实验十四 植物中有机农药残留的测定

实验十四 植物中有机农药残留的测定

一、实验目的

1. 理解从植物中提取有机农药的原理和方法；

2. 掌握气相色谱法的定性、定量测定方法；

3. 培养学生独立开展科学实验的综合设计能力及操作技能；

4. 培养学生的科技论文写作能力。

二、实验要求

1. 参考本实验讲义给出的“气相色谱法测定糙米中有机磷农药三唑磷的残留量”和“气相色谱法测定苹果中拟除虫菊酯类杀虫剂甲氰菊酯的残留量”例子，设计一个针对市场农产品有机农药残留量的分析实验；

2. 根据实验结果撰写一篇小论文，参考文献不少于5篇。

三、实验原理

选择三种有代表性的农药，运用气相色谱进行植物果实中有机农药的残留测定。三唑磷是具有触杀、胃毒作用的广谱、高效、中等毒性的有机磷杀虫、杀螨剂，可用于防治水稻的螟虫、纵卷叶螟等。甲氰菊酯是具有一定杀螨活性但不含氟的合成拟除虫菊酯杀虫剂，用于果树、棉花、蔬菜等作物。有机氯农药六六六有7种立体异构体(α、β、γ、δ、ε、η和θ)，一般检测前4种异构体；六六六性质稳定，在环境中和植物体内残留期长。这三种化合物的结构如图1所示。

三唑磷 六六六 甲氰菊酯

(Triazophos) (Benzene hexachloride) (Fenpropathrin)

图1. 三种农药的化学结构式

以上三种农药都具有水溶性低、脂溶性高、在有机溶剂中分配系数大的特点。因此，本实验三种目标化合物采用有机溶剂提取，经净化后，用氮磷检测器(NPD)或电子捕获检测器(Ni63 ECD)进行检测。用标准化合物的保留时间定性，用峰面积外标法定量。

四、实验仪器和试剂

1. 实验仪器

气相色谱仪(附有NPD、Ni63 ECD 和气相色谱工作站)；旋转蒸发仪；K-D 浓缩器；万分之一精确电子天平；回旋式振荡器；旋片式真空泵；电热恒温水浴锅；超声波仪；组织捣碎机；抽滤装置；马弗炉；玻璃层析柱(8 mm×18 cm)；250 ml 脂肪提取器及其它实验室常用器具。

2. 实验试剂

丙酮；二氯甲烷；石油醚；乙醇；乙酸乙酯；正己烷；浓硫酸等。上述试剂均为分析纯。无水硫酸钠，分析纯，经450 ℃烘4 h；中性氧化铝，分析纯，经450 ℃约烧4 h，用前在130℃下活化3 h，加5%蒸馏水脱活；celite545 助滤剂；30～80目硅藻土；脱脂棉；弗罗里硅土，分析纯，130 ℃烘12 h后，置干燥器中储存备用。

三种实验用农药：三唑磷(99%，湖北省沙隆达股份有限公司、中国农药质检中心提供)；甲氰菊酯(95%，大连瑞泽农药股份有限公司、常州市宝利德农药有限公司提供)和六六六(α、γ、δ、β-BHC单组分标样或混标，农业部环境保护科研监测所、中国标准研究所、中国标准技术开发公司标样部提供)。

五、实验步骤

1. 气相色谱法测定糙米中有机磷农药三唑磷的残留量

(1) 对照品标准溶液的制备

准确称取微量三唑磷标准品，先用少许丙酮溶解后，加入石油醚配成不同浓度的标准液：0.05、0.1、0.2、0.5、1、2.5、5和10 mg/L。气相色谱法测定，以进样量为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

(2) 糙米样品中三唑磷的提取与纯化

取具有代表性糙米，在组织捣碎机中粉碎后，称取50 g于250 mL具塞三角瓶中，加丙酮60 mL，于振荡水浴锅中室温下振荡提取40 min后抽滤，滤渣加40 mL丙酮再振荡提取20min，抽滤，合并滤液于250 mL分液漏斗中，然后用30、20 mL二氯甲烷两次振摇，液-液分配萃取。静置分层后，收集下层有机相。合并二次有机相于250 mL具塞三角瓶中，加无水硫酸钠3 g振摇脱水，过滤后于旋转浓缩仪中在50 ℃下浓缩至2 mL，待净化。

在长为18 cm，内径8 mm 的玻璃层析柱上依次填入4 g无水硫酸钠，4 g中性氧化铝+1 g活性炭粉+ 0.5 g助滤剂的混合吸附剂，二氯甲烷湿法装柱，上层再填入4 g无水硫酸钠，用20 mL 二氯甲烷预洗，弃去预洗液，将上述待净化的浓缩液倒入柱中，用30 mL + 30 mL二氯甲烷淋洗，收集淋洗液，于K-D浓缩器中浓缩近干，用石油醚定容至1 mL，待测。

(3) 气相色谱测定

DB-17毛细管色谱柱(15 m × 0.53 mm)。温度：柱箱230 ℃、气化室260 ℃、检测室260℃。气体流速：载气(高纯氮≥99.99%) = 10 mL/min、氢气 = 6 mL/min、尾吹气40 mL/min，进样量1 μL，NPD检测。

(4) 方法评价

测定方法的准确度以全过程标准添加回收率来衡量，方法的精密度以测定结果的变异系数来衡量。

① 方法精密度测定

在上述色谱条件下连续对同一标样2.5 mg/L进行5次平行进样，确定本试验方法的重现性。

② 添加回收率

取糙米空白样品50 g，分别添加三唑磷标准样0.02、0.2、1 mg/kg，每处理重复3次，按上述方法、色谱条件进行检测，用峰面积外标法定量，确定三唑磷的平均回收率。

③ 方法检测限的测定

进行空白实验，测定空白值，并根据公式，检测限 = 空白值的平均值 + 3 × 空白值测定的标准偏差，计算方法检测限。

2. 气相色谱法测定苹果中拟除虫菊酯类杀虫剂甲氰菊酯的残留量

(1) 对照品标准溶液的制备

准确称取微量甲氰菊酯标准品，加入乙酸乙酯:石油醚5:95(V/V)混合液配成不同浓度的标准液：0.05、0.1、0.2、0.5、1、2.5、5 和10 mg/L，气相色谱法测定。

(2) 苹果样品中甲氰菊酯的提取与纯化

取50 g苹果切碎样品，置250 mL具塞三角瓶中，加入100 mL1:1的丙酮:石油醚混合提取液，震荡提取30 min，减压过滤，用60～100 mL混合提取液冲洗碘量瓶及布氏漏斗4次，合并滤液待净化处理。

将滤液转入500 mL分液漏斗，加200 mL2%硫酸钠溶液，充分振荡后静置分层。上层经 无水硫酸钠脱水后注入烧瓶中，并用20 mL石油醚冲洗漏斗；下层转入另一分液漏斗，加入30 mL石油醚，充分振荡后静置分层，下层弃掉；上层经无水硫酸钠脱水后注入上述烧瓶中。同样用20 mL石油醚冲洗分液漏斗，将烧瓶中收集液用旋转蒸发器浓缩到2～5 mL，用柱层析净化。玻璃层析柱规格为1.5 cm × 25 cm，上、下各装5～10 g无水硫酸钠，中间装4 g弗罗里硅土，用30 mL乙酸乙酯:石油醚5:95(V/V)混合淋洗液预淋，然后加入上述浓缩液，用80 mL 混合淋洗液淋洗。收集全部淋洗液，浓缩定容至10～25 ml，待气相色谱测定。

(3) 气相色谱测定

色谱柱：内径0.3 cm × 60 cm 玻璃色谱柱；

固定相：3 %OV - 101/Gas Chrom Q 60～80目；

操作温度：气化室240 ℃、柱室210 ℃、检测器220 ℃；

气体流量：N2 = 120 mL/min；ECD检测；

脉冲：15 us；

灵敏度×衰减：10-3×1/16-1/32。

进样量为1 μL。

(4) 方法评价