气相色谱测定大米中53种农药残留

聂 鲲
（北京市海淀区产品质量监督检验所，北京 100094）

摘 要：建立了大米中53种有机氯、有机磷、拟除虫菊酯等不同三种类别的农残的气相色谱—电子捕获检测器检测方法。大米样品用乙腈提取，经N-丙基乙二胺（PSA）和C18净化后检测。53种农药在0.001～0.1 μg/mL浓度范围内有较好的线性关系；本方法回收率为85.2%～97.8%，相对标准偏差为0.9%～4.1%，检出限为0.001～0.006 mg/kg。本方法准确、可靠、灵敏度高，可以满足大米的日常检测。

关键词：大米；农药；气相色谱仪-电子捕获检测器

我国是大米的生产和出口大国，在每年抽检都会发现部分大米含有较高的农药残留，对我国的出口造成直接的冲击，同时也会给消费者身体带来伤害。有机磷类农药残留检测的传统方法是用气相色谱—火焰光度检测器进行检测，近年来也使用气相色谱—串联质谱法，然而部分有机磷类农药在以上检测器的响应值都较低。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，可以使用ECD对大米中三类农药进行一次性检测，避免了利用FPD和ECD分别检测。本实验将传统QuECh-ERS法进行改进优化，提高了大米中农药残留的前处理和分析效率，单个样品中拟除虫菊酯类、有机磷类、有机氯类农药（共53种）的分析只需要36 min，不但可以节约大量试剂，而且重现性好，适用于大米中多组分农药残留的检测。［1-4］

1 材料与方法

1.1　材料与仪器

1.1.1　仪器与试剂

乙腈、正己烷为色谱纯；氯化钠、无水硫酸钠、无水硫酸镁为分析纯，在650℃下灼烧4 h后置于干燥器中备用；载气为高纯氮气；53种农药标准溶液（100 μg/mL）（包括氟乐灵、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）：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）：Agela Technologies公司。

1.1.2　主要仪器设备

7890A气相色谱仪（配电子捕获检测器）：美国Agilent公司；涡旋混合器：海门市其林贝尔仪器制造有限公司；超声波清洗器：昆山市超声仪器有限公司；离心机：美国Beckman公司；冷冻旋干机：美国Labconco公司。

1.2　实验方法

1.2.1　样品提取

准确称取样品2.00 g于50 mL离心管中，精确加入10 mL乙腈后涡旋1 min，超声提震荡提取10 min，以4 000 r/min离心15 min，将上清液转移至另一只装有5 g无水硫酸钠的试管内，涡旋混匀1 min后静置20 min，待净化。

1.2.2　样品净化

向2 mL离心管内加入无水硫酸镁250 mg、PSA80 mg和C18粉末20 mg，涡旋混匀震荡15 min后，以10 000 r/min离心5 min，取上清液1mL置于1.5 mL离心管内，进行冷冻旋干，用正己烷定容至

1.0　mL，待测。

1.2.3　色谱条件

HP-5毛细管色谱柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；进样口温度250℃，升温程序为：初始温度为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1 μL。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种农药标准品分成三组和样品注入气相色谱中，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。53种农药标准品色谱图见图1～图3。

图1　53种农药标准色谱图（组1）

注：1氟乐灵2 α-666 3六氯苯4 δ-666 5五氯硝基苯6 γ-666 7八氯二丙醚8甲基毒死蜱9三氯杀螨醇10艾氏剂11环氧七氯12 β-666 13 α-氯丹14 β-氯丹15氧氯丹16 2，4'-DDD 17 4，4'-DDE 18异狄氏剂19 2，4'-DDT 20 4，4'-DDD 21狄氏剂

图2　53种农药标准色谱图（组2）

注：22乙烯菌核利23三唑酮24杀螨酯25异菌脲26虫螨腈27腐霉利28 α-硫丹29除螨酯30 β-硫丹31硫丹盐酸酯32氯氰菊酯33氰戊菊酯34氟胺氰菊酯35溴氰菊酯

图3　53种农药标准色谱图（组3）

注：36敌敌畏37谷硫磷38马拉硫磷39甲基对硫磷40甲基嘧啶磷41杀螟硫磷42对硫磷43毒死蜱44水胺硫磷45甲基异柳磷46喹硫磷47丙溴磷48联苯菊酯49甲氰菊酯50氯氟氰菊酯51氯菊酯52氟氯氰菊酯53氟氰戊菊酯

2 结果与分析

2.1　提取条件选择

由于有机氯、有机磷和拟除虫菊酯农药的极性和相关文献的报道，多数用的提取溶剂有丙酮、乙腈、乙酸乙酯等或者它们的混合溶剂。由于三类农药极性各不相同，乙酸乙酯对有机磷的提取率不好，仅为50%～85.5%，丙酮虽然可以将三类农药有效提取，但提取液色素较多，杂质也相对较多。选择乙腈作为提取溶剂，因乙腈不但可以有效提取样品中的各种农药组分、穿透力强，净化简单，提取液中杂质较少，并且与水可以有效分离，其回收率为92.1%～97.5%，故选择乙腈为提取溶剂［12-15］。乙腈提取率具体见表1所示。

表1　53种农药的乙腈提取率

续表

2.2　柱净化条件选择

由于大米基质较为复杂，对于GC-ECD来说，显然样品提取液不能达到检测要求。通过比较中性氧化铝、Florisil固相萃取柱、C18固相萃取柱进行了样品净化和回收率试验，由于样品在旋蒸时经常爆沸导致回收率欠佳为80.5%～86.7%，而且消耗大量试剂，对环境造成较大污染［5-11］；由于部分有机磷农药属于极性物质，弗罗里硅土可对极性物质极性吸附导致部分目标物质被吸附从而降低回收率，例如敌敌畏小于50%；由于样品含有部分米糠油，进行净化及回收率试验，使用原始的QuEchERS法仅使用PSA净化，对于有机酸的净化效果虽然较好，但对于油类等杂质效果欠佳，而C18对油脂的净化效果较好，故试验选择用C18+PSA粉末进行样品净化，然而吸附剂的用量不但决定净化效果，对回收率也有一定的影响，实验量少时，净化效果不明显，有杂质干扰，使用量大时虽然净化效果提高，但会吸附部分目标物导致回收率降低。将同一浓度的标准品溶液单独加入50、60、70和80 mg PSA，得到回收率为92.4%～98.7%，故PSA对目标组分吸附几乎无影响，故选择80 mgPSA，见表2。再将同一浓度的标准品溶液加入80 mgPSA和20、40、60和80 mgC18后，回收率分别为92.6%、91.4%、88.4%和81.0%。故选择吸附剂为80 mgPSA和20 mgC18，见表3。

表2　不同含量PSA回收率

续表

表3　不同含量C18回收率

续表

2.3　仪器的选择

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，近年来也多使用气相色谱—串联质谱法，然而FPD和MS对部分有机磷类农药在以上检测器的响应值都较低，然而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，满足ECD对其进行检测。在QuEChERS法通常对有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药的检测中，在最后溶剂交换时，选择不同的溶剂，检测时也分别使用GC-ECD和GC-FPD分别上机检测，不但增加了各方面的成本，而且降低了部分农药的灵敏度，综合多方面的考虑，故选择GC-ECD对有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类农药同时一次性检测。

2.4　线性与检测限

将53种标准品分成三组分别配制为储备液，稀释成1、2.5、5、10、25、50和100 ng/mL的工作液，按上述测定条件进样，以吸收峰面积对浓度作标准曲线，线性关系良好。具体数据见表4所示。

表4　53种农药的保留时间、线性和检出限

2.5　回收率和精密度

准确称取同一种大米样品若干份（已测得此样的农药残留本底值为空白），分别加入一定量的标准品溶液，3个添加水平分别为0.02、0.05、0.10 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），具体数据见表5所示。

表5　53种农药的添加回收实验结果

3 结论

利用气相色谱（GC-ECD）建立了同时测定大米中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯类共53种农药残留的测定方法，操作简单、快速、准确。由于有机磷类农药传统使用FPD或者MS检测时检出限较高，然而使用GC-ECD检测时，可与有机氯和拟除虫菊酯类农残一次性上机检测。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0.001～0.006 mg/kg，回收率为85.2%～97.8%，相对标准偏差为0.9%～4.1%。能满足国标中多组分农药残留测定的要求，可为大米中农药的残留检测筛查及标准制定提供参考。

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Determination of 53 kinds of pesticide residue in rice by gas chromatograph-electron capture detector

NIE Kun
（Beijing Haidian District Product Quality Supervision and Inspection Institute，Beijing 100094）

Abstract：A rapid ， detection meth，od was established for the determin，ation of 53 kinds of three varieties of pesticide residueorgan（ochlorineo）rganophosphorus and pyrethroidin rice by gas chromatography-electron capture detectorGC-ECD.The sample was extracted by acetonitrile and purified by N-propyl Ethylenediamine and C18.The 53 pesticides showed a good linear relationship in the concentration range of 0.001～0.1，μg/mL.The recovery rates were 85.2%～97.8%，the relative standard devia，tions were 0.9%～4.1%，the detection limits were 0.001～0.006 mg/kg.The method is high sensitivityaccurate and reliablewhich can meet the requirements for determination of pesticide residues in rice.

Key words：rice；pesticide；gas chromatograph-electron capture detector（GC-ECD）

中图分类号：TS 207.5

文献标识码：A

文章编号：1007-7561（2016）04-0071-05

收稿日期：2016 -02 -17

基金项目：北京市高层次创新创业人次支持计划领军人才项目资助（G01040010）

作者简介：聂鲲，1987 出生，男，工程师.