除草剂2_4_二氯苯氧基乙酸残留检测方法研究进展_潘兴富

1 2，4-D 的基本代谢情况
1. 1 2，4-D 在土壤中的代谢研究 2，4-D 施用于农作物后，可以 随 雨 水 迁 移 到 土 壤 中，通 过
各种机制降解代谢。 土 壤 中 的 2，4-D 移 动 性 很 小，主 要 是 通 过生物降解，包 括 吸 附 和 矿 化 作 用 ，两 者 之 间 随 时 间 相 互 作 用、相互影响。 吸 附 与 解 吸 附 与 土 壤 的 有 机 质 含 量 以 及 pH 值有关［2］，在未考 虑 土 壤 中 存 在 微 生 物 差 异 的 情 况 下 ，有 机 质含量高的土壤中的 农 药 具 有 较 快 的 降 解 速 率 ，降 解 遵 循 一 级动力学，降解常数为 0. 15 / 天，在 27℃ 时，半 减 期 为 4. 6 天， 主要代谢产物为二氯苯酚 （2，4-DCP）［3］。 1. 2 2，4-D 在动物体内的代谢研究
酸） 提取，采用凝胶渗透色谱 和 阴 离 子 交 换 柱 净 化 和 富 集，三 硅基重氮甲烷甲酯化后，外标法定量，HP-5 毛细管柱 （ 30 m × 0. 25mm × 0. 25μm） ，3 个 样 品 添 加 水 平 分 别 为 0. 02、0. 04 和 0. 1mg / kg，回 收 率 在 78. 8% ～ 94. 3% 之 间，RSD < 20% ，检 出 限为 0. 02mg / kg，符合 残 留 分 析 的 要 求。 赵 守 成 等 也 用 重 氮 甲 烷衍生化方法，采用 GC / MS 检测方法对大米中除草剂 2，4D 的残留进行研究，方 法 的 灵 敏 度 和 检 出 限 均 符 合 残 留 分 析 的要求［13］。采用 溶 剂 加 速 萃 取 技 术 （ ASE） 提 取 粮 食 作 物 中 残留的 2，4-D，甲酯 化 反 应 后，用 气 相 色 谱 （ GC） -离 子 阱 质 谱 仪（ MS / MS） 进 行 定 性 和 定 量 分 析 研 究 ，方 法 最 低 检 出 限 为 0. 01μg / g，在小麦样品 中 添 加 浓 度 为0. 05 ～ 1. 00μg / g 范 围 的 标准品，回收率在 76. 0% ～ 97. 0% 范 围 内，在 浓 度 为 0. 10 ～ 4. 00μg / ml 范围内 呈 良 好 线 性 相 关［11］。 我 国 出 入 境 检 验 检 疫行业标准中也规定了植物性产品中 2，4-D 系列农药的 检 测 方 法 为 气 相 色 谱 质 谱 法［23］。
3 检测技术现状和进展
有效评价和控制环境 和 生 物 样 品 中 2，4-D 残 留 状 况 的 关 键在于有准确灵敏的 检 测 方 法。目 前 针 对 2，4-D 检 测 的 方 法 很 多 ，合 理 有 效 的 样 品 前 处 理 方 法 对 准 确 评 估 环 境 对 人 体 的 危 害程度至关重 要［9］。2，4-D 残 留 检 测 的 主 要 研 究 对 象 包 括 环 境 样 品 、食 品 和 生 物 样 品 ，环 境 样 品 中 以 土 壤 和 水 为 主 ，食 品 中 以 粮 食 、肉 类 、蔬 菜 和 水 果 较 多 ，人 群 生 物 样 品 主 要 以 血 液 和 尿 液为主。样品前处理的主要目的是通过有效的方法将样品中 残留的 2，4-D 全部或最大限度地提取出来，得到满足检测器要 求 的 目 标 化 合 物 ，供 监 测 分 析 使 用 。 由 于 不 同 种 类 和 性 质 的 样 品 中 目 标 化 合 物 的 存 在 形 式 和 结 合 状 态 不 同 ，检 测 器 对 目 标 化 合 物 的 要 求 也 不 同 ，样 品 前 处 理 方 法 也 就 不 尽 相 同 。
2，4-D 进入动物 体 内 后，主 要 以 自 由 酸 的 形 式 从 尿 液 中 排泄，仅有少量与糖或蛋白质结合后从尿中排泄。研究发 现， 不同动物 对 2，4-D 的 代 谢 存 在 较 大 的 差 异，在 大 鼠 体 内 的
基金项目：国家科技支撑计划课题（ No. 2006BAI06 B02 ） 作 者 简 介 ：潘 兴 富 ，男 ，硕 士 研 究 生 1 中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所 2 通讯作者：闫慧芳，女，研究员
水及相似的样品中 2，4-D 的 检 测 方 法 较 多，由 于 其 中 干 扰物质较少，样品易得，为检测提供了较大方便。起初常用 表 面等离子体共振 传 感 器 方 法 和 酶 联 免 疫 测 定 法 （ ELISA） 测 定水和食品中的 2，4-D，检测范围 为 1 ～ 100ng / ml。 随 着 检 测 技术的发展，水样中 2，4-D 在酸性条件下经乙酸乙酯 萃 取，然 后用碘甲烷溶液酯化，生成较易挥发的甲基酯类衍生物，用 毛 细管气相色谱-电子 捕 获 检 测 器 检 测，采 用 HP-701 石 英 毛 细 管柱（30m × 0. 25μm × 0. 25mm i. d. ） ，最 低 检 测 质 量 浓 度 为 0. 15 ng / ml［22］。 4. 3 食品中 2，4-D 的检测方法
衍 生 化 方 法 有 酸 催 化 的 醇 的 酯 化 法［18-19］、碱 催 化 的 卤 代 烃的烃基化法 、五 氟 溴 卞 衍 生 化 法［20］，1，1-羰 基 二 咪 唑 催 化 的芳 香 胺 的 酰 胺 化 法 、用 重 氮 烃 进 行 的 烃 基 化 法［21］和 用 季 铵 盐进行的烃基化法等。对于 2，4-D 的检测，其中试剂 易 得、操 作方便、应用广泛的 是 酸 催 化 的 用 各 种 醇 进 行 的 酯 化 法 。 而 研究发现，如果只分 析 2，4-D 或 2，4-DP 或 同 时 测 定 二 者 时， 使用硫酸催化甲 醇 衍 生 化 法 衍 生 效 果 较 好，如 果 含 有 MCPA 时 ，则 使 用 氯 化 氢 催 化 的 二 氯 丙 醇 衍 生 化 效 果 较 好 。
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卫生研究
第 39 卷
研究发现 2，4-D 的化 学 结 构 中 有 一 个 羧 酸 基 功 能 团，在 碱性条件下容易解离成盐，易在水相中溶解，会降低苯氧羧 酸 类除草剂在有机相中 的 溶 解 度，在 样 品 的 提 取 体 系 中 加 入 适 量的酸，使 pH 在 2 左 右，以 抑 制 羧 酸 类 化 合 物 的 离 解 ，可 提 高 提 取 效 率［17］。
2，4-D 含有强极 性 基 团 羧 基，化 合 物 极 性 大，挥 发 性 差， 气相色谱法和气质联 用 法 直 接 分 析 时 色 谱 峰 拖 尾 ，分 析 的 灵 敏度低，效果不好，所以必须要通过衍生反应来使这些活跃 的 化合物转化为稳定的，易挥发的衍生物，这样才能进行气相 色 谱检测分析。此外衍生化步骤还能增加检测的灵敏度和选择 性 ，有 利 于 快 速 确 证 除 草 剂 。
目 前 多 采 用 液 -液 萃 取［10］、微 波 辅 助 萃 取 、加 速 溶 剂 萃 取［11］、固 相 萃 取［12-15］和 固 相 微 萃 取［16］方 法 提 取 环 境 样 品 、食 品和生物样本中的 2，4-D。针对 2，4-D 类 除 草 剂 的 检 测 仪 器 主要有液相色谱、液相色谱-质谱联用、气 相 色 谱 （ GC） 和 气 相 色谱-质谱联用法（ GC-MS） ，也有其他的检 测 方 法。 在 实 际 研 究工作中，根据不同来源和性质的样品及检测要求、实际条 件 选择不同的方法和仪器进行检测分析。
潘兴富 杜会方1 邵 华 闫慧芳1，2
山东省职业卫生与职业病防治研究院，济南 250062
摘要：农药残留问题日益受到人们的重视。 苯 氧 羧 酸 类 除 草 剂 2，4-二 氯 苯 氧 基 乙 酸 （ 2，4-D） 是 目 前 应 用较广泛的一类农药，可以经过各种途径进入人体，经人体代谢后主要以自由酸的形式排出体外。目前农 残 检测主要针对土壤、水源、食品、生物样品等与人类密切相关的介质，主要检测方法以气相色谱和液相色谱 为 主，结合不同的检测器。其他的检测方法如毛细 管 电 泳 法、ELISA 等，也 被 用 于 检 测 农 残。 本 文 主 要 介 绍 了 2，4-D 检测方法的相关研究进展。
4 针对不同基质检测方法的实际应用
4. 1 土壤中 2，4-D 的检测方法 固体样品如土壤中的 2，4-D 较常用液固萃取方法和 索 氏
提取方法，用毛细管电泳结合紫外分光光度计检测器，测定 土 壤中 游 离 的 2，4-D 的 含 量 及 其 代 谢 产 物，检 测 波 长 为 200nm［3］。同时提取和 检 测 土 壤 中 2，4-D 及 其 代 谢 产 物 （ 2， 4-DCP） 时用液相色谱法：土壤样 品 经 酸 化 后 用 二 氯 甲 烷 超 声 提取两次，合并提取液，旋转蒸 发 近 干，用 甲 醇 定 溶 至 1ml，用 高效液相色谱紫外检测器测定，检测波长为 230nm，定 量 限 为 0. 1mg / kg。 4. 2 水相中 2，4-D 的检测方法
人类在生活工作中，可 以 通 过 呼 吸、饮 食、皮 肤 等 途 径 接 触而暴露于 2，4-D，2，4-D 进 入 人 体，主 要 以 自 由 酸 的 形 式 从 尿 液 排 除［5］，生 物 半 减 期 为 10 ～ 33h［6］。 在 生 活 环 境 和 居 民 尿液样品中，2，4-D 的 检 出 率 具 有 极 高 的 相 关 性［7］。 在 泰 国 北部，农民家庭的学 生 尿 液 中 2，4-D 检 出 率 明 显 高 于 非 农 民 家 庭［8］。美国 CDC 在 1999 ～ 2000 年和 2001 ～ 2002 年对全国 人群尿液中 2，4-D 的本底值（ 肌 酐 校 正 ） 抽 样 调 查 报 告 显 示， 2001 ～ 2002 年 间 75% 位 点 和 95% 位 点 检 出 值 分 别 为 0. 378ng / ml（0. 326 ～ 0. 412） 和 1. 08ng / ml（0. 926 ～ 1. 26） 。
食品中 2，4-D 的检 测 相 对 复 杂，基 质 成 分 多，干 扰 大，样 品前处理方法复杂，为 检 测 其 农 药 残 留 设 置 了 障 碍。 在 对 粮 食中 2，4-D 残 留 的 研 究 中［20］，采 用 正 己 烷 作 液 液 分 配 除 脂 ， 去除大豆中干扰提取的脂肪，在提取过 程 中 采 用 了 乙 腈-酸 化 水溶液提取，乙酸 乙 酯 液 液 萃 取，用 活 化 好 的 OASIS MAX 阴 离子交换柱净化。提 取 净 化 好 的 样 品 经 GC-ECD 检 测 （ 毛 细 管柱 HP-5MS，30m × 0. 25μm × 0. 25mm） ，0. 01 和 0. 1mg / kg 2 个 水 平 的 加 标 回 收 率 均 在 70% 以 上，相 对 标 准 偏 差 小 于 20% ，方法的检测限（ S / N≥3） 满足主 要 贸 易 国 最 大 残 留 限 量 要求。在采用 GC-MS 测 定 大 豆 中 2，4-D 残 留 的 研 究 中［12］， 优化 了 样 品 前 处 理 过 程，样 品 经 乙 腈-酸 化 水 （ 含 10% 浓 硫
关键词：除草剂 2，4-二氯苯氧基乙酸 残留 检测方法
中图分类号：TS207. 53 S482. 41
文献标识码：A
Baidu Nhomakorabea
农药残留检测方法主要是针对土壤、水源、食品和生物 样 本等介质中的残留，这些残留可以通过人类的各种活动，包 括 饮食，直接或间接地作用于人体，产生各种不良的急性或慢 性 效应。目前在我国登记生产的除草剂共计 12 类，共 约 114 个 品种，苯氧羧酸类除草剂是生产历史 最 长 的 除 草 剂，2，4-二 氯 苯氧基乙酸（2，4-D） 是 这 类 除 草 剂 中 应 用 最 广 的 品 种 ，广 泛 应用于 水 稻、玉 米、麦 类 和 蔬 菜 等 作 物，年 产 量 超 过 5000 吨 ［1 ］。
第 39 卷 第 4 期 2010 年 7 月
卫生研究 JOURNAL OF HYGIENE RESEARCH
文 章 编 号 ：1000 -8020 （ 2010 ） 04 -0519 -04
Vol. 39 No. 4 Jul. 2010 519
·综述·
除草剂 2，4-二氯苯氧基乙酸残留检测方法研究进展
2，4-D不经代谢，主要以原形从尿液中排出，2，4-D在 狗 体 内 与 牛磺酸、谷氨酸、丝氨 酸、甘 氨 酸、半 胱 氨 酸、葡 糖 甘 酸 等 形 成 轭合物，代谢成不确定的代谢产物随尿液排出体外，而在血 液 中 只 含 有 未 经 代 谢 的 2，4-D 原 形［4］。
2 2，4-D 在人体内的残留现状研究
2，4-D 又称 2，4-滴，相对分子量或原子 量 为 276. 90，密 度 1. 2428（20℃ ） ，沸点 146℃ ～ 155℃ （0. 07kPa） ，纯 品 为 无 色 油 状 液 体 。 微 溶 于 水 ，易 溶 于 多 种 有 机 溶 剂 ，呈 弱 酸 性 。
按我国农药毒性分级标准，2，4-D 属 低 毒 除 草 剂，是 一 种 选 择 性 很 强 且 有 内 吸 传 导 作 用 的 除 草 剂 ，该 药 剂 展 着 性 好 ，渗 透力强，易进入植物 体 内，不 易 被 雨 水 冲 刷，因 此 使 用 此 类 除 草剂后，易于在植物 体 内 形 成 残 留。 本 文 针 对 2，4-D 的 基 本 性质以及残留检测相关方法应用进展做一综述。