頂空氣相色譜法測定蔬菜水果中代森錳鋅

林晨，鐘晨晨，蔡大川，張志軍，林澤鵬，方麗，李雪瑩

（中國廣州分析測試中心，廣州 510070）

代森錳鋅（Mancozeb）屬于二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥，為1，2-亞乙基雙二硫代氨基甲酸錳和鋅離子的配位化合物。該物質難溶于水，不溶于大多數(shù)有機溶劑，對光、熱、潮濕不穩(wěn)定，特別是在酸性環(huán)境中易分解出二硫化碳［1］。代森錳鋅是一種優(yōu)良的保護性殺菌劑，屬低毒農(nóng)藥，其殺菌范圍廣、不易產(chǎn)生抗性，防治效果明顯優(yōu)于其它同類殺菌劑，用量一直很大。代森錳鋅具有一定的毒性［2］，其急性經(jīng)口半數(shù)致死量，在大鼠實驗中為10 000 mg／kg；其急性經(jīng)皮半數(shù)致死量，在兔子實驗中為5 000 mg／kg［3］。

目前，已有關于蔬菜瓜果中代森錳鋅檢測方法的報道，徐應明等［4］采用氣相色譜法測定了馬鈴薯和土壤中的代森錳鋅；馬婧瑋等［5］采用反相高效液相色譜、使用依利特C18柱、以乙腈-水為流動相，建立了簡單、快速測定水稻中代森錳鋅的檢測方法；曹愛華等［6，7］采用氣相色譜法和高效液相色譜法分別測定了煙草中代森錳鋅及其代謝物ETU 殘留量。國家標準GB 2763-2012 中規(guī)定了代森錳鋅在食品中的最大殘留限量，其中谷物類食品為1 mg／kg，油料為0.1 mg／kg，蔬菜為0.5～5 mg／kg，水果為1～5 mg／kg。歐盟對蔬菜瓜果中代森錳鋅的最大殘留限值為0.1～10.0 mg／kg［8］。

代森錳鋅在加熱條件下，于密閉反應瓶中可被無機酸分解并生成二硫化碳，筆者利用該反應特點，采用頂空氣相色譜儀測定二硫化碳的含量，從而計算出樣品中代森錳鋅的含量［6］。傳統(tǒng)的頂空氣相色譜法檢測代森錳鋅使用的是強揮發(fā)性無機酸——鹽酸，在加熱條件下鹽酸易揮發(fā)成氣體，儀器損耗很大，因此傳統(tǒng)方法不適用于樣品量巨大的檢測任務。筆者對樣品前處理條件進行改良，不僅降低了檢測過程中儀器的損耗，而且降低了代森錳鋅的檢出限，使代森錳鋅的檢測方法更加完善。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

氣相色譜儀：7890A 型，附帶火焰光度檢測器，安捷倫科技有限公司；

頂空自動進樣器：Colintech（AutoHS）型，成都科林分析技術有限公司；

分析天平：BS224S 型，精度為0.1 mg，賽多利斯公司；

頂空瓶：20 mL，帶內(nèi)涂聚四氟乙烯膜的瓶蓋和鋁密封蓋，安捷倫科技有限公司；

攪拌機：HR7625 型，飛利浦電子香港有限公司；

硫酸、N，N-二甲基甲酰胺、亞氯化錫：分析純，廣州化學試劑廠；

代森錳鋅標準品：純度不小于99.5%，美國AccuStandard 公司；

二硫化碳標準液：分析純，純度不小于99.5%，廣州試劑廠；

實驗用水為去離子水。

1.2 溶液的配制

氯化亞錫-硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液：每100 mL 2.0 mol／L 硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液中含氯化亞錫（SnCl2·2H2O）1.0 g。置于-4℃冰箱保存。

代森錳鋅標準溶液：準確稱取1.00 g 代森錳鋅標準品于裝有少量N，N-二甲基甲酰胺的100 mL容量瓶內(nèi)，以N，N-二甲基甲酰胺定容，混勻，濃度為10.00 mg／mL，臨用前可用N，N-二甲基甲酰胺稀釋到適當濃度。置于4℃冰箱保存。

二硫化碳標準溶液：準確稱取1.00 g 二硫化碳（分析純，經(jīng)重蒸餾）于裝有少量N，N-二甲基甲酰胺的100 mL 容量瓶內(nèi)，以N，N-二甲基甲酰胺定容，混勻，濃度為10.00 mg／mL，臨用前可用N，N-二甲基甲酰胺稀釋到適當濃度。置于4℃冰箱保存。

1.3 樣品處理

準確稱取混勻的果蔬樣品1.00 g 于20 mL 頂空瓶中，加入2 mL 氯化亞錫-硫酸-N，N-二甲基甲酰胺溶液，加蓋密封。放入自動頂空進樣器進行測定，加標回收試驗的樣品處理方法同上，代森錳鋅標準溶液在加氯化亞錫-硫酸N，N-二甲基甲酰胺溶液之前加入。

1.4 儀器工作條件

1.4.1 頂空儀測定條件

載氣壓力：120 kPa；加壓時間：120 s；進樣時間：2 s；放空時間：60 s；樣品平衡時間：30 min；循環(huán)時間：8.5 min；樣品平衡溫度：70℃；閥溫度：105℃；傳輸線溫度：115℃。

1.4.2 氣相色譜條件

柱溫：100℃保持2 min，然后以20℃／min 升至270℃，保持15 min；汽化室溫度：280℃；檢測器溫度：300℃；柱流量：載氣為氮氣，恒流流量為4.0 mL／min；氫氣流量：40 mL／min；空氣流量：450 mL／min，尾吹流量：45 mL／min。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理條件的選擇與優(yōu)化

2.1.1 溶劑的選擇

酸化介質的選擇：在酸性和恒溫加熱條件下，代森錳鋅與氯化亞錫反應，定量產(chǎn)生二硫化碳氣體。選用的酸既要常用，便于推廣，又要是強酸，便于反應的進行，同時要求高溫下不易揮發(fā)或發(fā)生分解，所以選用硫酸作為酸化介質。

溶劑的選擇：氯化亞錫是難溶物，不溶于水，溶于鹽酸溶液、甲醇、乙醚、丙酮、冰乙酸，但實際應用中發(fā)現(xiàn)，醇、乙醚、丙酮、冰乙酸都是低沸點物質。采用的溶劑不僅要求沸點不能太低，同時要求與一定量的硫酸可以互溶。采用水、乙醇、吡啶、N，N-二甲基甲酰胺等溶劑進行試驗，發(fā)現(xiàn)氯化亞錫在N，N-二甲基甲酰胺下溶解度最大，色譜圖基線穩(wěn)定，目標峰形較好，與雜質峰和溶劑峰分離度大，靈敏度較高，適于分離檢測，故選擇N，N-二甲基甲酰胺作為溶劑。

酸化介質濃度的選擇：硫酸溶液濃度的選擇很大程度上影響色譜峰的分離效果。考察不同濃度的硫酸溶液（1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mol／L）對分離效果的影響，結果發(fā)現(xiàn)硫酸溶液濃度從低至高增加時，分離效果良好。當硫酸溶液濃度超過3 mol／L 時，色譜峰出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，靈敏度降低。綜合分離效果、靈敏度等因素考慮，選擇濃度為2.0 mol／L 的硫酸溶液。

2.1.2 加熱溫度的選擇

氯化亞錫與代森錳鋅在恒溫酸性條件下反應，考察了頂空進樣器的加熱溫度對分離效果的影響，考察溫度范圍為50～100℃。結果表明，隨著加熱溫度的升高，色譜峰面積有增大的趨勢，當溫度超過70℃后，色譜峰面積開始下降，且隨著溫度的增加會導致峰形變差，并出現(xiàn)干擾峰。綜上說述，本實驗選擇加熱溫度為70℃。

2.1.3 保溫時間的選擇

實驗發(fā)現(xiàn)，隨著保溫時間增長，峰面積有增大的趨勢，靈敏度也逐漸增大。分別考察了加熱20，30，40，50，60 min 的分析結果，實驗表明，保溫時間越長，峰面積越大，但保溫時間超過30 min 時，峰面積增加不明顯，并且出現(xiàn)干擾峰，峰形變差，故優(yōu)化選擇保溫時間為30 min。

圖1 為選擇條件下測定的樣品色譜圖。

圖1 優(yōu)化條件下代森錳鋅的色譜圖

2.2 線性范圍、檢出限及定量限

使用頂空氣相色譜儀測定代森錳鋅，按照1.2配制一系列代森錳鋅標準溶液，質量濃度范圍為0.000～1.500 μg／mL，代森錳鋅溶液質量濃度X與色譜峰面積Y的線性方程為Y=51 821X-1 643.3，相關系數(shù)（r2）為0.999 1。以信噪比（S／N）大于3 確定檢出限（LOD）為0.05 mg／kg，以信噪比大于10確定的定量限（LOQ）為0.1 mg／kg。

2.3 重復性及方法回收率

使用建立的頂空氣相色譜法重復6 次測定配制的0.500 μg／mL 代森錳鋅標準溶液，分別準確稱取1.00 g 蘋果和生菜樣品，攪拌均勻后分別加入代森錳鋅標準溶液，樣品處理操作步驟同1.3，每個樣品添加濃度分別為0.1，1，2 mg／kg，每個添加濃度重復測定6 次，測定結果見表1。由表1可知，測定結果的相對標準偏差為1.52%～1.97%，代森錳鋅在蔬菜和水果不同基質中的添加回收率為101%～103%，表明本法精密度、準確度均較高。

表1 加標回收試驗結果

3 結語

采用加熱、酸性氯化亞錫-硫酸溶液的條件下測定蔬菜和水果中的代森錳鋅，將其轉化成二硫化碳，頂空氣相色譜儀測定二硫化碳的含量，從而計算出樣品中代森錳鋅的含量。優(yōu)化了樣品前處理條件，如溶劑、酸濃度、加熱溫度及保溫時間。該方法簡單、快速，其精密度、回收率均能滿足農(nóng)藥殘留分析要求，適合大批量蔬菜和水果中代森錳鋅殘留量的快速定性和定量分析。

［1］ GB 20669-2006 代森錳鋅原藥［S］.

［2］ 龔鵬博.殺菌劑乙酸銅在果樹清園中的應用［J］.農(nóng)村百事通，2012，23: 22-23.

［3］ 蔡道基.農(nóng)藥環(huán)境毒理學研究［M］.北京：中國環(huán)境科學出版社，1999: 11-18.

［4］ 秦冬梅，徐應明，黃永春，等.代森錳鋅及其代謝物乙撐硫脲在馬鈴薯和土壤中的殘留動態(tài)［J］.環(huán)境化學，2008，27(3): 305-308.

［5］ 馬婧瑋，董姝君，游文宇，等.甲基化衍生-高效液相色譜法檢測代森錳鋅在花生中的殘留量［J］.農(nóng)藥學學報，2007，9(3):297-300.

［6］ 李義強，曹愛華，徐光軍，等.代森錳鋅及其代謝產(chǎn)物在煙草中殘留分析方法研究［C］.中國煙草學會2004 年學術年會論文集，2004.11.

［7］ 曹愛華，徐光軍，李義強，等.代森錳鋅在煙草中的殘留分析［J］.煙草科技，2005(7): 24-26.

［8］ SN 0157-1992 出口水果中二硫代氨基甲酸酯殘留量檢驗方法［S］.