药可作去污处理,如通过暴晒、清洗等方法,也可减少或去除农药残留污染。1