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(1. 西安市疾病預(yù)防控制中心,陜西西安 710054;2. 陜西師范大學(xué),化學(xué)化工學(xué)院,陜西西安 710062)

茶樹在生長(zhǎng)過程中難免受到病、蟲侵害,因此經(jīng)常需要使用各種農(nóng)藥,如果種植戶不能正確使用農(nóng)藥,就可能造成已經(jīng)收獲的茶葉中存在著沒有被降解的農(nóng)藥殘留,這些殘留的農(nóng)藥會(huì)隨著食物鏈進(jìn)入人體,給人體健康造成不利的影響。袋泡茶葉攜帶方便,消費(fèi)量大,為了保護(hù)消費(fèi)者健康,有必要對(duì)袋泡茶葉中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。農(nóng)藥殘留前處理方法很多,為了提高提取和凈化效果,科研工作者常常同時(shí)使用不同的前處理方法對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行處理。如超聲輔助離子液體分散液液微萃取[1]、超聲輔助萃取-分散液液微萃取[2]、微波輔助萃取-分散固相萃取法[3]、QuEchERS-凝膠滲透色譜[4]、超臨界流體萃取-液相微萃取[5]、液液微萃取-多孔膜固相萃取法等[6],不同的前處理方法同時(shí)使用對(duì)農(nóng)藥的提取和凈化效果更好。目前檢測(cè)農(nóng)藥殘留的儀器分析方法主要有氣相色譜法[7]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)[8,9]、液相色譜法[10]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(LC/MS)[11]等。由于多數(shù)農(nóng)藥分子量小,沸點(diǎn)低,因此在農(nóng)殘檢測(cè)中氣質(zhì)聯(lián)用法更適用。氣質(zhì)聯(lián)用法不但能夠?qū)?fù)雜基質(zhì)進(jìn)行很好地分離,而且可以準(zhǔn)確地定性定量,特別適合對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中的多種組份進(jìn)行同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定。本研究采用超聲振蕩輔助提取-固相萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法對(duì)袋泡茶葉中的49種農(nóng)藥進(jìn)行了檢測(cè)方法研究,并對(duì)35份袋泡茶葉樣品的農(nóng)殘進(jìn)行了檢測(cè),初步了解了當(dāng)前袋泡茶的農(nóng)藥殘留情況,為今后政府監(jiān)管和正確使用農(nóng)藥提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn) 農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所;丙酮、正己烷 色譜純,天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司;SK-1型快速混合器、HY-4型振蕩器 上海國(guó)華電器公司;TTL-DC II型氮吹儀 北京同泰公司;KH-700TDB型高頻數(shù)控超聲清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;固相萃取裝置;固相萃取柱 CARB/NH2柱(500mg/500mg,6mL),迪馬公司。袋泡茶樣品 購(gòu)于當(dāng)?shù)氐氖袌?chǎng)和超市。

1.2 儀器條件

色譜條件:色譜柱:DB-1701(30m×0.25mm×0.25μm)毛細(xì)管柱;柱溫:80℃,保持1.0min,以20.0℃/min的速度上升到220℃,保持1.0min,再以10.0℃/min的速度上升到270℃,保持23.0min;載氣:氦氣;恒流:1.0mL/min。不分流進(jìn)樣;進(jìn)樣口溫度250℃。

質(zhì)譜條件:離子源溫度:230℃;接口溫度:280℃;電子能量:70eV;掃描質(zhì)量范圍:50～500;閾值:150,溶劑延遲:4min。

1.3 農(nóng)藥前處理方法

1.3.1 農(nóng)藥的提取 準(zhǔn)確稱取經(jīng)粉碎(至少20g)并全部過20目篩的樣品5.0000g,放入100mL具塞三角瓶中,加入50.0mL丙酮,蓋上塞子,先超聲提取30min,再振蕩提取30min,然后過濾,濾液通過裝有5g無水硫酸鈉的漏斗脫水后(采用無水硫酸鈉脫水前,要先用少量的丙酮將無水硫酸鈉浸濕,然后再對(duì)提取液脫水,最后再用少量丙酮沖洗無水硫酸鈉),收集到100mL燒杯中,45℃以下低溫氮吹近干,待過柱凈化。

1.3.2 提取液的凈化 以丙酮∶二氯甲烷=1∶1的混合溶液為淋洗液,將固相萃取(CARB/NH2/500mg/6mL)短柱置于SPE-24孔過濾裝置上,先用5.0mL淋洗液淋洗柱子,再用3.0mL淋洗液采用超聲和漩渦混合相結(jié)合的方法溶解提取物,將提取液過固相萃取柱,然后用3.0mL淋洗液沖洗燒杯,一并過柱,最后用3.0mL淋洗液洗脫萃取柱2次(采用固相萃取柱對(duì)樣品凈化時(shí),小柱不能干涸而且洗脫液的流速不能太快,控制流速在1.5mL/min左右),收集于10.0mL比色管中,置于氮吹儀上45℃以下低溫氮吹至近干,用丙酮定容至1.0mL,準(zhǔn)確取1.0μL進(jìn)樣分析。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

49種農(nóng)藥混混合標(biāo)準(zhǔn)用丙酮逐級(jí)稀釋為0.125、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按確定的儀器條件以選擇離子掃描(SIM)的方式采集色譜圖,以濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)分別建立49種農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線,并計(jì)算相關(guān)系數(shù)。

1.5 回收率實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取沒有農(nóng)藥檢出的綠茶樣品5.0000g分別添加2.0μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液250μL和1.5mL,即樣品中農(nóng)藥的加標(biāo)水平分別為0.1mg/kg和0.6mg/kg,平行測(cè)定4次進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)。

1.6 樣品采集

本研究中的所有袋泡茶樣品均從超市和市場(chǎng)購(gòu)買。共采集了35份袋泡茶樣品,其中紅茶12份,綠茶9份,花茶5份,保健茶9份。

2 結(jié)果與討論

2.1 農(nóng)藥的分離和定性

采用中等極性的DB-1701毛細(xì)管柱對(duì)49種農(nóng)藥組份進(jìn)行分離,當(dāng)色譜柱的初始溫度大于80℃或者升溫過快,有些農(nóng)藥,如γ-666和乙拌磷,抗蚜威和久效磷,馬拉硫磷和殺螟硫磷,丙溴磷和殺撲硫磷就不能得到很好地分離。通過降低初始溫度、調(diào)整程序升溫速率和載氣流速使上述較難分離的農(nóng)藥實(shí)現(xiàn)了分離,最終確定了1.2的儀器分析條件。根據(jù)1.2得到各農(nóng)藥的保留時(shí)間和特征離子(見表1)。49種農(nóng)藥混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(均為2.0μg/mL)的氣相色譜-質(zhì)譜選擇離子色譜圖見圖1。

表1 49種農(nóng)藥的保留時(shí)間和特征離子Table 1 Retain time and characteristic ions of 49 pesticide residues

續(xù)表

圖1 49種農(nóng)藥混標(biāo)的選擇離子流圖 Fig.1 Selective ion chromatogram of 49 pesticide residues

2.2 樣品處理和分析細(xì)節(jié)的影響

2.2.1 提取液脫水分離 采用無水硫酸鈉脫水時(shí),應(yīng)按1.3.1先用丙酮將無水硫酸鈉浸濕,否則干的無水硫酸鈉會(huì)吸附農(nóng)藥,造成回收率下降。

2.2.2 固相萃取的影響 0.4μg/mL的49種農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液分別以1.5mL/min和3.0mL/min按照1.3.2的方法進(jìn)行洗脫實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),洗脫速度從1.5mL/min增加到3.0mL/min,49種農(nóng)藥的回收率下降到原來的63.8%～93.6%。對(duì)小柱淋洗后,如果小柱干涸后再上樣,對(duì)茶葉樣品的洗脫變得困難。

2.2.3 進(jìn)樣口清潔度的影響 樣品分析時(shí),進(jìn)樣口一旦被污染,甲胺磷、敵敵畏、氧化樂果、乙酰甲胺磷等極性農(nóng)藥的峰形變差。

2.3 線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和回收率

本研究采用的SIM方法,大大降低了基線噪聲,使其靈敏度顯著提高。按照1.4得到各農(nóng)藥的線性方程和相關(guān)系數(shù)(0.9901～0.9998),以3倍信噪比計(jì)算各農(nóng)藥檢出限在0.001～0.015mg/kg之間。通過添加0.1mg/kg和0.6mg/kg水平的回收實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):有機(jī)氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥(除滅多威的回收有波動(dòng)外)的回收率在75%～125%之間(擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的回收相對(duì)偏高),4次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.8%～11.5%之間。但是,部分有機(jī)磷類農(nóng)藥的回收水平相對(duì)較差。其中,敵敵畏、氧化樂果、乙酰甲胺磷、甲胺磷、樂果回收率波動(dòng)較大,有的甚至只有40%左右,4次測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在4.4%～32.8%之間。主要是因?yàn)檫@些有機(jī)磷類農(nóng)藥的性質(zhì)不穩(wěn)定,提取、凈化和吹干過程對(duì)其有影響。具體結(jié)果見表2。

2.4 方法的準(zhǔn)確性

本方法同時(shí)測(cè)定8種氨基甲酸酯類農(nóng)藥、10種有機(jī)氯類農(nóng)藥、8種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥和23種有機(jī)磷類農(nóng)藥。各類農(nóng)藥的性質(zhì)差別較大,其中有機(jī)氯、擬除蟲菊酯類農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的穩(wěn)定性較好,而部分有機(jī)磷類農(nóng)藥的穩(wěn)定性較差。為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,每次測(cè)定樣品時(shí),均帶加標(biāo)樣品及平行樣,陽(yáng)性樣品均進(jìn)行重復(fù)測(cè)定。上機(jī)檢測(cè)時(shí),10個(gè)樣品之間插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),以便隨時(shí)了解儀器的狀態(tài)。

本方法采用的是氣相色譜-質(zhì)譜法,其可以通過保留時(shí)間、特征離子的質(zhì)譜圖與譜庫(kù)中農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖比對(duì)2種方法對(duì)樣品進(jìn)行定性,因而定性的準(zhǔn)確度相比氣相色譜法有很大的提高。如圖2是樣品I(鐵觀音保健茶)和農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)的比對(duì)色譜圖,從圖2可以看出,樣品峰和聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)峰的保留時(shí)間均為17.991min,通過保留時(shí)間的一致性可以初步判斷,樣品I含有聯(lián)苯菊酯,圖3為樣品的質(zhì)譜圖,與譜庫(kù)中聯(lián)苯菊酯的質(zhì)譜圖對(duì)比可知,樣品峰的3個(gè)主要的特征離子為188、165、166,而且豐度比與譜庫(kù)中一致,因此可以斷定樣品I中含有聯(lián)苯菊酯,通過其與聯(lián)苯菊酯農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)色譜峰的面積比可以計(jì)算其含量。

圖2 樣品I和標(biāo)準(zhǔn)的色譜圖 Fig.2 Chromatograms of sample I and standard of pesticides

表2 各農(nóng)藥的線性方程、相關(guān)系數(shù)和回收率Table 2 The regression equations,correlation coefficients and recovery of pesticides

續(xù)表

圖3 樣品I的質(zhì)譜圖 Fig.3 Mass spectrogram of sample I

但是,有時(shí)樣品峰和農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)峰的保留時(shí)間一致時(shí),2個(gè)色譜峰也未必就代表同一物質(zhì)。如圖4是樣品II(普洱保健茶)和農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)的色譜圖,從圖4可以看出,樣品峰和對(duì)硫磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)峰的保留時(shí)間均為14.941min,如果僅采用氣相色譜分析,通過保留時(shí)間定性,即可能判斷樣品II含有對(duì)硫磷。

表3 袋泡茶的農(nóng)藥檢出濃度和檢出率Table 3 Concentration and positive rate of pesticide residues in tea bags

但是從樣品II的質(zhì)譜圖(圖5),可以看出它的4個(gè)主要的特征離子分別為235、186、263、291。4種特征離子235豐度最高,291豐度最低,即樣品中的這個(gè)色譜峰主要是235離子的貢獻(xiàn),而譜庫(kù)中對(duì)硫磷的色譜峰主要是291離子的貢獻(xiàn),因此,樣品II中的這個(gè)色譜峰不能確認(rèn)為對(duì)硫磷。

圖4 樣品II和標(biāo)準(zhǔn)的色譜圖 Fig.4 Chromatograms of sample IIand standard of pesticides

圖5 樣品II的質(zhì)譜圖 Fig.5 Mass spectrogram of sample II

從以上2個(gè)例子可以看出,單純靠保留時(shí)間定性是不完全可靠的,很可能會(huì)做出假陽(yáng)性的判斷,而采用氣相色譜-質(zhì)譜法即可做出比較正確的判斷。

2.5 樣品測(cè)定

2.5.1 檢測(cè)結(jié)果 通過對(duì)35份袋泡茶樣品中的49種農(nóng)藥殘留情況進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn):紅茶12份,陽(yáng)性樣品占41.67%;花茶共5份,全部有農(nóng)藥檢出;綠茶和保健茶的陽(yáng)性率均為77.78%,結(jié)果見表3。

受檢樣品中共檢出8種農(nóng)藥,其中聯(lián)苯菊酯、毒死蜱和甲氰菊酯檢出率較高,8種農(nóng)藥的檢出濃度和陽(yáng)性樣品見表4,各種農(nóng)藥的檢出頻次和檢出百分比分別見圖6和見圖7。

圖6 農(nóng)藥檢出頻次 Fig.6 Frequencies of positive pesticide residues

圖7 茶葉樣品農(nóng)藥檢出百分比 Fig.7 The percentage of positive pesticides in tea bags

2.5.2 農(nóng)藥殘留水平 GB2763-2012中規(guī)定甲氰菊酯、聯(lián)苯菊酯和氯氟氰菊酯在茶葉中的限值分別為5、5、15mg/kg。而本研究中從袋泡茶樣品中檢出的所有農(nóng)藥的濃度均小于1.62mg/kg,因此,這3種農(nóng)藥在茶葉中的殘留水平均未超標(biāo),并且檢出濃度遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)的限值。

表4 樣品中農(nóng)藥的檢出濃度Table 4 Pesticides concentrations of positive tea bags

3 小結(jié)

本研究采用超聲振蕩輔助提取-固相萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法同時(shí)測(cè)定有機(jī)氯、擬除蟲菊酯、有機(jī)磷和氨基甲酸酯類共4大類49種農(nóng)藥,采用超聲振蕩輔助提取-固相萃取方法對(duì)樣品進(jìn)行凈化,建立的方法簡(jiǎn)單、快速,準(zhǔn)確性好。通過對(duì)35份袋泡茶的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),袋泡茶葉的農(nóng)藥檢出率相對(duì)較高。根據(jù)GB2763-2012的限量規(guī)定,檢出的甲氰菊酯、聯(lián)苯菊酯和氯氟氰菊酯沒有超標(biāo),濃度遠(yuǎn)低于限值規(guī)定。

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