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农药残留量分析技术-1-农药残留分析技术前言化学农药在作物病、虫、杂草害的综合防治中占有重要的地位。但是由于长期和大量地使用农药，尤其在开始时，人们对农药在自然界、生物体中的运动规律，诸如代谢途径、降解方式、残留积蓄等方面知识掌握不够，同时也由于开始时对农药毒性的认识，局限于急性毒性方面，忽视了慢性毒害的严重性，致使一些性质较为稳定、对人和牲畜又有积蓄性慢性毒性的化学农药，象含汞、铅等金属元素的农药制剂，以及大多数有机氯制剂，污染了自然环境，并通过生物富集和食物链锁，造成了它们在人体内的积贮，出现了今日农药的公害问题。目前可以说农药的慢性、累积性的毒性问题比它们的急性毒性更引起人们的关注。高残留类型农药在很多国家已纷纷被禁用或将被淘汰。在一种新农药的报告中，它堆实验动物的致畸性、致癌性、致突变性及慢性神经性毒性等实验数据是衡量它发展地位的重要依据。现在，国外一些国家积极开展农药残留、代谢等方面的研究，了解农药在环境、人畜、作物中的变化规律，制定一系列的安全使用措施，基本上控制了农药的污染问题。所以要了解一种农药较长时间使用后会否发生污染，就必须研究这种农药的残留动态、代谢动态等方面的特性。研究农药的残留动态，大体上包括下述几方面的内容：第一，了解农药在保护对象（作物）中的消失速度（半衰期）；第二，了解农药在环境，特别是在土壤中的消失速度（半衰期）；第三，了解使用不同浓度、不同施药次数、不同加工剂型等条件下，在作物各主要部位积蓄情况；第四，了解在收获对象上不同部位的残留情况，例如稻谷的谷壳、糠以及米，果实的皮和肉等；第五，某些地区较长时间使用这类农药后，了解在市场供应商品中的药剂残留水平；第六，了解在上述地区自然环境中，主要是土壤（包括不同耕作制度）和水系（池塘、溪流、湖泊及江河）中的残留情况；第七，了解在上述地区水生和陆生生态系统体系中富集以及在人体内的蓄积情况，等等。研究农药的代谢动态大体上包括有下述几方面的内容：第一，研究农药在植物体外无酶作用下与在植物体内酶系影响下的衍生和降解途径，以及所形成的中间代谢产物和最终代谢产物的形式和数量；第二，研究不同种类的植物的生理生化特性与农药代谢、降解的相关性；第三，研究农药在土壤中好气条件下与厌气环境中的衍生和降解途径，以及所形成的中间与最终产物的形式和数量；第四，研究不同土壤种类的理化性质和微生物相与农药代谢、降解的相关性；第五，研究农药在动物体内的代谢情况，主要观察在活体外与有关器官组织培养下农药的变化情况和形成的产物种类，另外也可以从动物喂食低剂量农药后在排泄物（小便、农药残留量分析技术-2-粪便）与血液中收集到的产物，来判断农药在动物体内的变化情景；第六，研究农药在自然环境中光照下的光化代谢途径和产物；第七，研究农药在生物体内的轭合情况与土壤中的结合情况，等等。要进行上述这些内容的研究，发展残留农药的测定技术是必不可少的基础。农药残留量测定技术实质上包括：（1）试测对象中残留农药的提取技术；（2）样品提取液中痕量农药与杂质的分离技术（净化）；（3）残留农药的痕量检测技术；（4）提取液中残留的农药亲体和其代谢产物的分离与鉴定技术。农药残留分析的特点（1）待测组分的含量极微，属于痕量分析。Ppm,ppb,ppt,ppf,ppg,ppa（2）需要特出的、灵敏的检测设备，需要高超的操作技术及试剂处理手段。（3）检测对象是环境样品的各个单元，农药存在的形式和数量不同。1试样的采集及制备灵敏度、准确度、精密度，“三度”影响结果采样误差比“三度”对结果的影响更大。随机的基础下考虑、代表性、典型性、适时性、同步性和对应性。1.1试样的采集1.1.1基本要求第一，试样要具有代表性、典型性、适时性、同步性和对应性；第二，试样的采集量要满足分析精度的要求农药残留量在环境中分布的均匀性差，易受许多因素的影响，包括气候、土壤、河流、施药、采集时间等条件的影响。例如农药的性质：脂溶性农药在脂肪中残留较多；农药在植物的根、茎、叶中残留量不一样。1.1.2采样的准备工作采样记录（采样档案）；采样工具的准备、采样标签的准备；采样容器的准备。1.1.2.1采样档案的建立必须一个采样记录本，详细记录：名称；编号；采集地点；时间（月、日、时）；采集深度；采集人；样品所处的条件，农田条件、用药历史、地质、地貌、植被、地形、水分、温度、耕作制度等；加工样品的采集要注明加工方法、加工条件等，例烟草、茶叶、食油。1.1.2.2采样工具的准备土壤：铲子、土钻水样：水样采集器气样：大气采样器谷物：谷物采样器作物的茎、叶：剪刀或取孔器1.1.2.3采样容器的准备袋、箱、瓶等。必须预先洗干净。1.1.2.4采样标签的准备所有样品都应该系标签，一般不预先系好，用铅笔记录：名称、时间、采样人。同步登记在农药残留量分析技术-3-记录本上。双标签。如果是液体样品应将两个标签，一个贴在瓶上、一个挂在瓶上。如果是固体样品应将两个标签，一个放在袋中、一个挂在袋口。1.1.3检样的采集、选取和保存1.1.3.1土壤分为耕种土壤和淤泥（浮泥和底泥）。检测目的不同、方法不同，采样布局不同。对角线式采集：在对角线上等距离取样。适用于大片地力均匀的平原地，也可以双对角线取样。200~500g/样点。五点取样方法：适用于面积小、地势平、均匀地块。棋盘式取样：适用于中等面积、地势平、但不均匀的地块。10~20点/亩。蛇型取样：适用于大面积（千亩以上）地势不平、地力不均匀的大块地。平行取样方法：200~500g/点。见有关图。1.1.3.2特殊土壤部位的采样方法包括耕作层土壤和剖面土壤以及微生物实验土壤。1.1.3.1.1耕作层土壤的采集方法耕作层土壤平均检样的采集方法：土壤中农药残留总体水平的测定与大田取样相同。选取代表性连片的几十亩，对角线取20~30点，500g/点，深20cm，如果不均匀用棋盘式取样方法。耕作层个别土壤检测取样法：连片的、有限的耕地中的残留水平。对角线方法，500g/点，深20cm。1.1.3.1.2剖面土壤的采集方法：了解残留农药纵深分布情况。选5~10个剖面，1m深（挖到地下水为止）1平方米，分层，从下向上取土。500g/层，按需要分层：机械分层法：0~20cm，20~50cm，50~70cm，70~100cm四层。或每5-10cm至2cm取样。表层下0~5mm是氧化层，一定要取。主要是耕作层0~20cm，其中主要是0~10cm或0~5cm或0~2cm或0~5mm氧化层。自然形成层分层法：1.1.3.1.3根际土壤的采集方法直根根际土壤的采集，例如果树，采集以髓为圆心、中围为半径的圆内土壤。须根根际土壤的采集，采集以从围为半径的园内土壤。1.1.3.1.4微生物试验用土壤采集全部将实验土壤取出测定。一般方法1.1.3.3农产品采样Lykken等（残留农药的分析，田道弘也等，1971年）将农作物分成十三类，见表1—1。表1—1农作物的分类农作物分类蔬菜、水果或粮食1．水果类2．坚果类3．小粒水果苹果、柑桔、桃、梨栗子、核桃葡萄、杨梅农药残留量分析技术-4-4．豆类5．饲料豆类6．谷物7．饲料谷物8．叶菜9．块状蔬菜10蔓生作物11多年生作物12茄科作物13根菜豆角、大豆紫苜蓿、三叶草大米、麦类、玉米高粱、玉米菠菜等包菜、花椰菜黄瓜、南瓜龙须菜茄子、番茄、圆辣椒萝卜、土豆、洋葱一般大量采样量应为实验室样量的数倍，一般为2~5kg。如果样量太少，其代表性就差，测定结果的可靠性就差。通常准备三份试样，一份共实验用，一份供复查或确证用，另一份备用。大批样品的缩分大批样品去掉不需要的部分。如水果去皮、核等，西瓜、苹果四分法缩取。在缩分过程中注意不使残留农药和水分损失，特别是水溶性和易挥发性农药。注意事项：(1)标签和记录：品名，批号，取样日期、地点，取样人等。(2)防止污染。(3)冷冻保存。1.2样品的运送和保存（1）防污染：在样品的运送和保存期间，要避免外来杂质混入样品，并防止样品在运转时的损伤，确保送实验室的样品始终能代表采取批的总样；（2）防变质、挥发、分解或变化：采取的样品需运往其他地方进行分析时，要考虑样品是否会变质，残留农药是否会挥发、分解、或变化；（3）防水分损失：干样用纸袋，鲜样用塑料袋，低温冷冻保存。一般生鲜样品要冰冻运送。水分较多的样品，先装入塑料食品袋，再放入容器内，防止水分遗失。干燥样品可放入牛皮纸袋盛装。此外，运输过程中要注意车辆的清洁，切不可用装过农药的车皮来装样品；卸货时，注意车站、码头是否卸过农药，清除运送过程中可能造成的污染。（4）样品的保存根据不同的对象采取适当的贮藏方法。干燥的农产品，只要残留农药比较稳定，没有挥发性，避免高温和潮湿，在室温下可保存1~2周。容易腐烂变质的样品，或者易挥发的农药，应该将样品冷冻，于0~5℃以下贮藏。冷冻贮藏时，使用厚塑料袋装样品，再把塑料袋放入有盖的塑料容器内，把容器密封起来，防止水分渗出或溢出。如果有一些挥发性成分的损失是不可避免的，则要精确的测定贮藏前后的重量。冷冻保存的时间不易过长，否则会招致样品变质或残留农药的分解。1.3实验室试样的制备1.3.1一般方法1.3.1.1粮谷、烟草、茶叶等干燥样品：将样品全部磨碎；或四分法缩分，取部分量磨碎。通过20目筛，分析测定或贮藏待测。粮食粉碎机；农药残留量分析技术-5-1.3.1.2土壤样品：风干后粉碎，过20目筛。土壤粉碎机,去砂、植物；1.3.1.3肉类样品：样品按肥瘦比例取得部分量，切细、粉碎，混匀后测定，脂肪、瘦肉要分开；1.3.1.4水果、蔬菜类样品：如有泥沙，先用水洗去然后除去表面附着的水分，取食用部分，沿纵轴剖开，切成四等份，取相对的两块，切碎、混匀，取部分量于捣碎机内捣成匀浆。1.3.1.5蛋和蛋制品：鲜蛋去壳，蛋白和蛋黄充分混匀。其他蛋制品，如粉状物经充分混匀即可。皮蛋等在制蛋，去壳后，置于捣碎机内捣成均匀的混合物。1.3.1.6水产、禽类：将样品各取半只，去非食用部分，将食用部分用绞肉机反复混匀后缩分。1.3.1.7花生仁、桃仁：样品用切片机切碎，充分混匀，四分法缩分。1.3.1.8中药材：根据不同的品种，采用合适的粉碎方法，粉碎后混匀，四分法缩分；2．常用仪器2.1制样工具2.1.1粮谷粉碎机：该机进料为20×20mm，可供大米、玉米、小麦等粮谷粉碎用。2.1.2土壤粉碎机2.1.3厨房备用机2.1.4其他：绞肉机、切片机、微波解冻器，菜刀、菜板、剪刀、分样筛（10—60目）等。2.2提取工具2.2.1脂肪提取器（索氏提取器），它有冷凝管、回流管、和平底烧瓶三部分组成，其规格有60ml、125ml、250ml、500ml四种。2.2.2组织捣碎机：样品在玻璃器皿中通过旋刀劈裂、碾碎、掺和等过程，将样品捣碎。2.2.3震荡器：康氏震荡器的固定问题。2.2.4超声波提取器：2.3净化仪器2.3.1分液漏斗2.3.2离心机2.3.3层析柱2.3.4抽滤装置2.4浓缩仪器2.4.1脂肪提取器农药残留量分析技术-6-2.4.2旋转蒸发器2.4.3K—D浓缩器注意：浓缩时不能蒸干，否则将损失农药。3试剂3.1试剂的要求和提纯国外农药残留分析多采用农残级的溶剂，99.999%。试剂的纯度如下：SP光谱纯（特级）白色GR优级纯（一级）绿色AR分析纯（二级）红色CP化学纯（三级）蓝色PT工业纯（四级）黄色3.1.1一般试剂的要求和处理（1）蒸馏水：分析残留农药时，应该采用蒸馏法制备的蒸馏水，最好采用重蒸水，不能采用离子交换法制备的去离子水，因为去离子水中仍然含有影响残留农药分析的杂质。残留农药分析用的蒸馏水，应符合下属要求：取100ml蒸馏水，用10ml石油醚提取，取5ul石油醚提取液，注入气相色谱仪内，在色谱图上，应无石油醚以外的杂质峰。（2）中性氧化铝（层析用）：在550℃灼烧四小时。用前于130℃烘五小时，储存于干燥器内备用。（3）弗罗里硅土：在600—650℃灼烧三小时。用前于130℃烘五小时，储存于干燥器内备用。（4）无水硫酸钠（分析纯）：在700℃灼烧四小时，密封于瓶