芦柑果皮2，4-二氯苯氧乙酸丁酯残留的GC-ECD快速筛查

郑志福 翁文婷 谢晓兰

摘要：旨在建立气相色谱-电子俘获检测器快速测定芦柑果皮2，4-二氯苯氧乙酸丁酯（2，4-DB）残留量的方法。以乙酸乙酯为溶剂超声波萃取果皮中的2，4-DB，蒸干后用丙酮定容至50.00 mL，气相色谱-电子俘获检测器法（GC-ECD）检测。方法的检出限为0.20 μg/L，定量限为1.00 μg/L，加标回收率为71.0%～95.2%，变异系数为1.4%～9.9%。在所有样品中均检出2，4-DB残留，芦柑浸泡2，4-DB后，48 h内吸收降解了92.7%。

关键词：芦柑;2，4-二氯苯氧乙酸丁酯;气相色谱-电子俘获检测器法（GC-ECD）

中图分类号： TQ450.2 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2019）20-0218-03

“中国芦柑之乡”福建省永春县是全国唯一的芦柑出口食品农产品质量安全示范区。现有果园约6 667.67 hm2，年产量约18.5万t，产值14亿元以上，2015—2016年产季出口芦柑超4万t。因柑橘存在农药残留的问题，难以进入欧美等高端市场，一些国家更是凭借现代分析技术的优势，提出更高的农药残留限量要求。印度尼西亚从2012年起对我国柑橘出口采取严格限制，2017—2018年产季更是被全面禁入。2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）类农药长期用于柑橘采摘前后的保鲜和防腐[1]。2，4-D溶解性小，较早使用的2，4-D钠盐水溶性及稳定性较差，近年来果农普遍改用57% 2，4-D丁酯（2，4-DB）乳油。2，4-DB醇基只有4个碳原子，沸点146～147 ℃，相比2，4-D的丁氧基乙酯（BEE）、2-乙基己基酯（2-EHE，异辛酯）等长链酯，2，4-DB更易汽化挥发，在大气中飘散，对其他双子叶农作物造成毒害[2]。GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》[3]中规定，2，4-D在柑橘中的最大残留限量为 0.1 mg/kg。2，4-DB只允许在谷类和大豆中检出，最大残留限量为0.05 mg/kg，未允许在柑橘中使用。2016年农业部停止2，4-DB的田间试验及产品登记[2]，2023年起，我国将全面禁止2，4-DB的生产和销售。大多数国家禁止使用 2，4-DB，2000年以后国内外只有11篇关于2，4-DB的研究报道[4-14]，且主要集中在其作为植物生长调节剂及除草剂的应用上，尚未发现2，4-DB防止柑橘果实脱落及腐烂的研究报道。2，4-DB的检测方法主要有气相色谱-电子俘获检测器法（GC-ECD）[7]、气相色谱-质谱联用（GC-MS）[9-12]、高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）[13-14]等，而國标检测方法GB/T 5009.165（GC-ECD、填充柱）在2003年颁布后未再更新。柑橘是我国产量第二大水果，芦柑等宽皮柑橘占了出口量的70%，2，4-DB在宽皮柑橘中已非法使用近10年，却缺乏专门的研究。本研究建立了芦柑果皮乙酸乙酯超声波提取、GC-ECD快速检测方法，并对果皮中 2，4-DB 的降解速度进行了初步研究。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

气相色谱（岛津GC2014C，配置PECD检测器、AOC-20i自动进样器、LabSolutions LE V5.81工作站）;超声波清器（昆山市超声仪器有限公司，型号为KQ-300VDB）;旋转蒸发仪（北京莱伯泰科仪器有限公司，型号为EV321）;电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司，型号为BS 224S）。

1.2 材料和试剂

2，4-DB对照品（阿拉丁，100 μg/mL，正己烷），用正己烷分别稀释到10.00、20.00、60.00、80.00、100.00 μg/L作为标准曲线工作液。2，4-DB农药（57%乳油，大连松辽化工有限公司）。甲醇、乙酸乙酯、丙酮、正己烷均为色谱纯。芦柑鲜果于2017年11月18日采摘于永春县一都镇果园，市售4批样品于2017年12月购自当地农贸市场及超市。

1.3 样品前处理

将芦柑皮切成0.3 cm×2.0 cm的小条，称取5.00 g于 100 mL 圆底烧瓶中，加25.00 mL乙酸乙酯，超声波20 min，取上清液，各用5.00 mL乙酸乙酯洗果皮3次。合并乙酸乙酯，45 ℃减压蒸干，丙酮+超声波溶解并定容至50.00 mL。

1.4 气相色谱条件

汽化室290 ℃，进样量0.5 μL，分流比1 ∶2;载气（N2）恒流1.00 mL/min。色谱柱：Agilent HP-5Ms（19091J-433，30 m×250 μm×0.25 μm）。程序升温：150 ℃保持2 min，15 ℃/min 上升至225 ℃保持2 min，20 ℃/min上升至310 ℃保持4.5 min;ECD 310 ℃，电流1.00 nA，N2尾吹30 mL/min，溶剂延迟3 min。

1.5 标准曲线、检出限、定量限、回收率及芦柑2，4-DB残留量的测定

取“1.2”节的2，4-DB标准曲线工作液，按“1.4”节方法进行分析（n=5），绘制标准曲线。2，4-DB用正己烷逐级稀释后按“1.4”节方法进行分析，计算检出限和定量限，平行3次。芦柑鲜果添加100、500 μg/kg 2，4-DB;市售芦柑样品4批，按“1.3”节方法前处理，按“1.4”节条件分析（n=3），计算回收率及2，4-DB残留量。

1.6 芦柑果皮2，4-DB降解速度

芦柑鲜果采摘7 d后，用比例为10 g ∶10 L的2，4-DB农药水浸泡5 min，捞出后在阴凉处晾干，1.5、24、48、72、96 h后按“1.3”节、“1.4”节方法分析检测（n=3）。

2 结果与分析

2.1 前处理

2，4-DB作为保鲜剂使用主要残留在果皮表面，芦柑果皮含多种有机物，用甲醇、乙酸乙酯、石油醚3种不同极性溶剂提取2，4-DB，石油醚提取效果最差，甲醇的提取率只有乙酸乙酯的43%～51%，且杂质含量高于乙酸乙酯，本研究采用5倍橘皮质量的乙酸乙酯，超声波提取20 min。乙酸乙酯提取液中含大量有机物（图1），色谱检测前常采用固相萃取、QuEChERS等方法净化。ECD为选择性检测器，果皮2，4-DB残留量较大，在最佳柱温条件下，2，4-DB与其他杂质完全分开（图2），无需净化处理。果皮中含较多水分，乙酸乙酯提取液中含微量水，影响ECD检测。乙酸乙酯提取液于 45 ℃ 减压蒸干后用丙酮定容，过0.25 μm滤膜，用GC-ECD检测。2，4-DB在果皮中不得检出，快速筛查时，提取液不蒸干，乙酸乙酯定容至50 mL，过滤时加无水硫酸钠脱水，响应值下降 25%～40%。

2.2 GC分离

芦柑皮用乙酸乙酯提取、定容后，不经净化处理直接进样。尽管ECD为选择性检测器，提取液中含大量杂质，特别是13～14 min有2个含量很高的杂质（图1）。最佳柱温条件下，2，4-DB在保留时间8.37 min处，与杂质完全分离（图2），提取液无需净化处理。

2.3 2，4-DB标准曲线及方法检出限

2，4-DB对照品（阿拉丁，100 μg/mL，基体正己烷），用正己烷分别稀释到10.00、20.00、60.00、80.00、100.00 μg/L，按“1.3”节方法进行GC-ECD检测。浓度由低到高，每个浓度测定5次，以峰面积（A）的平均值对浓度（C）作图（图3）。

线性方程：A=425.8C+1 911，r2=0.998 6。进样2，4-DB稀溶液，1.00 μg/L 2，4-DB相对误差约为10%，0.20 μg/L 2，4-DB可手动积分，0.10 μg/L 2，4-DB 无法确定峰位置。方法检出限为0.20 μg/L，定量限為1.00 μg/L。使用填充柱（1.7% OV-17和2% QF-1混合固定液，2 m×3.2 mm），方法检出限为0.025 mg/kg[15]，只比GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》中2，4-DB在谷类中允许的最大残留限量0.05 mg/kg稍低，GB/T 5009.165—2003《粮食中2，4-滴丁酯残留量的测定》远落后于检测要求。毛细管柱分离效果更好，检出限及定量限降低2个数量级以上，本方法可作为谷物中2，4-DB残留量检测方法的参考。

2.4 芦柑果皮2，4-DB残留量检测及2，4-DB降解速度

图2中由下往上5条色谱曲线依次为20.00 μg/L 2，4-DB正己烷溶液、芦柑鲜果、市售芦柑、芦柑鲜果加 100.00 μg/kg 2，4-DB、芦柑鲜果加500.00 μg/kg 2，4-DB。2，4-DB除作为芦柑保鲜剂使用外，还可防止落果，在开花末期与第1、第2生理落果期各要喷洒1次2，4-DB。防止落果时，2，4-DB无用药指导，2，4-D钠盐的用药浓度为1 g农药加100 kg水稀释，而作为保鲜剂使用时，用药浓度为1 g 2，4-D 钠盐加4 kg水稀释。芦柑种植过程需喷洒较低浓度2，4-DB防止果实脱落，从果园采摘的芦柑鲜果果皮中可检测出微量2，4-DB残留（图2-②），本底浓度为 62.5 μg/kg。如表1所示，分别添加100.0、500.0 μg/kg 2，4-DB，回收率分别为71.0%、95.2%。

市售4批芦柑，各取3个，取果实中部果皮，按“1.3”“1.4”节方法进行检测（n=3），2，4-DB残留量分别为（100.7±6.0）、（111.7±15.0）、（123.2±1.5）、（139.3±11.8） μg/kg。根据GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》，2，4-DB在芦柑中禁止检出，但果园现采摘鲜果及市售芦柑的果皮中均检出2，4-DB残留，残留量比芦柑（全果）2，4-D最大残留限量100 μg/kg还高，说明在芦柑生长期喷洒2，4-DB防止落果、采摘后浸泡 2，4-DB 防止果实腐烂均是普遍行为。

在初次试验中，芦柑采摘24 h后，用2.0～10 g 2，4-DB农药：10 kg水4个不同浓度2，4-DB药水浸泡，晾干，5 d后检测。不同用药浓度的芦柑2，4-DB残留量在88.3～111.4 μg/kg 间，与芦柑鲜果2，4-DB本底残留量相差不大。芦柑浸泡保鲜剂后，果皮表面残留的2，4-DB在短期内迅速被吸收并降解。剩余少量芦柑鲜果在采摘后第7天用 1 g/1 kg 浓度药水处理。芦柑在药水中浸泡5 min后晾干，1.5、24、48、72、96 h后检测，2，4-DB残留量依次为（1 370.3±10.7）、（449.7±21.3）、（94.7±9.0）、（94.8±10.8）、（101.5±14.5） μg/kg。2，4-DB含量在24 h内降低了67%，48 h后含量降低到约100 μg/kg的本底水平，48 h内2，4-DB被芦柑果皮吸收并降解了92.7%。不同芦柑果皮厚度及粗糙程度相差较大，造成试验数据的相对误差普遍较大。

2.5 芦柑2，4-D类农药的使用现状及后续研究计划

2，4-D类农药是目前世界上使用量最大的农药，对其监管日趋严格。2，4-D类农药可防止柑橘在生长期果实脱落、贮藏期果实腐烂，是柑橘种植、销售过程中必不可少的农药。2，4-D钠盐因水溶解性能不佳等原因，较早被市场弃用。2，4-DB 是近10年我国较常见剂型，但2，4-DB挥发性较强，对其他农作物毒害性较大，2017年起被停止产品登记[2]。目前市场上新出现的剂型是2，4-滴二甲胺盐（2，4-DD），GB 2763—2016《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》还新增了2，4-滴异辛酯（2，4-DE）。2，4-DD是 2，4-D 与二甲胺形成的络合物，相比2，4-D钠盐（固体，含量85%），能制成稳定乳油剂型，易于加水稀释。2，4-DB、2，4-DE 是2，4-D分别与丁醇、异辛醇（2-乙基己醇）形成的酯，2，4-DE沸点396.9 ℃，远高于2，4-DB的147 ℃，不易挥发，但目前市场上没有单独2，4-DE剂型农药。2，4-D类农药都是在细胞内转化成2，4-D，进而发挥作用。目前对2，4-DD、2，4-DE的研究基本空白，即将被禁用的2，4-DB研究也很少。芦柑果皮2，4-DNa残留量[16]为 1 040 μg/kg，2，4-DB比2，4-D低1个数量级。不同2，4-D类农药被果皮细胞吸收效率、转化成2，4-D效率、保鲜效果、防止果实脱落等方面可能存在区别，有待进一步研究。

3 结论

本研究建立了GC-ECD测定柑橘2，4-DB残留量的方法，可快速筛查柑橘是否违规使用2，4-DB。尽管不被法规允许，2，4-DB在芦柑生产、销售过程中普遍使用。浸泡 1 g/kg 2，4-DB农药后果实表面2，4-DB残留48 h内被吸收分解。在加强监管滥用2，4-DB的同时，应加快对 2，4-DD、2，4-DE等替代2，4-D类农药使用的研究。

参考文献：

[1]刘 蕊，李德红，李 玲. 2，4-二氯苯氧乙酸的研究进展[J]. 生命科学研究，2004，8（增刊2）：71-75.

[2]第八届全国农药登记评审委员会第十八次全体会议纪要[J]. 今日农药，2016（2）：11-13.

[3]食品中农药最大残留限量：GB 2763—2016[S]. 北京：中国标准出版社，2016.

[4]Sun F，Zhu T，Shang J，et al. Gas-phase reaction of dichlorvos，carbaryl，chlordimeform，and 2，4-D butyl ester with OH radicals[J]. International Journal of Chemical Kinetics，2005，37（12）：755-762.

[5]张淑花，周利军，张雪萍. 低质量浓度除草剂2，4滴丁酯处理对土壤动物群落结构的影响[J]. 生态环境学报，2013，22（10）：1706-1710.

[6]张小卫. 2，4-D丁酯对冬小麦安全性及产量的影响[J]. 小麦研究，2013，34（1）：10-16.

[7]单 娟，董 崭，王文博. 气相色谱法测定玉米中乙草胺·莠去津·2，4-滴丁酯残留[J]. 农药，2011，50（8）：582-584.

[8]杨 忠，任月梅，郭瑞锋，等. 2，4-滴丁酯对谷子生长形态指标的影响[J]. 中国农学通报，2015，31（30）：132-138.

[9]黄修柱，季 颖. 2，4-滴丁酯原药及其杂质GC-MS分析研究[J]. 农药科学与管理，2005，26（8）：3-7.

[10]匡 华，侯玉霞，储晓刚，等. 气相色谱-质谱法同时测定大豆中14种苯氧羧酸类除草剂[J]. 分析化学，2006，34（12）：1733-1736.

[11]扎西次旦，潘 虎，代艷娜，等. 气相色谱-串联质谱法测定青稞中除草剂2，4-D丁酯残留[J]. 现代农业科技，2015，22（4）：139-142.

[12]张文华，谢 文，侯建波，等. 气相色谱-串联质谱法测定豆芽与番茄中6种植物生长调节剂[J]. 分析测试学报，2016，35（10）：1241-1247.

[13]姜 楠，刘思洁，崔 勇，等. 2015年吉林省市售水果中植物生长调节剂残留量监测结果分析[J]. 食品安全质量检测学报，2016，7（1）：33-38.

[14]李 倩，房 宁，王子剑，等. 2016年北京市大兴区主产水果中植物生长调节剂残留量监测分析[J]. 中国卫生检验杂志，2017，27（14）：2089-2090，2094.

[15]粮食中2，4-滴丁酯残留量的测定：GB/T 5009.165—2003[S]. 北京：中国标准出版社，2003.

[16]郑志福，李文杰，李国清. 衍生后SPEC18-GC-FID测定芦柑 2，4-D 残留[J]. 亚热带农业研究，2013，9（3）：191-195.