06第六章农药残留量的检验

第六章农药残留量的检验农药残留检测技术•目的要求通过本章的学习，目的是使学生掌握农药残留的定义、分类、来源；农药残留毒性；农药残留分析的目的；农药残留的各种分析方法等相关知识。•学习要点一般掌握：农药残留的来源；农药残留的定义、分类；农药残留的毒性等重点掌握：农药残留前处理及分析检测方法。一、农药和农药残留1、农药广义：农业上使用的化学品狭义：主要是指用于预防、消灭或控制危害农、林、牧、渔业生产的有害生物（害虫、害螨、线虫、病原菌、杂草及鼠害等）和有目的地调节植物、昆虫生长的化学药品及生物药品。第一节概论•2、农药残留–指农药使用后残存在生物体、食品（农副产品）和环境中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。•3、农药残留限量–世界卫生组织和联合国粮农组织（WHO/FAO）定义为：按照良好的农业生产规范，直接或间接使用农药后，在食品和饲料中形成的农药残留物的最大浓度。（表示为mg/kg或μg/kg）–在世界贸易一体化的今天，农药最高残留限量也成为各贸易国之间重要的技术壁垒。–最大残留限量是按各地居民膳食习惯，每日食用食品的种类和数量计算的，其量不超过该农药的日许量。•计算公式：MRL=[ADI×平均体重(kg)÷(人的每日食物总量(kg)×食物系数(%)]–每日允许摄入量(acceptabledailyintake,ADI)是指人或动物每日摄入某种化学物质（食品添加剂、农药等），对健康无任何已知不良效应的剂量。•以相当人或动物公斤体重的毫克数表示,单位一般是mg/Kg,或个g/Kg。•例如某化学物质对人体的ADI值为5mg/Kg，按体重50Kg计算，则每日摄入该化学物质在250mg以内是安全的。•ADI值越高，说明该化学物质的毒性越低。×：为不得检出×：为不得检出二、农药的分类•1、按农药的来源分类：可分为矿物源农药、生物源农药与有机合成农药–矿物源农药：有的是无机矿物原料经加工，有的是用矿物油加工成乳剂。ex：砷制剂、氟制剂、铜制剂与硫制剂–生物源农药：主要有植物源农药和微生物源农药。除虫菊素、阿维菌素、苏云金杆菌–有机合成农药：占农药品种的绝大部分，它们是通过化学工业，用有机合成工艺生产出来的。•2、按防治对象分类杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀线虫剂、除草剂、杀鼠剂、杀软体动物剂、植物生长调节剂等。•3、按化学成分分类可分为有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等。–常见有机氯类农药：666、DDT、狄氏剂、艾氏剂、毒杀芬、氯丹、七氯、五氯酚钠等•具有高度的物理、化学、生物学稳定性，在自然界不易分解，高残留。脂溶性强。–常见有机磷农药：对硫磷（1605.）、内吸磷（1509）、甲拌磷（3911）、马拉硫磷（4049）、乐果、敌百虫、敌敌畏（DDVP）、杀螟松•属于磷酸酯或硫代磷酸酯类化合物。大多为无色或黄色的油状液体，部分为低熔点的固体如敌百虫、乐果等。可溶于有机溶剂，性质不稳定，易光解、碱解和水解。氨基甲酸酯类：分为五大类：①萘基氨基甲酸酯类，如西维因；②苯基氨基甲酸酯类，如叶蝉散；③氨基甲酸肟酯类，如涕灭威；④杂环甲基氨基甲酸酯类，如呋喃丹；⑤杂环二甲基氨基甲酸酯类，如异索威。•除少数品种如呋喃丹等毒性较高外，大多数属中、低毒性。–拟除虫菊酯类：•一类仿生合成的杀虫剂，是改变天然除虫菊酯的化学结构衍生的合成酯类。•多达19种，氰戊菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯等。•拟除虫菊酯是一类能防治多种害虫的广谱杀虫剂，其杀虫毒力比老一代杀虫剂如有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类提高10～100倍。•4、按作用方式分类–1、杀虫剂•胃毒剂•触杀剂•熏蒸剂•内吸剂–2、杀菌剂•保护作用•治疗剂•铲除剂–3、除草剂•触杀性除草剂•内吸性除草剂三、农药残留的来源•直接污染•间接污染•由食物链和生物富集作用造成污染•意外事故造成的食品污染•2008年2月9日，第二届名古屋中国春节祭在当地的久屋大通公园隆重开幕，专程从东京赶来的的中国驻日大使崔天凯在春节祭上品尝了展台上“老三饺子”。四、农药残留的危害•农药残留对健康的影响–①对神经的影响；–②致癌作用；–③对肝脏的影响；–④诱发突变；–⑤慢性中毒。•药害影响农业生产•农药残留影响进出口贸易•农药残留污染环境、破坏生态五、农药残留样品的采集1、样品的种类–主观样品为研究农药残留量与各种因素的关系，从设计的实验区域内采集的样品。–客观样品监测样品和执法样品，测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。1、实验室样品从群体采集的送到残留分析实验室的样品。2、检测样品实验室经过缩分减量或经过精制后的样品。3、检测样份从检测样品中称取的用于分析的样品。4、检测溶液经过提取、净化后进入待测状态。2、取样方法–监测调查取样：随机、概率、分布水平–执法取样：强制性、超标与否3、商品取样量要求①小的或轻的产品→1.0~1.5Kg②中等大小产品→2.0~2.5Kg③大的产品→4.0~5.0Kg④肉、禽、鱼→1.0~1.5Kg⑤谷物和制品→0.5~1.0Kg4、不同样品的采集要求①根茎类蔬菜→采集整个果实②叶类蔬菜→除去腐烂和枯萎部分③豆类→整个果实④果类蔬菜→去除茎部⑤谷物→整个籽粒⑥肉类→整体5、样品的包装、记录和贮存标签（2个）编号：样品名称：采样时间：地点：要求：温度湿度光照单独存放6、样品的预处理①粉状物②谷物③小体积水果和蔬菜④大体积水果和蔬菜⑤液体样品⑥土壤•对含水量较高的样品预处理方法①肉：放入铰肉机中铰匀②水果蔬菜等，放入高速组织捣碎器搅匀③蛋类食品，去壳后用打蛋器打匀。④对于包装食品，取出各种调味品后，再制备均匀。第二节样品前处理技术•样品前处理：采样技术和样品制备技术。样品处理的原则：①制备过程中避免组分发生化学变化；②要防止和避免欲测定组分的沾污；③尽可能减少无关化合物引入制备过程；④尽可能简单易行。样品制备原理利用残留农药与样品基质的物理化学差异，使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来（相似相溶）。极性-溶解度、分配系数；挥发性-蒸汽压。分子的极性和水溶性1、极性提取、净化条件的依据。相似相溶原理：使用与农药极性相近的溶剂为提取剂，使残留农药在溶剂中达到最大溶解度。极性判断：电负性、双键、对称性表示：氧化铝吸附剂上洗脱供试溶质的能力2、水溶性农药的极性决定其在溶剂中的溶解性。影响溶解性的其他因素①温度：高→溶解性高②含盐量：盐会降低有机物的溶解度。③pH：影响可解离的农药的溶解度分配定律：在一对互不相溶的两相溶剂系统中，由于物质在非极性相和极性相中的溶解度不同，当达到平衡时，物质在该两相中的浓度比在一定条件下为常数的定律。KD（分配系数）=[A]非极性相/[B]极性相挥发性：液态或固态物质转变为气态的物理性能。挥发性决定：物质在气-液或气-固两相中的分布。分为沸点和蒸汽压。蒸汽压：固态、液态→气态样品制备（提取）提取:是指通过溶解、吸附（吸着）或挥发等方式将样品中的残留农药分离出来的操作步骤，也叫萃取。避免：强酸、强碱、高温、剧烈操作极性-溶解度、分配系数；挥发性-蒸汽压。常用样品制备技术溶剂萃取蒸馏技术固相萃取微波萃取衍生化超临界萃取样品制备一、溶剂萃取技术溶剂萃取：溶解性差异，选用对残留农药溶解度大的溶剂，将分析物从样品基质中提取出来的方法。关键：选择合适的提取溶剂。1、分类液-液萃取液-固萃取液-气萃取（溶液吸收）萃取对象2、液-液萃取两种不相容的液体水溶剂：亲水化合物进入到水相中。有机溶剂：疏水性化合物将进入有机相中的程度就越大。液-液萃取原理利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的。有机相水相Nernst分配定律（1）KD=co／caq有机物质在有机溶剂中的溶解度一般比在水相中的溶解度大，分配系数越大，水相中的有机物可被萃取。Nernst分配定律（2）nB0n)VKVKV(mm式中：m0是被萃取溶液中溶质（X）的总含量，mn是经过n次萃取后，X在溶剂中的剩余量，V是被萃取溶液的体积，VB是每次萃取所用溶剂B的体积（均为VB），n是等量萃取的次数。液-液萃取步骤（1）溶剂体积为样品溶液的30％～35％。振荡几次打开活塞Gas蒸气逸出（也叫放气）液-液萃取步骤（2）絮状物（乳化）有机相水相水相和絮状物静置分层激烈振摇1～2min液-液萃取步骤（3）有机相3～5次产生乳化的原因由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳化现象，特别是那些含脂肪的样品。原因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、萃取温度、pH等。温度越低，有机相粘度越大，离子浓度越高越易产生乳化。破乳的常用方法通过改变KD;改变溶剂或化学平衡作用的添加剂;缓冲剂调节pH;盐调节离子强度等。①离心法破乳，2000r/min，2min；②无水硫酸钠研磨法破乳；③蒸干法，蒸干后，再用有机溶剂萃取。不适用挥发性物质的萃取。A、高度乳化（即全部乳化）B、中度乳化（乳化率达50％）①电解质破乳。加入无机盐，通过提高体系中水相的比重使两相分层；破乳率与加入电解质的量成正比。②lmol/L的盐酸；③无水乙醇溶解两相液滴；④无水硫酸钠漏斗过滤。C、轻度乳化（两相间形成一薄乳化层）①玻璃棒搅动，削弱吸附作用；②静置一定的时间后，可自然分层。因为乳浊液是液体杂质以微小珠滴散布在液体溶剂中的一种分散体系，是热力学不稳定体系。3、液-固萃取固体→萃取溶剂→振荡（加热）→离心/过滤→分离→欲萃取组分进入溶剂。萃取过程溶解和扩散的过程分子扩散：固体样品表面/溶剂接解处影响因素：温度、分子大小和液体介质的黏度。对流扩散：远离固体样品表面处的扩散影响因素：流动液体的速度和状态，液体的黏度、样品表面的性质等。②①索氏萃取装置和K-D浓缩器萃取装置4、萃取剂的选择1、萃取剂的选择性（极性）2、稳定性、毒性3、沸点：40~80℃者为宜4、萃取剂回收的难易与经济性5、色谱检测器的响应二、固相萃取(SPE)SPE：SolidPhaseExtraction是一种液相色谱分离，利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物与干扰化合物分离，达到分离和富集目标化合物的目的。慢中等快淋洗液1、固相萃取的模式反相固相萃取正相固相萃取离子交换固相萃取①阴离子交换②阳离子交换A反相固相萃取流动相：极性（水溶液）或中等极性固定相：非极性。分离对象：中等到非极性物质。分析物中的CH键+硅胶表面官能团→吸附→极性溶液中的有机分析物→保留在SPE。用非极性溶剂解吸吸附在固定相中的目标物质。反相固相萃取原理常用反相固相萃取柱LC-18、LC-8：标准的单键合硅胶ENVI-18、ENVI-8：聚合键合类填料ENVI-ChromP：苯乙烯：疏水ENVI-Carb：含碳B正相固相萃取流动相：非极性、中等极性固定相：极性。分析物质：极性、中等极性、非极性正相固相萃取原理保留取决于分析物的极性官能团与吸附剂表面的极性官能团之间的相互作用。用比样品本身更极性的溶剂洗脱吸附的分析物质。①极性官能团键合硅胶LC-CN，LC-NH2，LC-Diol②极性吸附物质LC-Si，LC-Florisil，ENVI-Florisil，LC-Alumina常用正相固相萃取柱流动相①②C.离子交换固相萃取适用于带有电荷的化合物（水溶液、有机溶液）。原理：静电吸引，化合物上的带电荷基团与键合硅胶上的带电荷基团之间的吸引。分为：阴离子交换和阳离子交换。阴离子（负电荷）交换LC-SAX、LC-NH2：脂肪族季铵类盐+硅胶阳离子交换LC-SCX：磺酸基；LC-WCX：羧酸基团2、溶剂极性的影响①目标化合物在极性/非极性溶剂中的溶解度，这主要涉及淋洗液的选择。②目标化合物有无可能离子化（可用调节pH值实现离子化）。溶剂极性的影响③目标化合物有无可能与吸附剂形成共价键。④在吸附剂上吸附点的竞争程度，关系到能否很好分离。3、固相萃取的装置及操作程序固相萃取的装置筛板筛板筛板固相萃取的装置固相萃取的装置操作程序（1）活化吸附剂萃取之前要用适当的溶剂淋洗小柱，以使吸附剂保持湿润，可以吸附目标化合物或干扰化合物。（2）上样（吸附）样品倒入活化后的固相萃取小柱，然后