农药厂周边有机磷农药在生物体中残留的检测方法研究

李梅映，韦斯，于红霞

(污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，江苏 南京 210023)

0 引言

有机磷在防治害虫方面具有高效、经济和方便的特点，作为有机氯农药的替代产品［1－2］，从20世纪80年代起，有机磷农药被广泛地应用于农业生产和家庭杀虫中，其在提高农产品增产以及控制疾病方面发挥了巨大的作用，是国内使用量最大的广谱类农药［3］。但在使用过程中，其直接作用于农作物的比例较低，施肥后大部分农药均流失于土壤及大气中，在环境介质间的互相转化导致大气、水体及土壤中均有不同程度的有机磷农药残留，在生物体中也发现有机磷农药的富集［4－6］，特别是蔬菜样品中普遍存在有机磷农药残留的情况［7］。

在农作物及生物体中残留的有机磷农药可通过皮肤接触、呼吸及摄入等途径进入食物链，最终进入人体。一般认为，其毒性是由有机磷农药结合胆碱能神经突触中酶解部位成为磷酰胆碱酯酶，使乙酰胆碱酯酶失去分解乙酰胆碱的作用，从而发生胆碱能神经症状而产生的［8］，或者是由于有机磷农药在生物转化的代谢过程中产生了对转化酶的诱导和抑制，从而显示出联合毒性［9］。多种有机磷农药的联合毒性与单个有机磷农药暴露的毒性效应也在机制和具体表现上有所不同。因此人群暴露于有机磷农药中，可产生复杂的毒性效应。有研究表明，接触有机磷农药可产生的毒性表型有慢性神经精神异常，新生儿出生缺陷，人体精子数量减少及畸形等，且流行病学调查发现，有机磷农药具有潜在的致癌作用［10－12］。

该研究中分析测定的有机磷农药目标物包括灭克磷、甲拌磷、内吸磷、二嗪农、甲基对硫磷、皮蝇磷、毒死蜱、毒壤磷、脱叶亚磷、丙硫磷及蝇毒磷，均为江苏省农业生产中广泛使用的农药，其中毒死蜱等为目标农药厂的主要有机磷产品。分析目标农药厂附近有机磷农药的分布情况，研究其在生物体中的残留水平有助于分析农药厂对周边环境的影响，对环境管理工作具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 仪器、试剂与材料

1.1.1 仪器

气相色谱/质谱联用分析，气相色谱仪为Thermo Trace GC ULTRA，质谱为 Polaris Q，色谱柱GSBP －5MS 30 m ×0.25 mm ×0.25 mm。

1.1.2 试剂

无水硫酸钠:分析纯;乙酸乙酯:色谱纯;正己烷:色谱纯;丙酮:色谱纯;二氯甲烷:色谱纯;农药标准混合液体:包含灭克磷、甲拌磷、内吸磷、二嗪农、甲基对硫磷、皮蝇磷、毒死蜱、毒壤磷、脱叶亚磷、丙硫磷及蝇毒磷的储备液1 mg/L，待配置标准曲线使用。

1.1.3 材料及采样点信息

大米、蔬菜及肉类样品(鸡肉)均采样于南京某地区及常州某地区，所有样品均为采样区域内自产的农产品。采样点信息见表1。

1.2 样品处理

大米、蔬菜:称取10 g样品于50 mL离心管中，加6 g无水硫酸钠和30 mL乙酸乙酯，均质2 min，以5 000 r/min离心5 min，上清液过滤于250 mL浓缩瓶中，残渣加入30 mL乙酸乙酯再提取一次，过滤，合并滤液于250 mL浓缩瓶中，于40℃下浓缩至近干，用2 mL乙酸乙酯－正己烷(V/V=1∶1)溶液溶解残渣，待净化。将石墨化炭黑固相萃取柱和弗罗里硅土固相萃取柱从上到下依次连接，在石墨化炭黑固相萃取柱上加1.5 cm高的石墨化炭黑，使用前用6 mL乙酸乙酯－正己烷预淋洗，将净化液加入连接柱中，用3 mL乙酸乙酯－正己烷分3次洗涤浓缩瓶，将洗涤液加入连接柱中，再用12 mL乙酸乙酯－正己烷洗脱，收集上述洗脱液至浓缩瓶中，于40℃水浴中旋转蒸发至近干，用乙酸乙酯溶解并定容至1.0 mL，待气相/质谱确认。

表1 采样点信息

鸡肉:称取20 g样品于250 mL具塞锥形瓶中，加入20 mL水和100 mL丙酮，均质提取3 min。将提取液过滤于250 mL浓缩瓶中，残渣再用50 mL丙酮重复提取一次，合并滤液于40℃水浴中浓缩至20 mL。将浓缩液转移至250 mL分液漏斗中，加入100 mL氯化钠水溶液和100 mL二氯甲烷，振荡3 min，静置分层，收集二氯甲烷相。水相再用50 mL二氯甲烷重复提取2次，合并二氯甲烷相。经无水硫酸钠脱水，收集于250 mL浓缩瓶中，于40℃水浴中浓缩至近干。加入10 mL环己烷－乙酸乙酯(V/V=1∶1)溶解残渣，用 0.45 μm 滤膜过滤，待净化。将10 mL净化液用GPC净化，收集组分于40℃下浓缩至近干，并用2 mL乙酸乙酯－正己烷溶解残渣，待固相萃取净化。将石墨化炭黑固相萃取柱和弗罗里硅土固相萃取柱从上到下依次连接，在石墨化炭黑固相萃取柱上加1.5 cm高的石墨化炭黑，使用前用6 mL乙酸乙酯－正己烷预淋洗，将净化液加入连接柱中，用3 mL乙酸乙酯－正己烷分3次洗涤浓缩瓶，将洗涤液加入连接柱中，再用12 mL乙酸乙酯－正己烷洗脱，收集上述洗脱液至浓缩瓶中，于40℃水浴中旋转蒸发至近干，用乙酸乙酯溶解定容至1.0 mL，待气相/质谱确认。

1.3 仪器条件

进样口225℃;程序升温:初始温度50℃，保持21 min，以10℃/min升至100℃，以7℃/min升至280℃，保持2 min;传输线180℃;载气He(恒流)1.0 mL/min;不分流;进样量 1 μL，离子源温度225℃。各有机磷农药的质谱信息见表2。

表2 有机磷农药保留时间及特征离子

2 结果与讨论

2.1 回收率及检出限

根据不同的农药在同一色谱条件下的响应值不同，准确配置标准工作液，通过计算峰面积进行农药的定量分析，绘制标准曲线，并计算回归方程和相关系数。各介质中有机磷农药的检出限按照信噪比为3的标准计算，得到的各环境介质中目标化合物的检出限，见表3。样品的加标回收率分为大米、蔬菜及肉类3类，加标量分别为10 μg/kg和50 μg/kg。回收率分析结果表明，有机磷农药的大米和蔬菜类空白加标的回收率范围为81.67%～128.76%，肉类空白加标的回收率范围为65.43%～91.46%。蔬菜类基质加标的回收率范围为84.72%～143.08%。大米类基质加标的回收率范围为70.96%～118.48%。肉类基质加标的回收率范围为82.28%～139.96%。

表3 各环境介质中有机磷农药的检出限 μg/kg

2.2 环境样品检测结果

根据上述实验方法测定的数据见表4—6。测定结果表明，环境样品中，大米样品有机磷农药的检出率高于其他两种环境介质，每个采样点均有有机磷农药检出，其样品中有机磷农药的平均检出率为47.7%。蔬菜中有机磷残留量在72.7%的样品点均有测出。而肉类样品的检出率结果低于大米和蔬菜。大米样品中有机磷农药含量水平相当，11种有机磷农药的总含量为 31.43～140.1 μg/kg。蔬菜样品中有机磷农药含量水平差异较大，11种有机磷农药的总含量为未检出～470.5 μg/kg，其中含量最高值为南京地区GCYX3。肉类的有机磷农药检出率较低，11种有机磷农药的总含量为未检出～44.72 μg/kg。说明在大米和蔬菜表面残留量较大，但进入到生物体脂肪内的含量则明显小于大米和蔬菜的含量。

表4 鸡肉类样品中有机磷农药的含量 μg/kg

对比南京样品与常州样品，大米和肉类样品反映出其类似的浓度分布水平，蔬菜样品则显示，南京样品的有机磷农药含量远高于常州样品。说明南京地区的该农药厂残留于空气及水体中的农药含量可能会随着浇灌，最终残留在蔬菜表面上，但该因素对大米和肉类的影响不明显。

表5 大米类样品中有机磷农药的含量 μg/kg

对于不同的有机磷农药，在不同的环境介质中其检出情况也不同，在大米样品中每种有机磷农药均有检出，其检出率范围为12.5%～100%(毒壤磷和丙硫磷)。蔬菜样品中，除甲基对硫磷之外，其他有机磷农药均有检出，检出率范围为9.09%～36.4%(皮蝇磷)。肉类样品中，甲拌磷、皮蝇磷、毒死蜱及蝇毒磷在所有样品中均未检出，其他有机磷农药的检出率范围为12.5%～62.5%(丙硫磷)。说明不同的环境介质对有机磷农药的保留程度不一，植物类环境介质相对于动物性食品类物质有更多种类的有机磷农药残留，且不同的农作方式生产的农作物中有机磷的残留水平和检出率也有差别。文献［13］表明，不同的土壤农作环境下，水稻田和蔬菜地的农药可能是不同的耕作方式及培育过程下环境中不同的氧化还原水平导致的，从而造成了农药的生物降解水平不一。

表6 蔬菜类样品中有机磷农药的含量 μg/kg

3 结语

该实验通过测定农药厂附近大米、蔬菜及肉类中11种有机磷农药的含量，建立了GC/MS同时定性定量测定分析11种有机磷农药的方法，检出限达到 0.05 μg/kg(肉类)和 0.1 μg/kg(大米和蔬菜)，回收率均符合测定要求。环境样品监测结果显示，大米和蔬菜中有机磷农药的含量高于肉类中的含量，南京蔬菜样品中，有机磷农药高于常州蔬菜样品，不同的有机磷农药在不同的介质中，检出情况不一。

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