分散固相萃取-气相色谱法测定蔬菜中7种有机磷农药残留*

黄 东，谢春生，操江飞，韦寿莲

（1.广东省地质局 第五地质大队，广东 肇庆526040；2.肇庆学院 环境与化学工程学院广东省环境健康与资源利用重点实验室，广东 肇庆526061）

在农业生产中，为了保证蔬菜的健康成长，常使用农药防治虫害。有机磷类农药具有品种多、用途广、药效高、易分解等特点[1]，被广泛应用于农业生产中。但如果使用不当，容易导致农药残留在蔬菜上。

目前，检测蔬菜中农药残留的样品前处理技术主要有固相萃取法[2]、微波辅助萃取法[3]、超临界流体萃取法[4]、加速溶剂萃取法[5]、凝胶渗透色谱法[6]、固相微萃取[7]等，但这些方法普遍存在操作繁琐、耗时长等缺点[8]。分散固相萃取技术是基于固相萃取技术发展起来的，该技术浓缩了传统样品前处理的样品均匀化、提取、净化等过程，省去了沉淀、离心、转溶、乳化和浓缩等繁琐的操作步骤，极大地缩短了分析时间，在果蔬食品样品中的应用越来越广泛[9]。田甜等[10]建立分散固相萃取结合气质联用法分析果蔬汁中6种有机磷农药残留，样品由二氯甲烷提取，净化采用C18500mg、PSA 500mg、GCB 60mg，结果表明，回收率、精密度和重现性均较好。杨坤等[11]建立气相色谱法测定蔬菜中35种有机磷农药残留，样品由乙腈提取，NaCl盐析后，经N-丙基乙二胺（PSA）和无水MgSO4分散固相萃取净化，结果35种有机磷农药的平均回收率在75.3%～119%之间，相对标准偏差小于6%。以上研究表明，目前蔬菜中有机磷农药残留提取采用的提取剂多为单一有机溶剂，净化采用的多是C18或PSA分散剂。与此同时，C18或PSA分散剂价格较贵，单一有机溶剂对极性差异较大的有机磷混合物提取回收率低。

本研究尝试以乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合溶液为提取剂，以活性炭为净化剂，采用分散固相萃取7种有机磷农药（治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷），对提取剂种类、盐用量、净化剂种类和用量、净化时间等条件进行了优化，为测定蔬菜中有机磷农药的残留提供更廉价、高效的方法。

1 实验部分

1.1 试剂和材料

乙腈（色谱纯 天津市四友精细化学品有限公司）；丙酮（广州化学试剂厂）；异丙醇（天津市富宇精细化工有限公司）；环己烷（天津市科密欧化学试剂有限公司）；1,2-二氯乙烷（天津市广成化学试剂有限公司）；甲苯（广州化学试剂厂）；活性炭（广州化学试剂厂）；硅藻土（天津市北联精细化学品开发有限公司），以上均为分析纯；NaCl（CP国药集团化学试剂有限公司）；氮掺杂石墨烯（先丰纳米材料有限公司）；蔬菜样品市场随机采购；农药标准样品购自农业部环境保护科研监测所。

1.2 仪器和设备

FK-A型组织捣碎机（江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）；AUY-120型电子天平（日本岛津公司）；GL-88B型旋涡混合器（海门市其林贝尔仪器制造有限公司）；TD3型台式低速离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）；Agilent7890B型气相色谱仪（美国Agilent公司）；SK2200B型超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）。

1.3 标准储备液和标准曲线的配制

7种有机磷农药单标储备液（100.0μg·mL-1）：将1.00mL有机磷农药标准品（1000μg·mL-1）加入10mL容量瓶中，用丙酮洗涤原瓶3次，并将每次洗涤液倒入容量瓶中，用丙酮稀释至刻度，摇匀，于4℃冰箱中保存。

7种有机磷农药混合标准储备液的配制 用吸量管依次加入100.0μg·mL-1的治螟磷0.10mL，地虫硫磷0.20mL，甲基硫环磷0.30mL，硫环磷0.30mL，杀扑磷0.30mL，三唑磷0.10mL，亚胺硫磷0.60mL于10mL容量瓶中，用丙酮稀释定容，摇匀，于4℃冰箱中保存。（混标液中各种农药的浓度分别为：治螟磷1.00μg·mL-1，地虫硫磷2.00μg·mL-1，甲基硫环磷3.00μg·mL-1，硫环磷3.00μg·mL-1，杀扑磷3.00μg·mL-1，三唑磷1.00μg·mL-1，亚胺硫磷6.00μg·mL-1）。

基质匹配标准溶液的配制 在5只10mL容量瓶中，用吸量管分别加入0.020、0.040、0.080、0.20、0.50、1.00、1.50mL上述混合标准储备液，用空白样品提取液稀释至刻度，摇匀，现配现用。（各种农药的浓度范围分别为：治螟磷0.0020～0.15μg·mL-1，地虫硫磷0.0040～0.30μg·mL-1，甲基硫环磷0.0060～0.45μg·mL-1，硫环磷0.0060～0.45μg·mL-1，杀扑磷0.0060～0.45μg·mL-1，三唑磷0.0020～0.15μg·mL-1，亚胺硫磷0.012～0.90μg·mL-1）。

1.4 样品前处理

1.4.1 试样制备 将蔬菜样品洗净，取可食用部分切碎，然后用组织捣碎机捣碎，装入小烧杯中，用保鲜膜封口，于4℃冰箱中保存，备用。

1.4.2 提取 准确称取2.5g试样于10mL离心管中，加入2.5mL乙腈和2.5mL 1,2-二氯乙烷，以2400r·min-1涡旋5min，以3500r·min-1离心5min，将上层清液加入装有0.5g NaCl的10mL离心管中，以2400r·min-1涡旋30s，以3500r·min-1离心2min，使有机相和水相分层。

1.4.3 净化 从离心管中吸取4.00mL上层有机相于一新的10mL离心管中，加入0.03g活性炭，以2400r·min-1涡旋1min后，以3500r·min-1离心5min，上层清液用0.22μm滤膜过滤后，移入2mL自动进样器样品瓶中，供气相色谱测定。

1.5 仪器条件

色谱柱：HP-5毛细管柱（30m×0.32mm×0.25μm）；柱温：100℃（0.5min），以6℃·min-1升至180℃，保持2min，以8℃·min-1升至250℃，保持4min，以20℃·min-1升至300℃，保持2min；进样口温度：220℃；检测器：FPD；检测器温度：250℃；载气流速：1mL·min-1；进样体积：1.5μL，不分流进样。

2 结果与讨论

2.1 标准图谱

图1为混合标液（各种农药的浓度分别为：治螟磷0.020μg·mL-1，地虫硫磷0.040μg·mL-1，甲基硫环磷0.060μg·mL-1，硫环磷0.060μg·mL-1，杀扑磷0.060μg·mL-1，三唑磷0.020μg·mL-1，亚胺硫磷0.12μg·mL-1）色谱图。

图1 有机磷混合标液色谱图Fig.1 Chromatogram of organophosphorus mixed standard solution

由图1可知，在30min内7种有机磷农药的色谱峰可以完全分开，且分离效果好。

2.2 样品前处理单因素试验

在样品前处理中，提取剂的种类、盐量、净化剂的种类及用量、净化时间等因素都会影响回收率。在试验过程中需要对这些条件进行优化，得出最佳方案。

试验采用通菜空白样品，加入的混合标液中各种农药的浓度分别为：治螟磷0.050μg·mL-1，地虫硫磷0.10μg·mL-1，甲基硫环磷0.15μg·mL-1，硫环磷0.15μg·mL-1，杀扑磷0.15μg·mL-1，三唑磷0.050μg·mL-1，亚胺硫磷0.30μg·mL-1。

2.2.1 提取剂的选择 选择合适的提取剂是提高提取率的关键，提取剂要对有机磷农药有良好的溶解能力，但不能溶解过多的杂质，否则会对净化步骤造成困难。考察乙腈、丙酮、甲苯、异丙醇和1,2-二氯乙烷的提取效果，结果显示，乙腈做提取剂，回收率为55.5%～191%，地虫硫磷、三唑磷和亚胺硫磷回收率低于70%，而甲基硫环磷提取率过高；丙酮做提取剂，回收率为93.1%～336%，受基质影响很大；甲苯做提取剂，回收率为105%～184%，受基质影响较大；异丙醇做提取剂，回收率为92.3%～306%，受基质影响较大；1,2-二氯乙烷作提取剂，回收率为110%～172%，受基质影响略大。选择受基质影响较小的乙腈和1,2-二氯乙烷以不同比例混合，结果显示，当乙腈和1,2-二氯乙烷体积比为1∶1时，回收率为90.4%～104%，各种农药的回收率都高，且不受基质影响；而体积比为2∶3、3∶2、4∶1的回收率受基质的影响大。因此，选用乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合液做提取剂。

2.2.2 NaCl用量优化 盐析效应可以降低有机溶剂在水中的溶解度，从而提高提取率。实验考察了NaCl用量分别为0.10、0.30、0.50g时回收率的变化，结果发现,当加盐量为0.10 g，提取液已能明显分层，回收率在67.4%～100%之间；当加盐量为0.30g时，回收率在83.8%～103%之间；当加盐量为0.50g时，回收率在85.2%～104%之间，与0.30g的回收率相差不大，但亚胺硫磷回收率明显提高。因此，加盐量选择0.50g。

2.2.3 吸附剂的选择 考察了0.050g活性炭、氮掺杂石墨烯两种吸附剂对有机磷农药的吸附能力，结果显示，活性炭对各农药萃取回收率在99.5%～107%之间；氮掺杂石墨烯对各农药萃取回收率异常高。因此，氮掺杂石墨烯虽然能除掉全部色素，但对杂质吸附能力不如活性炭，故选择活性炭作吸附剂。

2.2.4 吸附剂的用量 吸附剂的用量是影响样品前处理净化效果和回收率的重要因素。净化剂用量太少，不能除去大部分杂质，会对色谱仪器造成污染；用量过大，会降低回收率。实验考察活性炭用量在0.010～0.050g时对各农药的萃取效果，结果发现，当活性炭加入量大于0.020g后，提取液颜色由黄绿色变为无色。当活性炭用量为0.030g时，回收率在85.5%～105%之间，此后，随着活性炭用量的增加，亚胺硫磷回收率明显下降。因此，选择活性炭用量为0.030g。

2.2.5 净化涡旋时间 净化时间也会影响净化效果和回收率。实验考察了涡旋时间分别为1、5、10min时各农药的回收率。结果发现，当涡旋时间为1min，提取液颜色基本为无色，回收率在85.3%～96.9%之间。随着涡旋时间增大，回收率有微小降低，可能是因为涡旋时间过长，活性炭吸附部分农药的缘故。故选净化涡旋时间为1min。

图2为空白通菜和空白通菜加标样品（加标浓度分别为：治螟磷0.030μg·mL-1，地虫硫磷0.060μg·mL-1，甲基硫环磷0.090μg·mL-1，硫环磷0.090μg·mL-1，杀扑磷0.090μg·mL-1，三唑磷0.030μg·mL-1，亚胺硫磷0.18μg·mL-1）在最优条件下测定所得色谱图。

图2 通菜样品色谱图Fig.2 Chromatogram of Tongcai sample

由图2可知，通菜基质不干扰待测有机磷成分检测。

2.3 方法评价

2.3.1 线性范围和检出限 按1.3步骤制备空白通菜基质匹配标准溶液，在1.5实验条件下测定，以峰面积与浓度的关系做一元线性回归方程。见表1。

由表1可知，治螟磷和三唑磷在0.0080～0.15μg·mL-1，地虫硫磷在0.016～0.30μg·mL-1，甲基硫环磷、硫环磷和杀扑磷在0.024～0.45μg·mL-1，亚胺硫磷在0.048～0.90μg·mL-1浓度范围内，线性良好，相关系数R均大于0.995；检出限在0.010～0.060μg·mL-1；根据样品处理方法计算得方法的检出限为0.02～0.12mg·kg-1。

表1 7种有机磷农药的线性方程、相关系数和检出限Tab.1 Linear equations,correlation coefficients and detection limits of 7 organophosphorus pesticides

2.3.2 精密度 选择同一批空白通菜样品，取6份样各2.50g进行测定，加入上述农药混合标准储备液，使治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷最终浓度分别为0.030，0.060，0.090，0.090，0.090，0.030，0.18μg·mL-1，测定样品中各农药的含量。同一批空白通菜样品取6份试样进行加标回收测定，上述7种有机磷农药的相对标准偏差RSD值在1.0%～2.7%（n=6），精密度良好。

2.3.3 回收率 选择同一批空白通菜样品，取样各2.50g进行测定，加入上述农药混合标准储备液，使其最终浓度分别见表2，每个水平加标样平行做6份。

由表2可知，本方法的治螟磷在加标浓度为0.03～0.1μg·mL-1水平上，平均回收率在91.9%～98.9%之间；地虫硫磷在加标浓度为0.06～0.2μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～102%之间；甲基硫环磷在加标浓度为0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～98.9%之间；硫环磷在加标浓度为0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在97.2%～98.1%之间；杀扑磷在加标浓度为0.09～0.3μg·mL-1水平上，平均回收率在94.4%～97.4%之间；三唑磷在加标浓度为0.03～0.1μg·mL-1水平上，平均回收率在97.8%～101%之间；亚胺硫磷在加标浓度为0.18～0.6μg·mL-1水平上，平均回收率在89.4%～92.6%之间。从以上数据可以看出，用本方法检测通菜中治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷的含量，结果准确可靠，可以在实际工作运用此方法检测蔬菜中治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷的含量。

表2 7种有机磷农药在3个加标水平下的平均回收率（n=6）Tab.2 Average recovery rate of 7 kinds of organophosphorus pesticides under 3 standard addition levels（n=6）

2.4 实际样品检测

运用本方法对市场上的青瓜、大白菜、菜心、豆角、番薯叶、瓜苗、通菜、尖椒这8种蔬菜进行农药残留检测，结果发现，所抽检蔬菜中均未检出治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷。

3 结论

建立了分散固相萃取结合气相色谱法测定蔬菜中7种有机磷农药残留量的分析方法。本方法采用乙腈和1,2-二氯乙烷（V∶V=1∶1）混合溶液提取，活性炭分散固相萃取净化，气相色谱（FPD）检测，并采用基质匹配标准溶液曲线校正。结果表明，本方法精密度、回收率和重现性均较好，准确度高，且操作简单、成本低，适合用于检测蔬菜中治螟磷、地虫硫磷、甲基硫环磷、硫环磷、杀扑磷、三唑磷、亚胺硫磷的残留量。