7种菊花中有害物质与农药残留的分析测定

陆 钫，蔡昊哲，苏义龙，丁 晴

1.无锡市药品安全检验检测中心 (无锡 214028)2.南京中医药大学 (南京 210023)

菊花除了极具观赏价值外,也有较高的药用价值[1]。菊花除了自身含有一些微量元素外，也会从土壤中吸收有害的重金属，同时，出于防治病虫害的需要，在菊花生长过程中会被喷洒一些化学农药，导致存在农药残留的风险[2-4]。因此，重金属污染和农药残留是菊花外源性污染中两大重要的因素。文献表明，不同地区、不同品种的菊花，其重金属含量以及农药残留组分均不同[5-6]。菊花作为药食同源的食材，广泛应用于日常生活中，其重金属以及农药残留量限度需要更为严格控制，以降低其带来的健康风险。

目前，对于各品种药用菊、食用菊花中重金属及有害元素以及农药残留量的比较研究较少，并且在现行的国家相关标准中，对于菊花中重金属及有害元素与农药残留量，没有提出明确的限量标准。因此本研究拟以各品种药用菊及食用菊为研究对象，采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析重金属及有害元素，采用气质联用法分析农药残留量，并进行比较，为菊花中重金属及有害元素和农药残留的限量标准的制定提供理论依据。保障菊花的食用、药用安全。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

样品材料：菊花样品11批(样品信息见表1)。

表1 样品信息

主要试剂：有害元素标准品：铅(批号：1810210-4，浓度：1 000 μg/mL)、砷(批号：17C038-4，浓度：1 000 μg/mL)、镉(批号：181008-3，浓度：1 000 μg/mL)、汞(批号：17C021-4，浓度：1 000 μg/mL)、铜(批号：181024-4，浓度：1 000 μg/mL)、金(批号：176033-2，浓度：1 000 μg/mL)、锗(批号：175062，浓度：1 000 μg/mL)、铟(批号：181017-1，浓度：1 000 μg/mL)，以上均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心；铋，购自中国计量科学研究院；农药标准品：10种拟除虫菊酯类农药混合对照品溶液(批号：283436；含量50 mg/L；美国o2si smart solutions公司)；10种有机磷农药混合对照品溶液(批号285906;含量50 mg/L；美国o2si smart solutions公司)；22种有机氯农药混合对照品溶液(批号：610005-201501；中国食品药品检定研究院)。

内标试剂：氘代莠去津(批号：118962-83-6；浓度：96%；美国o2si smart solutions公司)；氘代倍硫磷(批号：163165-75-1；浓度：99%；美国o2si smart solutions公司)。

硝酸(分析纯，默克公司)；乙腈(分析纯,默克公司)；甲苯(分析纯)；冰醋酸(优级纯)；实验用水为超纯水。

1.2 主要设备

Thermo iCAP—Q型电感耦合等离子体质谱仪(美国Thermo公司)；石墨炉消解仪(美国PE公司)； GCMS-TSQ8000气质谱联用仪(美国Thermo公司)；色谱柱(美国Thermo；TG-5MS；30 m×0.25 mm×0.25 μm)；METTLER TOLEDOXS-205型电子天平(瑞士METTLER公司)

1.3 方法

1.3.1 重金属及有害元素

1.3.1.1 仪器分析条件

检测模式:KED模式；射频功率:1548.6 W；雾化器流速：1.076 L/min；冷却器流速：13.86 L/min：辅助器流速：0.798 L/min；碰撞器流速：4.731 L/min。

测定时选取的同位素为63Cu、75As、114Cd、202Hg、208Pb，其中63Cu、75As以72Ge作为内标，114Cd以115In作为内标，202Hg、208Pb以209Bi作为内标 。

1.3.1.2 标准品贮备溶液的制备

分别精密量取铅、镉、砷、汞、铜单元素标准溶液适量，并用10%硝酸溶液分别稀释制成含铅、镉、砷、汞、铜浓度为1、0.5、1、1、10 mg/L的溶液。

1.3.1.3 标准品溶液的制备

分别精密量取铅、镉、砷、铜标准品贮备液适量，并用10%硝酸溶液稀释制成含铅、砷浓度为0、1、5、10、20 mg/mL的溶液，含镉浓度为0、0.5、2.5、5、10 mg/mL的溶液，含铜浓度为0、50、100、200、500 mg/mL的溶液，并混合成系列浓度混合溶液。另精密量取汞标准品贮备液适量，用10%硝酸溶液稀释制成含汞浓度为0、0.2、0.5、1、2、5 mg/mL的溶液，此溶液必须临用新制。

1.3.1.4 内标溶液的制备

分别精密量取锗、铟、铋单元素标准溶液适量，用水稀释制成各含锗、铟、铋浓度为1 mg/mL的混合溶液。

1.3.1.5 样品溶液的制备

取样品适量并粉碎，过2号筛网，分别精密称定0.5 g(准确至0.000 1 g )，放置到50 mL聚四氟乙烯离心管中，精密加硝酸5.0 mL，置石墨炉消解仪中，进行消解。冷却后加入1mg/mL浓度的金单元素标准液200 μL，并用超纯水定容至50 mL，置离心机中4 000 r/min离心15 min，取上清液，经0.45 μm微孔滤膜滤过。除不加金单元素标准溶液外，其余同法制备试剂空白溶液。

1.3.2 农药残留

1.3.2.1 仪器分析条件

色谱条件：以5%苯基甲基聚硅氧烷为固定液的弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)。进样口温度为240 ℃，不分流进样。程序升温：初始温度70 ℃，保持2 min，先以每分钟25 ℃升温至150 ℃，再以每分钟3 ℃升温至200 ℃，最后以每分钟8 ℃升温至280 ℃，保持10 min。

质谱条件：离子源为轰击源(EI)，温度230 ℃。碰撞气为高纯氮气，质谱传输接口温度280 ℃。质谱监测模式为多反应监测(MRM)，各化合物的保留时间、监测离子对与碰撞电压(CE)参考《中国药典》2015版四部[7]。

1.3.2.2 混合对照品溶液的制备

精密量取对照品混合溶液适量,用含0.05%醋酸的乙腈分别制成每1 L含100 μg和1 000 μg的两种溶液,即得。

1.3.2.3 内标溶液的制备

取氘代莠去津和氘代倍硫磷得混合内标溶液，并稀释10倍，浓度为5 μg/mL，即得。

1.3.2.4 样品溶液的制备

取样品适量并粉碎，过3号筛网，精密称定1 g (准确至0.000 1 g)，放置到50 mL聚苯乙烯具塞离心管中，加入15 mL浓度为1%的冰醋酸，利用涡旋震荡仪使药粉充分浸润，并放置30 min。精密加入乙腈15.0 mL与内标溶液100 μL，涡旋并振荡(500次/min)5 min，加入无水硫酸镁与无水乙酸钠的混合粉末(4∶1)7.5 g(美国Agilent公司制备的试剂盒)，立即摇散，再振荡(500次/min)3 min，于冰浴中冷却10 min。置离心机中(4 000 r/min)离心5 min，取上清液9 mL，置已预先装有净化材料的分散固相萃取净化管中(美国Agilent公司制备的试剂盒)，涡旋并振荡(500次/min)5 min。精密吸取上清液5.0 mL，置氮吹管中，氮吹(40 ℃以下)至0.4 mL左右，加甲苯定容至1 mL，涡旋，微孔滤膜(0.22 μm)滤过，即得。

1.3.2.5 基质混合对照品溶液的制备

取空白基质样品1 g，一式6份，同“1.3.2.4”制备方法处理至氮吹结束，分别加入混合对照品溶液(100 μg/L)50 μL、100 μL，混合对照品溶液(1 000 μg/L)50 μL、100 μL、200 μL、400 μL，加入甲苯定容至1 mL，涡旋，微孔滤膜(0.22 μm)滤过，取滤液，即得。

2 结果与讨论

2.1 重金属及有害元素

2.1.1 线性关系考察

取铅、镉、砷、铜标准系列浓度混合溶液进样测定，并另取汞系列浓度溶液进样测定，以响应值(y)对浓度(x，ng/mL)进行线性回归，结果见表2。

表2 线性关系

2.1.2 重复性试验

取同一批样品分别精密称定，按“1.3.1.5”项下制备方法平行制备6份，按“1.3.1.1”项下仪器条件下测定，计算得到RSD结果分别为铜4.03%、砷4.51%、镉3.65%、汞3.52%、铅4.35%，结果表明重复性较好，该方法可行。

2.1.3回收率试验及检出限

精密称定样品0.25 g(准确至0.000 1 g)，分别加入一定量的铅、镉、砷、汞、铜标准溶液。按“1.3.1.5”项下制备方法平行制备6份样品溶液，按“1.3.1.1”项下仪器条件下测定并计算回收率及RSD，结果见表3。回收率均在90%～110%，结果表明该方法可行。

取空白溶液进样11次，测定并计算检出限，结果为铜0.004 mg/kg、砷0.003 mg/kg、镉0.000 6 mg/kg、汞0.003 mg/kg、铅0.000 9 mg/kg。

表3 样品回收率(n=6)

2.1.4 样品含量测定

按“1.3.1.5”项下制备样品溶液，按“1.3.1.1”项下仪器条件下进行测定，结果见表4。

表4 样品中重金属及有害元素含量的测定结果

《中国药典》2015年版仅对22种药材饮片及部分中成药的重金属及有害元素做出了相关限量规定，目前暂无菊花中重金属及有害元素的限度规定，本研究拟参考《中国药典》2015年版植物药限定标准[8]与《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》[9]。结果表明，除胎菊、滁菊、贡菊1、贡菊3中汞含量低于检出限，其余元素均有检出。各批次菊花中砷含量在0.05～0.77 mg/kg之间；汞含量在0.004～0.041 mg/kg之间；铅含量在各品种菊花中差异较大。铜、砷、汞和铅的含量均小于限定标准。亳菊与滁菊的镉含量已接近限度，其余5种菊花镉含量均超出了限度范围，其中金丝皇菊中镉含量高达1.04 mg/kg，是限定标准的3倍之多。

2.2 农药残留

2.2.1 线性关系考察

使用混合对照品溶液进样分析，以峰面积(y)对浓度(x，ng/mL)进行线性回归，结果见表5。

2.2.2 回收率试验与检出限

按“1.3.2.5”项下方法制备，精密称定样品1 g(准确至0.000 1 g)，并放置到50 mL聚苯乙烯具塞离心管中，分别平行制备6份，并分别加入标准品溶液(混合对照品100 μg/L)100 μL和 200 μL。按“1.3.1.1”项色谱条件与“2.3.2”项质谱条件测定并计算回收率及RSD，结果见表5。结果表明该方法可行。将对照品溶液逐级稀释后进行分析测定，取信噪比约为3的溶液浓度作为检出限，结果为0.006 mg/kg。因样品中农药残留含量低于检出限，故测定方法的重复性由回收率RSD值表示，见表5。

表5 42种农药的回收率及线性关系

2.2.3 样品含量测定

按“1.3.2.5”项下制备样品溶液，按“1.3.2.1”项色谱条件与“2.3.2”项质谱条件进行测定。结果见表6。

表6 样品中农药残留的测定结果

中国药典2015年版并未对菊花中农药残留的限度标准作出规定，本研究拟参考GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[10]中茶叶项下的限度规定：茶叶中毒死蜱、氰戊菊酯和氯氰菊酯的最大残留限量分别为0.05 mg/kg、 0.1 mg/kg、20 mg/kg。由结果可知，胎菊中检出了毒死蜱；杭白菊中检出了毒死蜱及氰戊菊酯；贡菊1中检出了毒死蜱、氯氰菊酯；滁菊中检出了氯氰菊酯、氰戊菊酯，其余菊花中均未检出农药残留。检出的毒死蜱、氯氰菊酯含量均较低，均在限度范围内。然而滁菊中的氰戊菊酯高达0.810 8 mg/kg，远远超出限量标准要求。

3 结论

造成菊花中重金属及有害元素含量差异的原因较复杂。农作物通过根系从土壤中吸收并富集重金属，也可通过叶片从大气中吸收气态或尘态铅和汞等重金属元素[11]，其中，植物对重金属的选择性吸收与积累是主要原因[12]。本次研究发现亳菊与滁菊的镉含量已接近限度，其余5种菊花中镉均超出了限度范围，其中金丝皇菊中镉含量是限定标准的3倍之多，存在一定的安全风险。

由文献表明，气质联用仪能同时测定大量不同种类的农药残留组分，且有着其他技术无法比拟的优势[13-15]。因此，本研究采用气相色谱-质谱串联法对7种菊花中42种农药残留(10种拟除虫菊酯类、10种有机磷、22种有机氯)进行了分析测定，结果发现滁菊中的氰戊菊酯高达0.810 8 mg/kg，远远超出限量标准要求。

本次研究中，检出了重金属及有害元素和农药残留，且部分超出限量标准，但是现行的国家相关标准中，对于菊花中重金属及有害元素与农药残留量，还没有提出明确的限度标准，有关部门需尽快规范和完善，并加强市场管理，保障菊花的食用或药用安全。