王洪敏(滄州師范學院化學與化工學院,河北滄州061001)
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有機磷農(nóng)藥殘留物在茶葉上的分析研究
王洪敏
(滄州師范學院化學與化工學院,河北滄州061001)
摘要:有機磷農(nóng)藥在茶葉病蟲害的防治中扮演著十分重要的角色,但是,有機磷農(nóng)藥會在茶葉、各類環(huán)境基質(zhì)、動植物體,甚至是人類身體中殘留富集,給人類的生存環(huán)境帶來巨大的威脅。本文以有機磷農(nóng)藥殘留物降解為切入點,主要分析有機磷農(nóng)藥在茶葉產(chǎn)品的殘留現(xiàn)狀,深入探討現(xiàn)階段有利于有機磷農(nóng)藥殘留的快速預處理和檢測的技術,針對食品中農(nóng)藥殘留物的降解方法,歸納了茶葉中有機磷類農(nóng)藥的分析和降解,這對茶葉產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,保障人們的環(huán)境和食品安全,具有一定的理論指導意義。
關鍵詞:有機磷;茶葉產(chǎn)品;降解分析
茶葉中所殘留的有機磷農(nóng)藥及其降解物,給人類的身體健康和茶葉產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟帶來了非常大的阻礙。提高茶葉種植、生產(chǎn)的科技水平,加強有機磷農(nóng)藥的毒理性質(zhì)宣傳,推廣農(nóng)殘檢測技術、分析方法,強化茶葉衛(wèi)生質(zhì)量安全,是推動我國健康茶葉、綠色茶葉安全管理制度改革有效化的重要舉措。有關有機磷農(nóng)藥殘留的問題,不僅是學術界的研究熱點,而且倍受全國人民、世界人民的廣泛關注。
有機磷農(nóng)藥具有藥效高、價格低、殘留期短等顯著的特點,因而被廣泛使用在茶葉等各類食用作物的生產(chǎn)中。有機磷農(nóng)藥在各類殺蟲劑中占據(jù)70%的份額,有機磷農(nóng)藥的殘留問題,已成為目前急需解決的重點問題。想要解決茶葉中農(nóng)藥殘留的問題,不但需要從根源上開發(fā)低毒、高效的農(nóng)藥試劑,更需要的是提高有機磷農(nóng)藥殘留化合物的檢測水平,降解污染茶葉植株的農(nóng)藥殘留濃度。
1.1 有機磷農(nóng)藥的現(xiàn)狀及危害
茶葉作為中國非常重要的經(jīng)濟作物之一,不但擁有十分龐大的內(nèi)銷市場,還在國外市場占據(jù)比較重要的地位。為了防治茶葉的病蟲害、保證其產(chǎn)量,以有機磷農(nóng)藥為主的普通殺蟲劑,常應用在茶葉的種植過程中。在我國的水果、蔬菜、茶葉等農(nóng)作物中,農(nóng)藥殘留最嚴重的是有機磷類農(nóng)藥。主要包括:對硫磷、甲胺磷、樂果以及淘汰的敵敵畏等。有機磷農(nóng)藥雖然其毒性較低、殘留期短,但是其滲透性較強,可經(jīng)過皮膚黏膜進入到人體當中,并進行富集、積累。研究表明:有機磷農(nóng)藥可引起神經(jīng)中樞系統(tǒng)疾病,干擾消化系統(tǒng)功能和生殖功能,對遺傳、染色體的病變具有實質(zhì)性的傷害。同時,對嬰幼兒的神經(jīng)系統(tǒng)的正常發(fā)育具有十分惡劣的影響。由于有機磷類農(nóng)藥現(xiàn)在仍廣泛用于水果、蔬菜的害蟲防治工作,每年因有機磷類農(nóng)藥中毒的人、牲畜數(shù)以萬計。
1.2 茶葉中有機磷農(nóng)藥殘留的風險評估
自從上個世紀末以來,為解決茶樹上蟲害的繁殖,導致用于茶樹的有機磷農(nóng)藥越來越多,茶葉中的農(nóng)藥殘留和吸收問題越來越嚴重,我國是全世界茶葉出口國中茶葉的農(nóng)藥殘留量超標最高的三個國家之一。目前,茶葉中的有機磷農(nóng)藥殘留風險評估,越來越受到廣大茶葉種植商、生產(chǎn)商、經(jīng)銷商的重視。茶葉中含有有機磷等類農(nóng)藥殘留是非常正常的,但是如何確認茶葉中的農(nóng)藥殘留是否對人類的健康帶來威脅?這需要合理、客觀、科學的技術和方法來研究評估茶葉樣品是否符合標準。
有機磷農(nóng)藥殘留的檢測分析過程包括:農(nóng)藥殘留物的樣品前處理過程、快速檢測過程。通過對茶葉樣品的制備,農(nóng)藥組分與雜質(zhì)的分離、富集,進行綜合性檢測。最終達到定性、定量的分析效果。
2.1 有機磷農(nóng)藥殘留的樣品前處理方法
由于茶葉本身的構成和其殘留的農(nóng)藥組分非常復雜,樣品前處理能給分析結果帶來更大程度的準確性和可靠性。
2.1.1 液相萃取法
考慮到萃取劑和其他洗滌試劑會對環(huán)境造成二次污染,液相萃取技術利用較少的有機溶劑,簡單快速地分離有機磷農(nóng)藥的殘留物。液相萃取法主要分為兩種:一種是靜態(tài)法,通過微量的小液滴使農(nóng)藥殘留組分快速的擴散到萃取劑中達到分離的目的;而另一種是動態(tài)法,動態(tài)法是指通過反復的進行微量萃取的過程,目的是使水相中的有機磷此物不斷富集到有機相,最終實現(xiàn)萃取的效果。
2.1.2 固相萃取法
固相萃取法是目前非常流行的樣品前處理方法,其建立于液-液萃取的基礎,特點是非常高的回收率、操作簡單、分離效果好。其采用活化處理、淋洗組分、洗脫組分和回收組分等四個步驟。通過非常強的保留效果,將雜質(zhì)、茶葉的組分保留在柱子上。選擇四氯化碳等有機溶劑,將有機磷農(nóng)藥殘留組分溶于有機相中,利于隨后的檢測分析。
2.2 快速檢測技術
2.2.1 色譜法
色譜法在茶葉中有機磷農(nóng)藥殘留的檢測應用的非常廣泛,隨著色譜技術的發(fā)展,結合了紫外檢測器、熒光檢測器、質(zhì)譜檢測器等,不斷吸收各種檢測手段的優(yōu)點。使色譜一方面能夠有效分離待檢測組分,另一方面還能使色譜檢測屬性具有廣譜性、多樣性。色譜檢測具有紫外特征峰、熒光特征峰、離子特性、生物大分子等。因此,色譜法在茶葉中的農(nóng)殘檢測中被廣泛應用。隨著農(nóng)藥成分的復雜化,需要更昂貴價格色譜儀器、熟練的檢測技術和漫長的檢測時間,這樣極大地限制了色譜技術在茶葉產(chǎn)業(yè)農(nóng)藥殘留檢測道路的拓寬和發(fā)展。
2.2.2 其他檢測方法
除了色譜技術得到發(fā)展以外,化學發(fā)光、免疫分析、生物傳感器等技術在茶葉中有機磷農(nóng)藥殘留物的檢測中具有不可估量的發(fā)展前景。為擺脫色譜、質(zhì)譜上述的限制問題,運用新的原理和檢測器材,開發(fā)具有高的靈敏度、安全廉價的檢測方法是十分必要的。近年來,化學領域中化學發(fā)光、免疫分析、生物傳感器等技術得到了很好的發(fā)展,其中生物傳感器以分子識別的方式檢測目標物,更有利于適應以后化學型農(nóng)藥轉化為生物型農(nóng)藥的發(fā)展趨勢。
為消除茶葉中的有機磷農(nóng)藥殘留的問題,不但要提高檢測分析的手段,還要想辦法消除茶葉中所附著、滲透的農(nóng)藥殘留物。使用物理、化學、生物的手段能夠在一定程度上減少茶葉中的農(nóng)藥殘留量,使有機磷農(nóng)藥化合物轉化為對環(huán)境無害的成分,這是現(xiàn)階段環(huán)境化學領域中研究的熱點。
3.1 發(fā)酵茶類農(nóng)殘降解
洗滌法是平時的生活中最為簡單、快捷實用的去除果蔬上殘留農(nóng)藥的方法,由于茶葉產(chǎn)品主要以浸泡食用為主,洗滌的過程容易使茶葉中的有效成分流失,降低茶葉的品質(zhì)。微生物降解和酶降解的技術的發(fā)展,使得酵母菌、鏈球桿菌等微生物,對敵敵畏等有機磷農(nóng)藥具有十分可觀的降解作用,并且在降解過程很少出現(xiàn)二次污染的情況。既降低食品中的有機磷農(nóng)藥殘留物的含量,又保證降解試劑不會對食物的品質(zhì)帶來壞的影響。研究發(fā)現(xiàn):利用酸菜、毛豆腐等發(fā)酵食品過程中的微生物,可以有效的降解其富含濃度較高的敵百蟲、甲拌磷等有機磷農(nóng)藥殘留物的含量,且降解率均達到了80%以上。而這種方法也可以應用在茶葉產(chǎn)品上,如紅茶等可以借鑒這一有效的降解農(nóng)殘的方法,提高茶葉的衛(wèi)生質(zhì)量安全。
3.2 其它降解作用
除了上述的提到的微生物降解方法外,目前對有機磷農(nóng)藥比較有效的降解技術還包括臭氧降解、光催化降解、雙氧水降解等。臭氧降解和雙氧水降解這兩種手段在茶葉產(chǎn)品的生產(chǎn)方面的存在比較嚴重的弊端,不僅影響茶葉產(chǎn)品的外在感觀,還影響其內(nèi)在的茶葉品質(zhì)。所以這兩種方法一般只用于水果的有機磷農(nóng)藥殘留的降解。然而,光催化降解特別是伽馬射線在有機磷農(nóng)藥殘留的降解,具有非常重要的影響。使用Co-γ射線對筍干進行照射,致使其附著的敵敵畏、三唑磷的降解率達到30%以上,并且隨著水分含量增加、輻射量的增大降解率升高。值得借鑒的是,將高鐵酸鉀、海藻多糖稀土作為有機磷農(nóng)藥的降解劑,一方面給蔬菜當作高效肥料,另一方面在蔬菜的種植時期就進行有機磷農(nóng)藥殘留物的降解,并且其降解作用都非常有效。
3.3 有機磷農(nóng)藥殘留的降解意義與展望
茶葉是我國特色產(chǎn)品,對我國的經(jīng)濟的提升和民族文化的傳播,具有不可或缺的作用。世界經(jīng)濟一體化后,許多國家利用農(nóng)藥殘留問題,作為技術壁壘限制他國農(nóng)產(chǎn)品的出口貿(mào)易。特別是我國的茶葉貿(mào)易,由于我國茶葉中有機磷農(nóng)藥殘留物的問題比較嚴重,對于農(nóng)殘降解技術的開發(fā)和推廣還不成熟,僅是用在水果、蔬菜等食品方面。解決茶葉中農(nóng)藥殘留的降解問題,不僅是簡單的借鑒現(xiàn)有的農(nóng)殘降解技術,更應該呼吁更多的研究學者將注意力轉移到茶的農(nóng)殘降解研究當中,這樣才能更好的解決和舒緩茶葉產(chǎn)品有機磷農(nóng)藥殘留的嚴峻形勢。
茶葉是直接浸泡飲用的食品,其色、香、氣都給每一位飲茶的愛好者留下不可揮去的美好印象,茶葉質(zhì)量安全也應該被清晰認知和關注。檢測茶葉中殘留的有機磷農(nóng)藥成分,降低其有害的農(nóng)殘成分,是我國乃至全世界的研究人員應該去解決的問題。通過解析茶葉樣品預處理和檢測有機磷農(nóng)藥殘留成分的方法,可以針對不同的有機磷農(nóng)藥成分及其含量,使用快速檢測技術進行高效的分析,并借鑒現(xiàn)有的有機磷農(nóng)藥降解的方法,應用在茶葉產(chǎn)品有機磷農(nóng)藥殘留成分的降解中。
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作者簡介:王洪敏(1961-),女,河北滄縣人,本科,副教授,研究方向:物理化學。