探究蔬菜样品中农药残留检测前处理方法原理

郑瑞娟

（郓城县检验检测中心，山东菏泽 274700）

众所周知，在蔬菜种植与生长过程中，需要使用杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等大量的化学农药，以改善蔬菜的生长环境，提高蔬菜品质与产量。但是，这些农药当中含有大量的有机磷、有机氯等有毒有害物质，一旦蔬菜有大量的农药残留，将直接危及人们的身体健康。因此，在检测蔬菜样品之前，处理和净化农药残留物的过程显得尤为重要。

1 蔬菜中农药残留现状与分析标准

1.1 农药的分类

农药主要划分为无机农药与有机农药2大类，其中有机农药是目前使用范围最广、使用频率最高的农药。其主要包括有机汞农药、有机磷农药、有机氯农药以及有机氮农药。有机汞农药多为杀菌剂，属于剧毒农药，一旦食用有机汞残留超标的蔬菜，极易引起汞中毒，进而给人们的生命安全构成直接威胁。因此，国家于1971年就已经明确规定，不得生产、销售、进口和使用有机汞农药。有机磷农药多为磷酸酯类与硫代磷酸酯类化合物，中毒表现为神经系统紊乱，神经麻痹，甚至死亡。有机氯农药的成分包括氯代苯及其衍生物以及氯化钾撑萘类化合物，中毒症状表现为神经系统紊乱、内分泌系统紊乱、脏器损害等。有机氮类农药虽然毒性与有机磷类农药相似，但中毒症状消失快，而且不会出现迟发性神经毒性，常见的农药种类有速威、杀灭威、叶蝉散和敌草隆等[1]。

1.2 蔬菜中农药残留现状

我国是农药使用大国，农药总消耗量占世界首位，而从目前蔬菜中的农药残留现状看，残留物成分以有机磷农药以及氨基甲酸酯类农药为主。尤其在近几年，随着蔬菜种植面积的不断扩大，蔬菜中农药残留问题也日趋严重。由于误食高农药残留量的蔬菜而引发的食物中毒现象频发，这就给广大消费者的生命安全与身体健康造成严重威胁。为此，国家相关部门进一步加大了对农药生产、使用的监管力度，对农药残留问题所造成的严重后果坚持“零容忍”态度。同时，积极推广使用一些低毒性农药与非禁用农药，并取得了较为理想的效果。

1.3 蔬菜样品中农药残留分析标准

目前，针对蔬菜样品中农药残留检测与分析出台的国家与行业标准主要包括《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T 761—2008）、《水果和蔬菜中450种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱-串联质谱法》（GB/T 20769—2008）、《水果和蔬菜中500种农药及相关化学品残留量的测定 气相色谱-质谱法》（GB 23200.8—2016）。通过参照分析标准，实验室检测人员能够准确地检测出蔬菜当中的农药残留量，进而为蔬菜食用的安全性提供了坚实保障。

2 蔬菜样品中农药残留检测前处理方法与基本原理

目前，在处理蔬菜样品中农药残留时所使用的方法主要包括振荡法、液-液萃取法、固相萃取技术、固相微萃取技术、微波辅助萃取技术和超临界流体萃取技术等。

2.1 振荡法

这种方法在分析与处理蔬菜样品中农药残留时较为常用，选取的萃取溶剂以丙酮为主。应用振荡法在分离与提取农药中的有害成分时，选用单一的非极性溶剂，萃取溶剂与这一溶剂接触与融合的可能性相对较小，被植物组织包裹的农药分子，将很难被萃取出来，以至于严重影响萃取成功率。因此，在选取萃取溶剂时，通常选用丙酮与乙腈的混合溶剂，这样可以大幅提高萃取成功率。

2.2 液-液萃取技术

这种前处理技术所使用的实验器材成本与配置较低，而且操作过程易于实现，其基本原理主要是根据待测组分与杂质在两个互不相溶的溶剂中的分配系数的异同，对蔬菜样品中的农药残留进行纯化处理。但是这种技术需要对混合溶剂进行多次萃取，占用的时间较长，样品存留量较小，而且处理过程所需的溶剂极易给周边环境造成污染。

2.3 固相萃取技术

固相萃取是早期的一种蔬菜样品前处理技术，多用于液相色谱分析的样品前处理工序当中。该技术的基本原理是通过固体吸附剂，对被处理样品中的化合物进行吸附，使样品中的基体与干扰化合物相分离，再利用洗脱液洗脱或者加热解吸附，以达到有害成分与基体彻底分离的目的。目前，固相萃取技术按照萃取柱中的填料成分可以分为以下几种类型，即正相固相萃取、反相固相萃取以及离子交换固相萃取。由于固相萃取技术重现性好、回收率高、溶剂用量少及操作简便，而在蔬菜样品农药残留检测前处理操作中得到普遍应用。通过现场实验操作证明，利用该技术所耗用的时间只需要5～ 10 min，而所需的溶剂只有液-液萃取法的10%。

2.4 固相微萃取技术

固相微萃取技术是在固相萃取技术实验原理的基础上而衍生出的一种新型的萃取分离技术，该技术合理规避了SPE回收率低与吸附剂孔道易堵塞的缺点，融合了采样、萃取、浓缩等多道工序，使萃取分离效果更加明显。目前，用于固相微萃取技术的表面固定液多以碳酸-模板树脂、聚二甲基硅氧烷-二乙烯苯、聚丙烯酸酯和聚二甲基硅氧烷为主。该技术应用优势在于处理蔬菜样品农药残留时无需溶剂，对样品用量的需求较低，而且分析速度快、检测灵敏度高，同时，能够节省大量的人工成本[2]。

2.5 微波辅助萃取技术

该技术主要使用微波对蔬菜样品进行加热，通过极性分子迅速吸收微波能量的特性来萃取样品中的农药残留物。与传统的振荡法、液液萃取法相比，微波辅助萃取技术具有处理速度快、分离效率高、试剂用量小和处理过程安全性高等特点，在处理蔬菜样品农药残留物方面得到广泛应用。比如在萃取蔬菜样品中有机磷农药残留时，所需的萃取时间只需要短短的5 min[3]。

2.6 超临界流体萃取技术

该技术最初是用来萃取工业生产中的有机化合物，从20世纪90年代初开始，被广泛应用于食品样品农药残留物的前处理工序当中。超临界流体萃取技术最为常用的超临界流体是液态的二氧化碳、二氧化氮或者氧化氮。在处理农药残留时的优势在于操作简便、选择性强、安全性好和污染性小，而且分析处理样品的时间较短。

3 芹菜样品中毒死蜱残留检测前处理方法应用案例

3.1 毒死蜱杀虫剂的危害与前处理方法

毒死蜱杀虫剂是一种具有中等毒性、高效广谱类有机磷化学农药，由于这种农药杀虫效率高，作用范围广，因此，在防治农作物害虫与螨虫等方面具有显著效果。在国家严令禁止使用甲胺磷、对硫磷等高毒农药后，毒死蜱成为有机磷农药中的一种替代品种。一旦人们食用了带有毒死蜱农药残留的食物以后，轻则出现恶心、头晕、神志不清的症状，重则呼吸急促，甚至死亡，同时，也会给周边的自然生态环境造成恶劣影响。尤其在芹菜这种蔬菜上面，毒死蜱的附着率较高，而目前，我国所规定的毒死蜱残留最大限值是1 mg/kg，如果超过这一标准，则说明毒死蜱残留量超标。在处理芹菜样品中毒死蜱残留常用的方法包括凝胶色谱法、液-液萃取法、酶抑制法以及固相基质分散法等[4]。

3.2 实验步骤

该实验所使用的仪器与试剂包括气相色谱仪、涡旋振荡器、密封性高速粉碎机、离心机、毒死蜱乳油、丙酮、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯、正己烷均为分析纯、无水硫酸钠为分析纯和去离子水等。其中将丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚与正己烷作为萃取剂。首先配制毒死蜱标准溶液50 mg/kg，并利用整体抽样法抽取100.0 g芹菜样品，放入高速粉碎机当中将其搅碎，将5.00 g芹菜样品放入离心管，并选取0.1 mg配制好的毒死蜱标准溶液与芹菜样品充分混合，再利用涡旋振荡器将混合溶液涡旋 1 min，然后加入10 mL有机溶剂，均匀摇动，并把配制好的混合溶液静置15 min。当利用离心机对混合溶液离心20 min后，实验人员取上层清液 1.0 mL，加入0.2 g的无水硫酸钠，离心20 min，然后利用气相色谱对混合液进行检测分析[5]。

3.3 实验结论

该实验主要利用了液-液萃取技术对农药残留进行前处理，选取的萃取剂分别为二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚与正己烷，其中，毒死蜱在这些萃取剂当中的分配系数如表1所示。

从表1当中可以看出，如果采用正己烷作为萃取剂，毒死蜱的萃取率最低，仅为0.864 9%，由此可以看出，正己烷的萃取溶剂回收率最低，而乙酸乙酯萃取溶剂的回收率介于84%～89%，石油醚萃取溶剂的回收率介于66～78%。因此，将石油醚作为萃取溶剂，萃取液透明度高，与芹菜样品难于接触与融合，为了顺利提取出芹菜当中的毒死蜱，需要在萃取液中加入丙酮，这样，能够大幅提升毒死蜱的萃取成功率。

4 结语

在对蔬菜中的农药残留进行处理时，实验人员应当选择处理效果好、分析效率高、溶剂需求量小、分析精度高的前处理技术，进而提高农药残留的处理成功率。同时，为了保障广大消费者的身体健康与生命安全，实验人员应当不断对蔬菜样品中农药残留检测前处理技术进行优化与改进，在将蔬菜中的农药残留量降到最低点的同时，让消费者能够吃上放心菜。