食品中常见农药残留种类及其检测方法研究

2019-01-05王辉龙呼妙炫长春中医药大学健康管理学院

食品安全导刊 2019年24期

□ 王辉龙呼妙炫刘智长春中医药大学健康管理学院

1 农药残留概述

农药是指在农业生产中通过杀虫、杀菌、除杂草等方式保护农作物，提高产量的药剂。但因为农药的大量使用，导致自然条件农药不能完全降解，仍有部分残留在农作物机体与环境中，当人体食用农药残留量大于最大摄入量的农作物时，就会对人体健康造成影响，甚至引起中毒事件，因此农药残留问题在全世界范围内都是热点问题。

2 农药残留种类分类

农药通常按照其分子结构分为以下几类：有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯农药和拟除虫菊酯类农药。

2.1 有机氯农药

有机氯农药为组成成分中含有氯元素的广谱杀虫剂，诞生于20世纪，主要用于杀灭植物害虫和预防植物病害，其机制为其可对昆虫的内脏和神经系统产生破坏作用。根据原料的不同可以将有机氯农药分成两类：一类是以苯为原料生产的农药，例如DDT、六六六、三氯杀螨醇等等；另一类是以环戊二烯为原料生产的农药，例如艾氏剂、氯丹、七氯与硫丹等[1]。有机氯农药因其杀虫效率高、成本低、使用便捷，曾在防治农林牧业病虫害上广泛应用，但由于有机氯农药毒性高、难挥发、化学性质稳定且在食物链和环境中不易被分解，生物蓄积严重，故在1983年我国就禁止生产和使用，但由于其残留时间长，以至于自然界中仍然有检出。有机氯农药对机体危害较大，进入机体后主要在人体脂肪组织、肝、肾与脑中蓄积，急性中毒可以引起中枢神经系统症状；长期蓄积可引起慢性中毒、导致肝肾功能损伤。其中DDT有明显致癌性。

2.2 有机磷农药

有机磷农药属于广谱杀虫剂，常见的有敌敌畏、甲拌磷、乐果、马拉硫磷与敌百虫等等，因其具有种类多、价格低廉、效果好、使用领域广且易于降解等特点，逐渐代替有机氯农药，是目前我国使用最为广泛的农药种类，目前其产量约占中国农药市场的2/3。有机磷农药大部分属于高毒性农药，容易造成环境污染而残留在食物原料中危害人畜，引发公害事件，其残留在蔬果类食品最为常见，因其毒性较高，所造成的中毒现象比较严重。有机磷农药可以对乙酰胆碱酶进行抑制，造成体内乙酰胆碱含量增加，导致神经系统衰竭；其次还有研究表明，有机磷农药会造成人的心理问题，造成精神沮丧，这可能与有机磷农药使用广泛地区自杀率高有关，有机磷农药还能导致胎儿畸形、癌症、心血管疾病等等[2]。

2.3 氨基甲酸酯类农药

氨基甲酸酯类农药是在有机磷农药之后出现的新一类新型农药、是在天然毒扁豆碱的基础上形成的，种类较多并且具有选择性强、速效、易于分解与效率高等特点。并且兼具杀虫、杀螨、杀菌和除草等多种功能，被广泛运用在农业生产中，主要包括克白威、三羟基克白威、涕灭威、涕灭威砜、涕灭威亚砜、灭多威、仲丁威、甲萘威、速灭威与异丙威等[3]。氨基甲酸酯类农药的毒性机制与有机磷农药相似，均是对乙酰胆碱酶进行抑制，但其毒性与有机磷农药相比更低，对人体健康的危害更小，因此氨基甲酸酯类农药中毒者的症状与有机磷农药中毒者症状类似，但是由于毒性较低，因此中毒症状一般在几个小时内可以自行消失。

2.4 拟除虫菊酯类农药

拟除虫菊酯是人工干预天然除虫菊酯中的一些非决定基因，使人工干预合成的拟除虫菊酯较天然除虫菊酯有更强的稳定性，在光照条件下不像天然除虫菊酯一样被分解，拟除虫菊酯是一种人工合成的菊酯类化合物，常见的有氯氰菊脂、溴氰菊脂、氟氯氰菊酯和氰戊菊酯等。拟除虫菊酯类农药以高效、低毒、低残留等特点在世界范围内广泛应用，使用量约占所有农药的1/4。由于拟除虫菊酯类农药对鱼虾类生物的毒性较高、无法在我国南方的水田中使用，因此拟除虫菊酯类农药在国内的农药份额不足5%。拟除虫菊酯容易产生抗性，并且存在交叉抗性问题，因此在拟除虫菊酯类农药的使用上，尤为注意施药的时间、频率、虫害的类型以及植物类型等等[4]。对于拟除虫菊酯类农药，目前仍然处于探索阶段，更多研究开始从分子水平和遗传学角度上考虑。

3 农药残留的检测方法

3.1 气相色谱法

气相色谱法是以气体作为流动相的色谱过程，根据不同化合物沸点、吸附性及极性的不同对化合物进行分离，它适合检测沸点低、挥发性强且挥发后化学性质稳定性强的物质。气相色谱法具有分辨率高、选择性高、灵敏性好与操作简单等优点，并且可以一次性对多种化合物进行检测，是目前农药残留检测领域使用最为普遍的方法。

3.2 高效液相色谱法

高效液相色谱法是以液体为流动相的色谱过程，较气相色谱法相比，更加适合分子结构复杂、沸点高、极性强的化合物，弥补了气相色谱法检测范围的不足，扩展了农药残留检测的范围。液相色谱法由于其灵敏度高、辨识度高、检测速度快及重现性好，在农药残留检测领域也得到了广泛应用。

3.3 色谱/质谱联用法

质谱分析法是把待检测物离子化，根据离子在磁场和电场中不同的运动方式、不同离子的质荷比不同进行分离，通过形成质谱图来确定离子以确定化合物。对于检测残留农药种类比较多，互相干扰较为严重，或者存在化学性质相近难以分离的待测物，使用色谱/质谱联用法，可以大大提高检测精度。两种方法的联用，在未知化合物的检测上非常适用。

3.4 超临界流体色谱

超临界流体色谱是20世纪80年代新兴的新型检测方法，以高于临界温度和临界压力的超临界流体作为色谱的流动相，进行分离、纯化、分析的前处理方法。由于其传质阻力小、相对温度低、扩散系数高，可以对大分子化合物、热不稳定化合物、高聚物等进行快速分析。

3.5 毛细管区带电泳

毛细管区带电泳是近年来才迅速发展起来的新型快速检测技术，它是利用液体介质中的带电粒子在电场作用下的迁移速度不同而进行分离的方法。非常适用于离子化样品的分析和分离。毛细管区带电泳是一种非常简单、低成本、便携的检测方法，虽然不如传统大型仪器检测的高灵敏度和高准确性，但由于其技术要求低、操作简单、快速及成本低等特点，可以在生产销售过程中进行实时监测，世界各国在农药残留快速检测领域都投入了大量的资金和技术[5]。