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1、1 第10章食品中农药残留的检测 2 本章内容 第一节农药对食品的污染及危害第二节农药残留测定方法第三节食品中有机氯农药的测定第四节食品中有机磷农药的测定 3 一 农药概述 一 农药的概念农药 pesticides 是指用于防治危害农作物及农副产品病虫害 杂草及其他有害生物的药物总称 现在农药不仅应用于农业 而且也广泛应用于畜牧业 林业和公共卫生事业等方面 第一节农药对食品的污染及危害 4 二 农药的分类 1 按化学成分可分为有机氯 有机磷 氨基甲酸酯类 拟除虫菊酯类 苯氧羧酸类 三氮苯类 苯甲酸类 及砷 汞 铜 硫磺等制剂 2 按用途可分为杀虫剂 杀菌剂 除草剂 植物生长调节剂和粮食熏蒸剂等
2、 农药分类 目前全世界实际生产和使用的农药品种为500多种 其中大量使用的有100种 主要是化学合成的 5 据统计 我国耕地面积不足全世界一成 却使用了全世界近四成的化肥 我国单位面积农药使用量是世界平均水平的2 5倍 过量施用农药化肥保住了产量 却污染了环境 一些地方的水体污染和土壤污染严重 我国农药年产约170万吨 平均18亿亩农田每亩需要近两斤 6 三 农药的作用 农药在防治农作物病虫害和杂草 提高农业产量方面具有显著的效果 农药与人 动物的健康有着密切的关系 农药的使用 杀灭了一些病原及传播媒介 使某些疾病得到了控制 在一定程度上提高了人类的健康水平 提高农畜产品的产量和质量等方面 起
3、着重要的作用 但农药还存在残毒和污染的严重问题 长期食用被农药污染的食品 人类健康会受到严重的危害 食品中残留农药过高会导致癌症和帕金森症 每年 我国农药中毒人数超过10万人 大部分是由于农药残留而引起 因此 我国相继制订了一系列措施 来控制农药对食品的污染 7 一 国家明令禁止使用的农药六六六 滴滴涕 毒杀芬 二溴氯丙烷 杀虫脒 二溴乙烷 除草醚 艾氏剂 狄氏剂 汞制剂 砷 铅类 敌枯双 氟乙酰胺 甘氟 毒鼠强 氟乙酸钠 毒鼠硅 二 在蔬菜 果树 茶叶 中草药材上不得使用和限制使用的农药甲胺磷 甲基对硫磷 对硫磷 久效磷 磷胺 甲拌磷 甲基异柳磷 特丁硫磷 甲基硫环磷 治螟磷 内吸磷 克百威
4、 涕灭威 灭线磷 硫环磷 蝇毒磷 地虫硫磷 氯唑磷 苯线磷19种高毒农药不得用于蔬菜 果树 茶叶 中草药材上 三氯杀螨醇 氰戊菊酯不得用于茶树上 任何农药产品都不得超出农药登记批准的使用范围使用 中华人民共和国农业部公告第199号 8 一 直接污染直接污染是直接施用农药造成食品及食品原料的污染 1 给农作物直接施用农药造成的污染 2 给动物使用农药而污染食用动物 3 贮藏期间施用农药而造成的污染 例如粮仓用杀虫剂 香蕉和柑橘用杀菌剂 洋葱 土豆 大蒜用抑芽剂等 4 农药用于公共卫生事业方面对食品造成的污染 二 农药污染食品的途径 9 二 间接污染 1 农作物施用农药对环境造成的污染 2 农药在
5、生产过程中对环境的污染 在间接污染中 一般通过大气和饮水进入人体的农药仅占10 左右 通过食物进入人体的农药可达到90 左右 10 三 食物链和生物富集作用对食品造成的污染一般肉品 乳品中含有的农药主要是畜禽摄入被农药污染的饲料后 在体内蓄积 尤其在动物的脂肪 肝 肾等组织中残留量较高 动物体内的农药有些可随乳汁排出 有些则可转移至蛋中 进行富集 水中污染的农药进入鱼虾等水生动物体内后 通过生物富集和食物链可使体内农药残留浓缩数百至数万倍 11 农药的生物积累 12 四 意外事故造成的食品污染运输及贮存过程中由于食品与农药混放 尤其是运输过程中包装不严或农药容器破损 会导致运输工具污染 这些被
6、农药污染的运输工具 未经彻底清洗 装运粮食或其它食品 印度博帕尔毒气灾害就是美资联合炭化公司一化工厂泄漏农药中间体硫氰酸酯引起的 中毒者数以万计 同时造成大量孕妇流产和胎儿死亡 13 三 农药残留的概念 农药残留 pesticideresidues 是指农药施用后 残存在生物体 农副产品和环境中的微量农药原体 有毒代谢产物 降解物和杂质的总称 残留的数量叫残留量 当人们长期食用含有农药残留的食品时 健康会受到不同程度的危害 因此必须对食品中各种农药残留物加强监测 严格控制 才能保证食用安全 14 农药主要由三条途径进入人体内 一 偶然大量接触 如误食 二 长期接触一定量的农药 如农药厂的工人和
7、使用者农民 三 日常生活接触环境和食品中的残留农药 食品中的残留农药是大量人群遭受农药污染的主要原因 环境中大量的残留农药可通过食物链经生物富集作用 最终进入人体 15 空气 呼吸道 皮肤接触 饲料家畜乳 肉 蛋等出产品 农药 土壤 粮食 水果 蔬菜 油料等作物 江 河 湖泊 鱼 虾 水禽 浮游生物 饮水 水禽 消化道 人体 环境中农药进入人体的主要途径 16 急性中毒慢性危害致癌 致畸 致突变危害 农药对人体的危害主要表现为三种形式 17 急性中毒 全世界每年有300万农药中毒者 我国每年由于农药污染食品而造成的中毒者人数年均近20万 约占食物中毒人数的三分之一 喷洒农药中毒 食用农药超标蔬
8、菜中毒 18 慢性中毒 长期接触或食用含有农药的食品 可使农药在体内不断蓄积 对人体健康构成潜在威胁 可影响神经系统 破坏肝脏功能 造成生理障碍 影响生殖系统 产生畸形怪胎 导致癌症 我国哈尔滨市医疗部门对70名30岁以下的哺乳期妇女调查 发现她们的乳汁中都含有微量的六六六和DDT 农药在人体内不断积累 短时间内虽不会引起人体出现明显急性中毒症状 但可产生慢性危害 有机氯农药在人体脂肪中蓄积 是肝硬化肿大原因之一 癌症的发病率越来越高 且日趋年轻化 这很大程度上与食用受污染蔬菜有关 19 致癌 致畸 致突变 动物实验确证 18种广泛使用的农药具有明显的致癌性 还有16种显示潜在的致癌危险性 美
9、国与农药有关的癌症患者数约占全国癌症患者总数的10 越战美军在越南喷洒了大量植物脱叶剂 致使不少接触过脱叶剂的美军士兵和越南平民得了癌症 遗传缺陷疾病 越南已出现了5万名畸形儿童 美国科学家阿诺德舍科特认为 在越南至少有70万人因为毒剂的作用而患上了癌症 行动障碍和先天残疾等病症 1989 1990年 匈牙利西南部仅有456人的林雅村 在生下的15名活婴中 竟有11名为先天性畸性 占73 3 其主要原因就是孕妇在妊娠期吃了经敌百虫处理过的鱼 20 生活中降低蔬菜残留农药的方法 用自来水将蔬菜浸泡10 60分钟后再稍加搓洗 可除去15 60 的农药残留 高温加热也可以使农药分解 实验证明 一些耐
10、热的蔬菜 如菜花 豆角 青椒 芹菜等 洗干净后再用开水烫几分钟 可以使农药残留下降30 左右 沸水处理被甲胺磷农药处理过的蔬菜 1min去除率92 淘米水 碱性 洗菜和适当用阳光照射 对于减少蔬菜上的农药也能起到一定的作用 蔬菜在阳光下照射5分钟 有机氯 有机汞农药的残留量损失可达到60 左右 蔬菜去皮虽然会造成一定的营养损失 但可以减少农药残留 尤其是黄瓜 茄子等农药用得多的蔬菜和大部分水果 最好去皮吃 吃苹果的时候 最好少吃果核周围的部分 因为果核的缝隙会导致农药渗入 21 目前 农药残留的现代仪器分析方法有 气相色谱法 GC 液相色谱法 LC GC MS LC MS 薄层色谱法 TLC
11、超临界流体色谱法 SFC 毛细管电泳法 CE 和酶联免疫法 ELISA 等 其中GC是农药残留分析最广泛使用的方法 GC MS GC MS MS LC MS MS联用技术日臻成熟 将是农药残留分析方法研究的重点 第二节农药残留检测方法 22 气相色谱分析方法 23 气相色谱法的特点 1 分离效能高 2 检测灵敏度高 3 分析速度快 4 应用范围广 5 样品用量少因此 气相色谱法已成为石油 化学 化工 生化 医药 食品 农业 环境保护等生产及科研部门中不可缺少的分析手段 24 气相色谱基本原理 气相色谱法是一种以气体为流动相的柱色谱分离技术 气相色谱分离的基础是一种样品在流动相和固定相之间的分配
12、 一些组分与固定相作用较强 故较慢流出色谱柱 从而得以分离 在色谱分离中固定不动 对样品产生保留的一相成为固定相 色谱过程中携带待测组分向前移动的物质称为流动相 25 样品组分分离示意图 26 1 基线无试样通过检测器时 检测到的信号即为基线 稳定的基线应该是一条水平直线 2 保留时间 tR 组分从进样到柱后出现浓度极大值时所需的时间 3 色谱峰高 h 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离 以h表示 4 峰面积A峰与基线延长线所包围的面积 A 1 065hW1 2 5 分离度 Rs 1 分离程度98 Rs 1 5 达99 7 相邻两峰完全分离的标准 27 一定温度下 组分的分配系数K越大 出峰越慢
13、选择适宜的固定相可改善分离效果 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础 某组分的K 0时 即不被固定相保留 最先流出 分配系数相差越大 越容易实现分离 6 分配系数K partionfactor 28 从色谱流出曲线上 得到信息是 l 根据色谱峰的个数 可以判断样品中所含组份的最少个数 2 根据色谱峰的保留值 或位置 可以进行定性分析 3 根据色谱峰下的面积或峰高 可以进行定量分析 4 色谱峰的保留值及其区域宽度 是评价色谱柱分离效能的依据 5 色谱峰两峰间的距离 是评价固定相 和流动相 选择是否合适的依据 29 气相色谱构造 气路系统 载气系统 进样系统 分离系统 色谱柱和柱温箱 温度控制
14、系统 检测系统 记录及数据处理系统 30 31 气路部分包括 载气 燃烧气 助燃气 辅助气 载气 流动相为气体 称其为载气 作为气相色谱载气的气体 要求要化学稳定性好 纯度高 N2 He H2燃烧气 氢气 和助燃气 空气或氧气 在气相色谱分析中 燃气和助燃气的比例会严重的影响组分的分离 一般两者的比例为1 8 1 15 辅助气 尾吹气 毛细管柱的气流量比较少 加尾吹可以将出柱的气体稳定地吹入检测器中 1 气路系统 32 气体的净化净化管通常为内径50mm 长200 250mm的金属管装填什么物质取决于载气纯度的要求 如 除去水分可用吸附剂硅胶和分子筛 除去烃类化合物 可用活性炭 净化管的出口和
15、入口应加上标志 气流调节阀通常在减压阀输出气体的管线中还要串联稳压阀 用以稳定载气 或燃气 的压力 33 34 35 样品一般用正己烷作为溶剂 进样系统包括样品引入装置和气化室 作用是使样品在进入色谱前瞬间气化 然后快速定量地转入到色谱柱中 载气进入进样系统后 大部分进入衬管起载气作用 少部分向上流动 并从隔垫下方吹扫过 将残留溶剂和硅橡胶的降解产物排出系统外 2 进样系统 36 37 38 注意事项 进样口温度过低 将导致高分子量化合物气化不完全 并且不能有效转移到色谱柱中 样品气化不完全 进样口温度过高 导致热稳定性差的化合物分解 样品分解 样品从进样针注入时 不同组分的气化程度不同 高沸
16、点组分残留量比例高 一般情况下进样速度必须很快 因为当进样时间太长时 试样原始宽度将变大 色谱峰半峰宽随之变宽 有时甚至使峰变形 一般地 进样时间应在1s以内 39 气相色谱柱的分类及选择 分离系统或色谱柱是气相色谱仪的心脏 安装在控温的柱箱或室内 3 分离系统 柱材质 不锈钢管或玻璃管 内径2 6毫米 长度可根据需要确定 柱填料 粒度为60 80或80 100目的色谱固定相 气 固色谱 固体吸附剂气 液色谱 载体 固定液 气相色谱固定液 高沸点难挥发的有机化合物 种类繁多 醇 酯 聚酯 胺 聚硅氧烷 40 固定液要求 1 挥发性小 操作温度下有较低蒸气压 以免流失 2 热稳定性好 操作温度下不发生分解和聚合反应 并且液体状态 保持固定液原来的特性 3 对试样有一定的溶解能力 以免被测组分被带走起不到分配作用 4 具有良好的选择性 即操作条件下 对沸点相近或者性质相似的不同物质有尽可能高的分离能力 5 化学稳定性好 不与被测组分 担体 载气发生化学反应 41 固定相选择的基本原则 相似相溶原理 选用非极性的固定相分析非极性化合物 如果化合物可以用不同极性的固定相分析 选用极性最小的固定
