气相色谱-电子捕获检测器同时检测蔬菜中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药

聂 鲲，赵建庄

（1.北京农学院农业部都市农业（北方）重点实验室，北京102206；2.北京市海淀区产品质量监督检验所，北京100094）

气相色谱-电子捕获检测器同时检测蔬菜中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药

聂 鲲1，2，赵建庄1*

（1.北京农学院农业部都市农业（北方）重点实验室，北京102206；2.北京市海淀区产品质量监督检验所，北京100094）

通过采用改进QuEChERS法提取净化、气相色谱-电子捕获检测器（GC-ECD）检测，建立蔬菜中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类共53种农药残留同时测定的方法，以提高农残检测效率和准确度。样品用乙腈进行超声辅助提取，提取液经N-丙基乙二胺（PSA）和石墨化炭黑（Carb）净化后，采用GC-ECD进行分析测定，外标法定量。结果显示，53种农药的检出限为0.001～0.005 mg/kg，回收率为85.1%～102.6%，相对标准偏差为0.9%～4.5%。该方法的灵敏度、准确度和精密度均符合农药残留测定的技术要求，同传统方法相比，其具有节能环保、操作简单、节约成本、省时高效的特点。

蔬菜；农药；同时测定；气相色谱-电子捕获检测器

我国是蔬菜的生产和出口大国，蔬菜产业在农业生产和经济发展中都占据极其重要的地位，但每年抽检都会发现部分蔬菜含有较高的农药残留，对我国的蔬菜出口造成直接的冲击，同时也给消费者带来伤害。有机氯和拟除虫菊酯类农药传统的检测方法有气质联用（GC-MS）和气相色谱-电子捕获检测器（GC-ECD），由于GC-MS灵敏度仅为0.1～0.01 mg/kg，且具有较高的基质效应，而GC-ECD的灵敏度通常在0.01～0.000 1 mg/kg，所以有机氯和拟除虫菊酯类农药的日常检测更多使用GC-ECD。有机磷类农药残留检测的传统方法是气相色谱-火焰光度检测器（GC-FPD），近年来也多使用GC-MS，然而FPD对样品的检出限较高，通常在0.5～0.03 mg/ kg，而GC-MS通常都具有较高的基质效应（50%～200%），对于样品的定量会很不准确，而且蔬菜种类较多，不可能在实际检测时，对每种样品都制作基质标准曲线［1-4］。由于有机磷类农药结构式中多含有S、O等电负性较强的元素或者官能团，因而理论上也可以使用ECD进行检测，进而使用ECD实现对蔬菜中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯3类农药一次性检测，避免利用FPD和ECD分别检测而增加时间与成本。为验证该方法的可行性，利用改进的QuEChERS法对蔬菜样品进行前处理，之后采用GC -ECD对其中拟除虫菊酯类、有机磷类、有机氯类共53种农药进行同时检测，提高了蔬菜中农药残留的前处理效率和分析效率，可以节约大量试剂，重现性及可靠性好，完全满足蔬菜中多组分农药残留检测工作的要求。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 试剂 乙腈、正己烷为色谱纯；氯化钠、无水硫酸钠、无水硫酸镁均为分析纯，在650℃下灼烧4 h后置于干燥器中备用；53种农药（氟乐灵、α-666、β-666、γ-666、δ-666、六氯苯、五氯硝基苯、八氯二丙醚、甲基毒死蜱、三氯杀螨醇、艾氏剂、环氧七氯、α-氯丹、β-氯丹、氧氯丹、2，4′-DDD、4，4′-DDE、2，4′-DDT、4，4′-DDD、异狄氏剂、狄氏剂、乙烯菌核利、三唑酮、杀螨酯、异菌脲、虫螨腈、腐霉利、除螨酯、α-硫丹、β-硫丹、硫丹盐酸酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、甲氰菊酯、氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氰戊菊酯、氟氯氰菊酯、氟胺氰菊酯、敌敌畏、谷硫磷、马拉硫磷、甲基对硫磷、甲基嘧啶磷、杀螟硫磷、对硫磷、毒死蜱、水胺硫磷、甲基异柳磷、喹硫磷、丙溴磷）标准溶液（100μg/m L）均由农业部环境保护科研监测所研制；N-丙基乙二胺（PSA）、石墨化炭黑（Carb）购自天津博纳艾杰尔科技有限公司。

1.1.2 主要仪器 美国Agilent 7890A气相色谱仪，配电子捕获检测器，由美国Agilent公司生产；涡旋混合器由海门市其林贝尔仪器制造有限公司生产；超声波清洗器由昆山市超声仪器有限公司生产；离心机由美国Beckman公司生产；冷冻旋干机由美国Labconco公司生产。

1.2 方法

1.2.1 样品的提取 准确称取样品（黄瓜）10.00 g于50 m L离心管中，精确加入10 m L乙腈和5 g氯化钠后涡旋1 min，超声振荡提取10 min，以4 000 r/min离心15 min，将上清液转移至另一只装有7 g无水硫酸钠的试管内，涡旋混匀1 min后静置20 min，待净化［5］。

1.2.2 提取液的净化 向2 m L离心管内分别加入250 mg无水硫酸镁、80 mg PSA和20 mg Carb粉末，然后加入1.2 mL样品提取液，涡旋混匀15 min后，10 000 r/min离心5 min，取上清液1 m L置于1.5 m L离心管内，进行冷冻旋干，用正己烷定容至1.0 m L，待测［5］。

1.2.3 色谱条件 气相色谱柱：Agilent 19091J-413型HP-5毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25μm）；载气：氮气（纯度＞99.99%），流速1.0 m L/min；进样口温度250℃，升温程序为：初始温度50℃，保持1 min，以20℃/min的速率升至250℃，保持36 min；检测器温度300℃；不分流进样，进样量1μL。采用外标法定量。

1.2.4 色谱分析 采用自动进样器进样，将53种农药标准品分成3组和样品分别注入气相色谱仪中，在相同的色谱条件下，以保留时间定性，以样品峰面积和标准品进行比较定量。其中，氟氯氰菊酯和氯氰菊酯的峰面积以各异构体的峰面积之和计算。

2 结果与分析

2.1 提取条件的选择

根据有机氯、有机磷和拟除虫菊酯类农药的极性和相关文献报道，使用较多的提取溶剂有丙酮、乙腈、乙酸乙酯等或者它们的混合溶剂［6-10］。由于3类农药极性各不相同，乙酸乙酯虽然对有机氯和拟除虫菊酯类的回收率达到79.0%～91.5%，但对有机磷类的回收率仅为50.0%～75.5%［6］。丙酮虽然可以将3类农药有效提取，但提取液色素较多，杂质也相对较多，且难以和基质中的水分有效分离［6-8］。乙腈不但穿透力强，可以有效提取样品中的各种农药组分，而且其提取液中杂质较少，净化简单，且与水可以有效分离，其平均回收率为94.5%，故选择乙腈为提取溶剂［9-10］。原始QuEChERS法虽然简单、高效、安全，但由于加入的无水硫酸镁容易结块，使提取液仍然含有大量水分，导致样品平行性不佳，故本试验改进为加氯化钠，离心后再用无水硫酸镁除去提取液中水分，使其除水效果和平行性提高［11-12］。采用乙腈溶剂和改进QuEChERS法提取53种农药的回收率在92.1%～97.5%（表1），满足农药检测的要求。

2.2 色谱柱净化条件的选择

蔬菜基质较为复杂，对于GC-ECD来说，样品提取液显然不能达到检测要求。采用Carb/NH2、Florisil SPE固相萃取柱进行净化，样品在旋蒸时经常爆沸导致回收率欠佳，为81.2%～85.9%，而且消耗大量试剂，对人员和环境造成较大危害；原始的QuEchERS法仅使用PSA净化，对于有机酸的净化效果虽然较好，但对于色素等杂质去除效果欠佳，而Carb对色素的净化效果较好［13-14］，故本试验选择用Carb+PSA粉末进行样品净化。本试验发现，吸附剂的用量不但决定净化效果，对回收率也有一定影响，用量少时，净化效果不明显，有杂质干扰，用量大时虽然净化效果提高，可能会吸附部分目标物导致回收率降低，因此研究吸附剂用量对53种农药回收率的影响。将同一质量浓度（0.1μg/mL）的标准品溶液中分别加入50、60、70、80 mg的PSA，得到的回收率为92.4%～98.7%，表明PSA对目标组分几乎无吸附，故选择加入80 mg的PSA。再向同一质量浓度（0.1μg/m L）的标准品溶液中加入80 mg的PSA和10、20、30、40 mg的Carb，各农药的回收率见表2，平均分别为90.0%、92.7%、88.4%、76.4%，因此，选择加入20 mg的Carb。最终选择使用的吸附剂为80 mg的PSA和20 mg的Carb。

2.3 53种农药的线性关系与检出限

将53种标准品分成3组分别配制为储备液，稀释成1、2.5、5、10、25、50、200 ng/m L的工作液，按1. 2.3测定条件进样，色谱图见图1—3，以吸收峰面积对质量浓度作标准曲线，线性方程相关系数均在0. 999以上，检出限为0.001～0.005 mg/kg（表3），表明线性关系及灵敏度均满足检测要求。

2.4 53种农药检测的准确度和精密度

准确称取同一种蔬菜样品（黄瓜）若干份（已测得此样的农药残留本底值为空白），分别加入53种农药标准品溶液，3个添加水平分别为0.05、0.10、0. 20 mg/kg，每个添加水平5个平行，充分混匀后按1.2操作进行测定，求平均回收率及相对标准偏差（RSD），结果见表4。53种农药的回收率为85.1%～102.6%，RSD为0.9%～4.5%，表明该方法的准确度和精密度均符合农药残留测定的技术要求。

3 结论

本研究通过利用GC-ECD建立了蔬菜中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类共53种农药残留同时测定的方法。试验中将传统的QuEChERS法进行优化改进，提高了蔬菜中农药残留的前处理效率和分析效率。有机磷类农药传统检测使用FPD或者MS，检出限较高，且需要与有机氯和拟除虫菊酯类农药分别进样检测，然而使用GC-ECD检测时，可将3类农药一次性上机检测，不但减少了前处理的步骤，提高了工作效率，还提升了灵敏度，方法的检出限为0.001～0.005 mg/kg，回收率为85.1%～102. 6%，相对标准偏差为0.9%～4.5%，能满足国标中多组分农药残留测定的要求，可为蔬菜中农药残留检测筛查及标准制定提供有力的参考。

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Determination of Organophosphorus，Organochlorine，Pyrethoid Pesticides Residues in Vegetable by Gas Chromatography with Electron Capture Detector

NIE Kun1，2，ZHAO Jianzhuang1*
（1.Key Laboratory of Urban Agriculture（North）of Ministry of Agricu lture，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206，China；2.Haidian District Institute of Products Quality Supervision and Inspection，Beijing 100094，China）

QuEChERS and gas chromatography-electron capture detection（GC-ECD）methods were used to simultaneously detect 53 kinds of pesticides belonging to organophosphorus，organochlorine and pyrethroid in vegetable，to improve the detection efficiency and accuracy of pesticides residues.Samples were extracted by acetonitrile assisted with ultrasonics，and cleaned up by dispersive solid phase extraction combined with PSA and Carb.Targets were analyzed by GC-ECD and quantified using the external standard method.The detection limits and the average recoveries were 0.001—0.005 mg/kg and 85.1%—102.6%respectively，and the relative standard deviation（RSD）was between 0.9%and 4.5%.The proposed method is characterized by simplicity，higher sensitivity and accuracy，which could meet the daily inspection work of pesticide residue in vegetable.Compared to the traditional methods，it had characteristics of energy saving and environmental protection，simp le operation，cost saving and high efficiency.

vegetable；pesticides；simultaneous determination；GC-ECD

TQ450.2+63

A

1004-3268（2017）01-0076-07

2016-06-28

北京市农委“菜篮子”新型生产经营主体科技能力提升-北京军都山红苹果专业合作社对接服务项目（2013217005）；北京市高层次创新创业人才支持计划领军人才项目（G1040010）

聂 鲲（1987-），男，湖南浏阳人，工程师，本科，主要从事食品质量安全检测工作。E-mail：niekun0557031@163.com

*通讯作者：赵建庄（1959-），男，河南洛阳人，教授，硕士，主要从事食品安全及农药残留检测研究。E-mail：zhaojianzhuang@263.net