顶空气相色谱法测定蔬菜水果中代森锰锌

林晨，钟晨晨，蔡大川，张志军，林泽鹏，方丽，李雪莹

（中国广州分析测试中心，广州 510070）

代森锰锌（Mancozeb）属于二硫代氨基甲酸酯类农药，为1，2-亚乙基双二硫代氨基甲酸锰和锌离子的配位化合物。该物质难溶于水，不溶于大多数有机溶剂，对光、热、潮湿不稳定，特别是在酸性环境中易分解出二硫化碳［1］。代森锰锌是一种优良的保护性杀菌剂，属低毒农药，其杀菌范围广、不易产生抗性，防治效果明显优于其它同类杀菌剂，用量一直很大。代森锰锌具有一定的毒性［2］，其急性经口半数致死量，在大鼠实验中为10 000 mg／kg；其急性经皮半数致死量，在兔子实验中为5 000 mg／kg［3］。

目前，已有关于蔬菜瓜果中代森锰锌检测方法的报道，徐应明等［4］采用气相色谱法测定了马铃薯和土壤中的代森锰锌；马婧玮等［5］采用反相高效液相色谱、使用依利特C18柱、以乙腈-水为流动相，建立了简单、快速测定水稻中代森锰锌的检测方法；曹爱华等［6，7］采用气相色谱法和高效液相色谱法分别测定了烟草中代森锰锌及其代谢物ETU 残留量。国家标准GB 2763-2012 中规定了代森锰锌在食品中的最大残留限量，其中谷物类食品为1 mg／kg，油料为0.1 mg／kg，蔬菜为0.5～5 mg／kg，水果为1～5 mg／kg。欧盟对蔬菜瓜果中代森锰锌的最大残留限值为0.1～10.0 mg／kg［8］。

代森锰锌在加热条件下，于密闭反应瓶中可被无机酸分解并生成二硫化碳，笔者利用该反应特点，采用顶空气相色谱仪测定二硫化碳的含量，从而计算出样品中代森锰锌的含量［6］。传统的顶空气相色谱法检测代森锰锌使用的是强挥发性无机酸——盐酸，在加热条件下盐酸易挥发成气体，仪器损耗很大，因此传统方法不适用于样品量巨大的检测任务。笔者对样品前处理条件进行改良，不仅降低了检测过程中仪器的损耗，而且降低了代森锰锌的检出限，使代森锰锌的检测方法更加完善。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：7890A 型，附带火焰光度检测器，安捷伦科技有限公司；

顶空自动进样器：Colintech（AutoHS）型，成都科林分析技术有限公司；

分析天平：BS224S 型，精度为0.1 mg，赛多利斯公司；

顶空瓶：20 mL，带内涂聚四氟乙烯膜的瓶盖和铝密封盖，安捷伦科技有限公司；

搅拌机：HR7625 型，飞利浦电子香港有限公司；

硫酸、N，N-二甲基甲酰胺、亚氯化锡：分析纯，广州化学试剂厂；

代森锰锌标准品：纯度不小于99.5%，美国AccuStandard 公司；

二硫化碳标准液：分析纯，纯度不小于99.5%，广州试剂厂；

实验用水为去离子水。

1.2 溶液的配制

氯化亚锡-硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液：每100 mL 2.0 mol／L 硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液中含氯化亚锡（SnCl2·2H2O）1.0 g。置于-4℃冰箱保存。

代森锰锌标准溶液：准确称取1.00 g 代森锰锌标准品于装有少量N，N-二甲基甲酰胺的100 mL容量瓶内，以N，N-二甲基甲酰胺定容，混匀，浓度为10.00 mg／mL，临用前可用N，N-二甲基甲酰胺稀释到适当浓度。置于4℃冰箱保存。

二硫化碳标准溶液：准确称取1.00 g 二硫化碳（分析纯，经重蒸馏）于装有少量N，N-二甲基甲酰胺的100 mL 容量瓶内，以N，N-二甲基甲酰胺定容，混匀，浓度为10.00 mg／mL，临用前可用N，N-二甲基甲酰胺稀释到适当浓度。置于4℃冰箱保存。

1.3 样品处理

准确称取混匀的果蔬样品1.00 g 于20 mL 顶空瓶中，加入2 mL 氯化亚锡-硫酸-N，N-二甲基甲酰胺溶液，加盖密封。放入自动顶空进样器进行测定，加标回收试验的样品处理方法同上，代森锰锌标准溶液在加氯化亚锡-硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液之前加入。

1.4 仪器工作条件

1.4.1 顶空仪测定条件

载气压力：120 kPa；加压时间：120 s；进样时间：2 s；放空时间：60 s；样品平衡时间：30 min；循环时间：8.5 min；样品平衡温度：70℃；阀温度：105℃；传输线温度：115℃。

1.4.2 气相色谱条件

柱温：100℃保持2 min，然后以20℃／min 升至270℃，保持15 min；汽化室温度：280℃；检测器温度：300℃；柱流量：载气为氮气，恒流流量为4.0 mL／min；氢气流量：40 mL／min；空气流量：450 mL／min，尾吹流量：45 mL／min。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理条件的选择与优化

2.1.1 溶剂的选择

酸化介质的选择：在酸性和恒温加热条件下，代森锰锌与氯化亚锡反应，定量产生二硫化碳气体。选用的酸既要常用，便于推广，又要是强酸，便于反应的进行，同时要求高温下不易挥发或发生分解，所以选用硫酸作为酸化介质。

溶剂的选择：氯化亚锡是难溶物，不溶于水，溶于盐酸溶液、甲醇、乙醚、丙酮、冰乙酸，但实际应用中发现，醇、乙醚、丙酮、冰乙酸都是低沸点物质。采用的溶剂不仅要求沸点不能太低，同时要求与一定量的硫酸可以互溶。采用水、乙醇、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺等溶剂进行试验，发现氯化亚锡在N，N-二甲基甲酰胺下溶解度最大，色谱图基线稳定，目标峰形较好，与杂质峰和溶剂峰分离度大，灵敏度较高，适于分离检测，故选择N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂。

酸化介质浓度的选择：硫酸溶液浓度的选择很大程度上影响色谱峰的分离效果。考察不同浓度的硫酸溶液（1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mol／L）对分离效果的影响，结果发现硫酸溶液浓度从低至高增加时，分离效果良好。当硫酸溶液浓度超过3 mol／L 时，色谱峰出现拖尾现象，灵敏度降低。综合分离效果、灵敏度等因素考虑，选择浓度为2.0 mol／L 的硫酸溶液。

2.1.2 加热温度的选择

氯化亚锡与代森锰锌在恒温酸性条件下反应，考察了顶空进样器的加热温度对分离效果的影响，考察温度范围为50～100℃。结果表明，随着加热温度的升高，色谱峰面积有增大的趋势，当温度超过70℃后，色谱峰面积开始下降，且随着温度的增加会导致峰形变差，并出现干扰峰。综上说述，本实验选择加热温度为70℃。

2.1.3 保温时间的选择

实验发现，随着保温时间增长，峰面积有增大的趋势，灵敏度也逐渐增大。分别考察了加热20，30，40，50，60 min 的分析结果，实验表明，保温时间越长，峰面积越大，但保温时间超过30 min 时，峰面积增加不明显，并且出现干扰峰，峰形变差，故优化选择保温时间为30 min。

图1 为选择条件下测定的样品色谱图。

图1 优化条件下代森锰锌的色谱图

2.2 线性范围、检出限及定量限

使用顶空气相色谱仪测定代森锰锌，按照1.2配制一系列代森锰锌标准溶液，质量浓度范围为0.000～1.500 μg／mL，代森锰锌溶液质量浓度X与色谱峰面积Y的线性方程为Y=51 821X-1 643.3，相关系数（r2）为0.999 1。以信噪比（S／N）大于3 确定检出限（LOD）为0.05 mg／kg，以信噪比大于10确定的定量限（LOQ）为0.1 mg／kg。

2.3 重复性及方法回收率

使用建立的顶空气相色谱法重复6 次测定配制的0.500 μg／mL 代森锰锌标准溶液，分别准确称取1.00 g 苹果和生菜样品，搅拌均匀后分别加入代森锰锌标准溶液，样品处理操作步骤同1.3，每个样品添加浓度分别为0.1，1，2 mg／kg，每个添加浓度重复测定6 次，测定结果见表1。由表1可知，测定结果的相对标准偏差为1.52%～1.97%，代森锰锌在蔬菜和水果不同基质中的添加回收率为101%～103%，表明本法精密度、准确度均较高。

表1 加标回收试验结果

3 结语

采用加热、酸性氯化亚锡-硫酸溶液的条件下测定蔬菜和水果中的代森锰锌，将其转化成二硫化碳，顶空气相色谱仪测定二硫化碳的含量，从而计算出样品中代森锰锌的含量。优化了样品前处理条件，如溶剂、酸浓度、加热温度及保温时间。该方法简单、快速，其精密度、回收率均能满足农药残留分析要求，适合大批量蔬菜和水果中代森锰锌残留量的快速定性和定量分析。

［1］ GB 20669-2006 代森锰锌原药［S］.

［2］ 龚鹏博.杀菌剂乙酸铜在果树清园中的应用［J］.农村百事通，2012，23: 22-23.

［3］ 蔡道基.农药环境毒理学研究［M］.北京：中国环境科学出版社，1999: 11-18.

［4］ 秦冬梅，徐应明，黄永春，等.代森锰锌及其代谢物乙撑硫脲在马铃薯和土壤中的残留动态［J］.环境化学，2008，27(3): 305-308.

［5］ 马婧玮，董姝君，游文宇，等.甲基化衍生-高效液相色谱法检测代森锰锌在花生中的残留量［J］.农药学学报，2007，9(3):297-300.

［6］ 李义强，曹爱华，徐光军，等.代森锰锌及其代谢产物在烟草中残留分析方法研究［C］.中国烟草学会2004 年学术年会论文集，2004.11.

［7］ 曹爱华，徐光军，李义强，等.代森锰锌在烟草中的残留分析［J］.烟草科技，2005(7): 24-26.

［8］ SN 0157-1992 出口水果中二硫代氨基甲酸酯残留量检验方法［S］.