蔬菜中4种农药残留去除技术研究

安徽农业大学学报，2006，33(2)：183—188 Journal of Anhui Agricultural University 蔬菜中4种农药残留去除技术研究 汤 锋 ，邓大鹏 ，刘根凤 ，操海群 ，岳永德¨，花 日茂’ (1．安徽农业大学资源与环境学院，合肥230036；2．中国林学会，北京 100091；3．国际竹藤网络中心，北京 100102) 摘 要：以黄瓜为介质，采用正交设计，研究了不同处理方法组合对毒死蜱、百茵清、三唑酮和农利灵等4 种常用农药残留的去除效果。结果明，各种处理对黄瓜中4种农药有一定的去除作用，去除率分别为毒死蜱 26．61％一77．98％、三唑酮8．10％一62．86％、百茵清75．26％～95．25％和农利灵l6．45％一79．45％。以4种农药 平均去除率为依据，影响去除效果的因素大小依次为添加剂类型 >浸泡时间 >臭氧处理 >漂洗次数。去除方 法优化组合为将蔬菜放入2％食醋或食用碱水溶液，用臭氧处理20 min，继续浸泡25 min，用自来水漂洗2次，每次 1 min。以该优化的处理组合，测定了不同蔬菜中4种残留农药的去除效果，结果表明，毒死蜱去除率为41．14％一 75．7l％、三唑酮为36．98％一67．08％、百茵清为22．59％一88．72％和农利灵为29．86％一90．17％；去除率大小为 菜豆类>叶幕类>茄果类蔬菜。臭氧对4种农药去除效果的影响次序为农利灵 >毒死蜱>三唑酮>百茵清，臭氧 处理时密封，去除率均高于敞口的处理，处理方式对结果的影响次序为三唑酮>毒死蜱>农利灵>百茵清。 关键词：蔬菜；农药残留；去除效果；正交设计 中图分类号：s481．8 文献标识码：A 文章编号：1672—352X(2006)02-0183-06 Reduction of four kinds of pesticide residues in vegetables TANG Feng ，DENG Da．peng‘ ，LIU Geng．feng ，CAO Hai．qun ，．YUE Yong．de ，HUA Ri．mao (1．School of Resources＆Environment，Anhui Agricultural University，Hefei 230036； 2．Chinese Society of Forestry，Beijing 100091；3．International Center for Bamboo＆Rattan，Beijing 100102) Abstract：A reduction method of pesticide residues in vegetables was developed．To optimize the method，the residue reduction factors were measured under different treatments designed by orthogonal array；The resuhs showed that removal ratios of chlorpyrifos，triadimefon，vinclozolin and ehlorothalonil in cucumber were 26．61％ 一 77．98％ ，8．10％ ～62．86％ ，75．26％ 一95．25％ and 16．45％ 一79．45％ ，respectively．According to the average percentage of pesticide residues removed．the sequence of 4~ctom was adjuvant>soakage time>time of ozone treatment>rinse times．After optimization．vegetables were treated for 20 min in tap water plus 2％ vinegar with O- zone．followed with soakage for 25 min．and then rinsed with tap water for 2 min．The resuhs indicated that removal rates of chlorpyrlfos．triadimefon．chlorothalonil and vinclozolin in 5 kinds of vegetables were 41．14％ ～75．71％ ， 36．98％ 67．08％ ．22．59％ ～88．72％ and 29．86％ 一90．17％ ，respectively． Key words：vegetable；pesticide residue；removM effect；orthogonal design 蔬菜是人们日常生活中必不可少的食品。我国 是蔬菜生产大国，蔬菜产业在我国经济发展中，特别 是在农业结构调整过程中占有重要地位。目前，我 国年人均蔬菜占有量已达 310 kg，大大超过世界人 均 105 kg的水平，蔬菜产量和品种丰富度已基本能 满足社会需求。 据统计，蔬菜是当前使用农药量最多的作物，其 杀菌剂和杀虫剂的用量均占农药总用量的50％。 收稿 日期 ：2005—11—15 基金项目：国家自然科学基金项目(30370948)资助。 作者简介：汤 锋(1969一)，男，博士研究生，副教授。 通讯作者(Corresponding author) 维普资讯 http://www.cqvip.com 安 徽 农 业 大 学 学 报 2006 近年来，因不科学地使用农药致使农药残留超标而 引起中毒的事件时有发生，已引起人们高度关注。 选择有效的方法，去除蔬果上的残留农药，已成为当 前群众亟待解决的生活难题，也是农药安全使用研 究热点之一。应用臭氧、洗涤剂、高温或热水处理等 物理、化学方法去除蔬菜、水果中残留农药已有一些 报道 1-3]，Soon等在用臭氧培养豆芽的试验中发现， 臭氧可有效降解豆芽上的农药 。Hwang等用臭氧 降解苹果上的代森锰锌 J，章维华等研究了臭氧降 解大白菜中农药残留 J。唐晓伟等比较了不同洗 涤方式对蔬菜中有机磷农药的移除 ，张存政等研 究了不同处理方式对叶菜中高效氯氰菊酯的消 解 。 目前我国难以在短期内从源头解决农药残留超 标问题，为保障消费者身心健康和生命安全，采取技 术手段降解农产品中的残留农药是一项可采用的应 急措施。为此，作者研究了蔬菜中残留农药去除方 法不同组合，优化筛选出一种简单有效的去除方法， 能有效降低蔬菜中农药残留量。 1 材料与方法 1．1 农药与试剂 1．1．1 农药品 毒死蜱，99．5％，浙江大学环 境毒理研究所惠赠；乙烯菌核利(农利灵)，99．0％， Riedel—Deha~n公司；三唑酮，92．6％，国家农药质检 中心(北京)；百菌清，99．0％，安徽省化学工业研究 院惠赠。 1．1．2 农药制剂与试剂 48％毒死蜱乳油，上海秦 禾集团有限公司；50％农利灵干悬浮剂，巴斯夫贸易 (上海)有限公司；75％百菌清可湿粉剂，江阴市利 港精细化工厂；15％三唑酮可湿性粉剂，上海开联化 工有限公司。 乙酸乙脂、石油醚、丙酮、无水硫酸钠等均为分 析纯。 1．2 试验材料 黄瓜、番茄、小青菜、四季豆、空心菜和甘蓝均从 菜市场购买。 1．3 仪器设备 Agilent6890气相色谱仪，具酗Ni电子捕获检测 器，美国安捷伦科技有限公司。N．EVAPTM 112氮 吹仪，Organomation Associate，Jnc；SQ21 19多功能食 品加工机，上海帅佳电子科技有限公司；KQIO0超 声波清洗器，昆山市超声波仪器有限公司。FSJ． 220G果蔬杀菌农药降解机，中奥环保高科技有限责 任公司。臭氧产量230 mg·h～。 1．4 试验方法 1．4．1 蔬菜农药处理 将从市场上购买的新鲜蔬 菜洗净，用吸水纸吸干表面水。将清洗过的蔬菜用 4种农药稀释液，浸泡5 min，取出自然晾干，于室温 放置12 h，待用。 4种农药的稀释倍数分别为，48％毒死蜱乳油 1 000倍、50％农利灵干悬浮剂1 000倍、75％百菌清 可湿性粉剂 500倍、15％三唑酮可湿性粉剂1 500 倍。 1．4．2 残留去除方法的优化 选择臭氧处理时间、 浸泡时间、漂洗次数、添加其它物质种类等4因素， 每因素设5水平，按L (5 )正交表设计，筛选残留 去除的优化处理条件，具体设计见表2。 取经农药处理的黄瓜，分别浸入处理液进行去 除农药残留处理。将漂洗后的黄瓜用吸水纸吸于表 面水，待提取、检测。 同时取未经去除处理的黄瓜样品作为对照，每 处理重复3次。 1．4．3 不同蔬菜农药残留去除处理方法 量取 2O mL食醋，加入自来水至1 L，取经农药处理的蔬菜 样品约150 g，整体浸入食醋液中，通人臭氧处理20 rain，停止通臭氧，继续浸泡25 rain，取出蔬菜样品， 用自来水漂洗2次，每次1 min。用吸水纸吸干表面 水，待提取、检测。 同时取未经去除处理的蔬菜样品作为对照，每 处理重复3次。 1．4．4 提取方法 取蔬菜样品100 g，用多功能食 品加工机匀浆，从中准确称取蔬菜匀浆 l0 g，加入 20 mL乙酸乙酯、10 g无水硫酸钠，于超声波水浴中 振荡提取5 min，过滤，滤液经无水硫酸钠脱水，用乙 酸乙酯定容至25 mL，从中移取0．5 mL于5 mL容 量瓶中，用氮吹仪吹至近于，用石油醚溶解并定容至 5 mL，待气相色谱检测。 每处理重复3次。 1．4．5 添加回收率测定 在黄瓜样品中，添加4种 农药标准品溶液，使添加浓度为0．1、1．0、5．0 mg- kg～，摇匀，静置平衡30 rain，按 1．4．4方法提取，气 相色谱检测，计算添加回收率。 1．5 气相色谱检测 Aglilent6890气相色谱仪，具印M 电子俘获检测 器(GC．IxECD)。 色谱柱：HP．1，30 m×0．32 mm×0．25 m毛细 管柱。 操作条件：检测器温度 320~C；进样 口温度 260oC；程序升温60~C，保持 2 min，以30℃ ·min 维普资讯 http://www.cqvip.com 33卷2期 汤 锋等 蔬菜中4种农药残留去除技术研究 升温至 180oC；5 ·min 升温至 200~C，保持 1O min；15 oC·min 升温至260℃，保持6 rain。载气 为高纯氮气，1．5 mL·min。。。 此条件下4种农药的保留时间分别约为百菌清 9．55 min、乙烯菌核利 10．37 min、三唑酮 11．23 rnin 和毒死蜱 11。34 min。 1．6 结果计算 农药残留去除率 (j))：DI％ ： ×1o0， 11 式中，尺 为对照样品残留量／mg·kg～，尺 为处理样 品残留量／rag·kg“。。 正交试验结果采用Minitab Release 14．13统计 软件处理。 2 结果与 2．1 检测方法的准确度、精密度和灵敏度 在黄瓜中添加浓度为0．i、i．0、5．0 mg·kg 的 4种农药，添加回收结果及最低检测限见表 1，气相 色谱图见图1。由表中数据可以看出，4种农药在3 个添加浓度水平下，添加回收率均在80％ 一110％ 问，相对标准偏差低于20％，符合农药残留分析要 求。4种农药在给定的检测条件下，分离良好，能准 确定性、定量测定，最低检测限满足检测要求。 表 1 4种农药的添加回收率与最低检测限 Table 1 Recoveries and LODs of 4 kinds of pesticides ldlz 35 3O 25 20 l5 1O 5 0 kHz 35 3O 25 2O 15 10 5 0 ECDI A， (TF200501＼05060222。D) 2 4 6 8 10 12 14 t／min 雷 1 4种农药气相色谱图 Figure 1 GC chromatogram of 4 kinds of pesticides 2．2 去除处理方法的优化 按照 (5 )正交表设计的试验结果见表2，由 表中可以看出，未经去除处理的黄瓜中，4种农药的 残留量分别为毒死蜱 15．33 rag·kg～、三唑酮为 5．25 mg·kg～、百菌清61．92 mg·kg 和农利灵 9．41 mg·kg～。经过不同组合的去除处理，4种农 药在黄瓜中的残留量均有不同程度减少，毒死蜱去 除率为26．61％～77．98％，三唑酮去除率为8．10％ 一 62．86％，百菌清去除率为75．26％ 一95．25％，农 利灵去除率为 16．45％一79．45％。 采用不同处理组合，农药残留去除效果存在差 异，对正交结果进行直观分析，极差见表3。由极差 分析结果可以看出，对于毒死蜱，影响去除效果的因 素大小依次为浸泡时间>添加剂类型>漂洗次数> 臭氧处理，其去除处理的最佳组合为在自来水中添 加2％洗涤剂或食醋或食用碱(三者差异不显著)， 将黄瓜在其中浸泡25 rain，不用臭氧处理，然后取出 用自来水漂洗4次，每次l min。 对于三唑酮，影响去除效果的因素大小依次为 浸泡时间>添加剂类型>漂洗次数>臭氧处理，其 去除处理的最佳组合为在自来水中添加 2％食用 碱，将黄瓜在其中浸泡20 min，臭氧处理20 min，然 后取出用自来水漂洗4次，每次1 rain。 对于百菌清，影响去除效果的因素大小依次为 添加剂类型 >漂洗次数>臭氧处理 >浸泡时间，对 其去除最佳组合为加2％洗涤剂，将黄瓜在其中浸 泡20 rain，臭氧处理20 min，然后取出用自来水漂洗 维普资讯 http://www.cqvip.com 安 徽 农 业 大 学 学 报 2006 4次，每次 1 rain。 对于农利灵，影响去除效果的因素大小依次为 添加剂类型>臭氧处理 >浸泡时间>漂洗次数，其 去除处理的最佳组合为在自来水中添加2％食用 碱，将黄瓜在其中浸泡20 rain，臭氧处理20 rain，然 后取出用自来水漂洗4次，每次 1 rain。 取4种农药去除率平均值，进行极差分析，影响 去除效果的因素大小依次为添加剂类型>浸泡时间 >臭氧处理 >漂洗次数，去除效果优化组合为2％ 食醋或食用碱水溶液，用臭氧处理20 rain，继续浸泡 25 rain，用自来水漂洗2次，每次1 rain。 2．3 不同种类蔬菜残留农药去除效果 按照4种农药平均去除效果确定的最佳组合， 比较了不同蔬菜中4种农药残留的去除效果。结果 由表4可以看出，四季豆、番茄、空心菜、甘蓝和小青 菜等 5种蔬菜 中，毒死蜱去除率为 41．14％ 一 75．71％、三唑酮为 36．98％ 一67．O8％、百菌清为 22．59％～88．72％、农利灵为29．86％一90．17％。 同样条件下，5种蔬菜中，农药平均去除率依次 为四季豆>小青菜>甘蓝>空心菜>番茄；从蔬菜类 别上看，农药残留去除效果为菜豆类>叶菜类>茄果 类蔬菜，这与不同蔬菜表面结构及表面积大小有关。 表 2 不同处理方法对黄瓜上残留农药去除结果的影响 Table 2 RemovM effects of 4 kinds of pesticide residues in cucumber 注：A为臭氧处理时间／min；B为浸泡时间／min；C为漂洗次数，即每次漂洗 1 min；D为添加剂种类 ，即1．洗涤剂，2．食用 碱，3．竹醋，4，食醋，5．淀粉。 Not。：A，Time of ozone treatment(min)；B，Soaking time(min)；C，Rin8e times；D ，Adjuvant，i．e．1．8cour，2．edible alkali． 3．bamboo vinegar，4．vinegar ，5．strach． 维普资讯 http://www.cqvip.com 33卷2期 汤 锋等 蔬菜中4种农药残留去除技术研究 187 ． 表4 优化方法对不同种蔬菜农药残留去除率的比较 Table 4 Removal effects of pesticide residues in different vegetables I．毒死蜱Chlorpyrifos；Ⅱ．三唑酮Triadimefon；m．百菌清Chlomthalonil；IV．农利灵Vinclozolin 表5 不同臭氧处理方式对农药去除率的影响 Table 5 EffectS of different treatments on removal ratios ％ 注：表中数据为3次重复的平均去除率。 Note：The data in the table ale the average removal ra~ios of three replication 维普资讯 http://www.cqvip.com 安 徽 农 业 大 学 学 报 2006益 2．4 臭氧不同处理方式对农药去除效果的影响 为获得去除效果好的处理方式，评价臭氧对去 除农药残留的贡献，比较了2％食醋溶液中不同臭 氧处理方式下残留农药的去除率，结果见表5。由 表5可以看出，臭氧对农药残留去除率有较大的影 响，未用臭氧降解的处理，4种农药的去除率均显著 低于用臭氧降解的处理，臭氧对4种农药去除效果 的影响次序为农利灵 >毒死蜱>三唑酮 >百菌清。 臭氧处理时容器是否封口，对结果也有较大影响，密 封的处理，4种农药的去除率均高于敞口的处理，这 对于三唑酮和毒死蜱表现得更突出，不同处理方式 对结果的影响次序为三唑酮>毒死蜱>农利灵 >百 菌清。 表5结果还表明，食醋对4种农药残留去除有 一 定的作用，这种影响的次序为农利灵 >毒死蜱 > 三唑酮>百菌清。 3 讨论 在机理上，蔬菜中残留农药的去除存在两种完 全不同的方式，其一是残留农药发生降解，分解为母 体化合物以外的降解产物，即化学去除；其二是残留 农药由蔬菜中转移至清洗液，农药本身并未发生变 化，即物理去除。一般情况下，这两种移除方式会同 时存在，至于以哪种方式为主，显然与农药理化性质 及处理方法有关。本试验结果表明，不同处理因素 组合对4种残留农药去除效果存在差异，但这种差 异在不同农药中表现不同，排列次序为三唑酮 (54．76％)>农利灵(51．54％)>毒死蜱(51．05％) >百菌清(19．99％)。出现这种现象的原因主要是 因为百菌清极易水解 J，它从蔬菜中的去除应以化 学降解为主。对另外3种农药的去除机理，尚待进 一 步研究。 臭氧处理是现在应用较多的一种降解农药的手 段。臭氧是一种强氧化剂，主要使农药分子化学键 断裂，生成小分子产物挥发或溶于水中。值得注意 的是，有些农药尽管发生了降解，其降解产物同样具 有毒性甚至有毒性超过母体化合物的现象。臭氧处 理是否存在形成毒性更大的降解产物，还有待深入 研究。 参考文献： [1]Krieger R I，Brutsche—Keiper P，Crosby H R，et a1．Reduc— tion of pesticide residues of fruit using water only or plus fit (tm)fruit and vegetable wash[J]．Bull Environ Contam Toxicol，2003，70：213—218． [2]王多加，胡祥娜，禹绍周，等．臭氧对蔬菜中农药残留降 解效果的研究[J]．现代科学仪器，2003(6)：47_49． [3]宗荣芬，梅建新，刘文卫．去除蔬果中农药残留的方法 研究[J]．职业与健康，2004，20(10)：8-9． [4]Soon Dongkim，H-Doo Kim，Mee—Zapark，et a1．Effect of ozone water on pesticides residual contents of soybean sprouts during cultivation[J]．Korean J Food Sci Technol， 2000，32(2)：277—283． [5]Eun-Sun Hwang，Jerry N Cash，Matthew J Zabik．Posthar- vest treatments for the reduction of mencozeh in fresh ap— pies[J]．J agric Food Chem，2001(49)：3127-3132． [6]章维华，陈道文，杨红，等．用臭氧降解蔬菜中的残留农 药[J]．南京农业大学学报，2003，26(3)：123-125． [7]唐晓伟，何洪巨，李武．蔬菜上有机磷农药残留及洗涤 的影响[J]．现代仪器，2003(4)：29-32． [8]张存政，骆爱兰，王冬兰，等．消解法去除食用叶菜中高 效氯氰菊酯残留方法的研究[J]．农业环境科学学报， 2004，24(1)：196—200． [9]李学德，花日茂，岳永德，等．百菌清水解的影响因素研 究[J]．安徽农业大学学报，2004，31(2)：131—134． 维普资讯 http://www.cqvip.com