氣相色譜法在蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

侯 芳 鄭 偉

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南濟(jì)源 459000）

為了保證蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，在其種植過(guò)程中需施加大量的農(nóng)藥，以防止蔬菜遭受病蟲害的侵犯，且隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的農(nóng)藥產(chǎn)品層出不窮，從而使得蔬菜中的某些農(nóng)藥殘留難以被檢測(cè)出來(lái)。人們對(duì)于食品安全的問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)于目前的相關(guān)部門的檢測(cè)技術(shù)提出了新的要求，氣相色譜法，是一種絕佳的幫助緩解這種情況的方式。

1 蔬菜中的農(nóng)藥殘留

1.1 農(nóng)藥殘留的概念

農(nóng)藥殘留，顧名思義，是一個(gè)大范圍的總稱，包括微量農(nóng)藥的本體、有毒元素的代謝物、有毒元素的降解物以及其他雜質(zhì)等，它們都是由蔬菜中被使用的農(nóng)藥在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的，沒(méi)有被分解從而殘留在蔬菜上或者土壤、露水以及空氣中，遺留在蔬菜上的農(nóng)藥會(huì)被蔬菜在生長(zhǎng)的過(guò)程中吸收，在土壤中的殘留農(nóng)藥、在空氣中的殘留農(nóng)藥以及在水中的殘留農(nóng)藥都存在于蔬菜的生長(zhǎng)環(huán)境，因此也會(huì)被蔬菜所吸收，之后這些殘留農(nóng)藥通過(guò)蔬菜的中轉(zhuǎn)，最終進(jìn)入人體，從而危害到人們的健康。

1.2 蔬菜中農(nóng)藥殘留的原因

蔬菜中農(nóng)藥殘留問(wèn)題復(fù)雜，究其原因，可以總結(jié)為兩種。首先一個(gè)原因就是由于蔬菜種植中除蟲防害的手段不靈活，方式單一?，F(xiàn)如今大多數(shù)蔬菜種植戶都缺乏相關(guān)專業(yè)知識(shí)背景，不知道如何正確使用農(nóng)藥，僅知道農(nóng)藥可以除蟲防害，效果明顯，速度快，一發(fā)現(xiàn)蔬菜出現(xiàn)問(wèn)題就立馬使用農(nóng)藥，并加劑量使其作用效果更快，從而保障蔬菜的高品質(zhì)。此外，還有部分蔬菜種植戶不懂得農(nóng)藥的使用方法，將其錯(cuò)誤使用，多次反復(fù)，效果甚微。例如，蔬菜幼苗中常見的白粉病或者霜霉病，白粉病一般用藥要求打在蔬菜葉的正面，而霜霉病則要求打在蔬菜葉的背面才會(huì)有效，且在使用噴灑農(nóng)藥時(shí)最好不要在中午日照最強(qiáng)時(shí)。與此同時(shí)，由于缺乏專業(yè)知識(shí)和專業(yè)防治手段，種植戶大量且頻繁地使用農(nóng)藥，使得蔬菜本身漸漸出現(xiàn)了抗藥性。而當(dāng)這一類蟲害再次出現(xiàn)的時(shí)候，再使用這種農(nóng)藥的同樣劑量已無(wú)法產(chǎn)生效果，使得蔬菜再次遭受迫害，種植戶不得已會(huì)再次加大使用劑量，如此不斷循環(huán)往復(fù)，病蟲害會(huì)在之后的防控中出現(xiàn)增強(qiáng)、變異。與此同時(shí)，有些更加惡劣的種植戶還會(huì)違規(guī)使用一些違禁藥物來(lái)幫助蔬菜生長(zhǎng)和保持其完美的外表，這些違禁藥物殘留對(duì)人的身體健康危害更大。

第二個(gè)原因就是從農(nóng)藥本身出發(fā)，農(nóng)藥產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)成分存在不合理性。現(xiàn)如今，人們對(duì)于無(wú)公害產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，但是對(duì)于無(wú)公害本身的定義卻缺乏了解，其實(shí)從農(nóng)藥本身成分來(lái)看，現(xiàn)在存在于蔬菜上的殘留農(nóng)藥的種類多數(shù)是殺蟲劑類農(nóng)藥，而這些農(nóng)藥多數(shù)含有有機(jī)磷，而其中大多數(shù)有機(jī)磷殺蟲劑都屬于高毒性、高殘留性的農(nóng)藥，但同時(shí)也是被眾多蔬菜種植戶所鐘愛的一類農(nóng)藥，因?yàn)槠渥饔眯Ч黠@，而那些無(wú)公害農(nóng)藥的效果并不如這類有機(jī)磷殺蟲劑，價(jià)格卻比有機(jī)磷殺蟲劑貴了幾倍不止，就會(huì)被棄用。

2 氣相色譜法

2.1 氣相色譜法的定義

氣相色譜法源自有機(jī)化學(xué)，它是將容易揮發(fā)且不容易分解的有機(jī)混合物進(jìn)行分離與成分分析的一種色素技術(shù)手段，這種技術(shù)手段一般被用來(lái)檢測(cè)一些有機(jī)化合物的純度、對(duì)一些有機(jī)混合物中的各個(gè)組分進(jìn)行分析以及對(duì)各個(gè)組分的相對(duì)含量測(cè)定。此外，在一些特殊條件的限定下，還可以對(duì)一些有機(jī)化合物的表征進(jìn)行探究，同時(shí)在目前的各個(gè)小型實(shí)驗(yàn)室中，還可以利用氣相色譜法對(duì)特定混合物進(jìn)行物質(zhì)提純[1]。

2.2 氣相色譜法的分類

氣相色譜法屬于色譜法中的一類，氣相色譜法可以根據(jù)其應(yīng)用的固定相分為兩種，分別是氣固色譜與氣液色譜。氣固色譜是將固體吸附劑作為固定相的一種色譜法，而將表面涂有固定液的單體作為固定相就是氣液色譜法。如果按照色譜分離原理來(lái)分的話，又將氣相色譜法可以分為兩大類，一類為吸附色譜，因?yàn)樵跉夤躺V中將吸附劑作為固定相，所以氣固色譜為吸附色譜，相對(duì)氣液色譜就對(duì)應(yīng)為另一大類——分配色譜；如果按照色譜的操作形式來(lái)看，氣相色譜則可以歸為柱色譜，柱色譜中可以將其根據(jù)顯示色譜柱的寬度大小分為填充柱和毛細(xì)管柱，填充柱的定義為在一根內(nèi)徑為2～6 mm 的金屬管或者玻璃管內(nèi)裝一些固定相的一種，而毛細(xì)管柱也可以分為空心的與填充的兩種類型?？招拿?xì)管柱是指在一根內(nèi)徑為0.2～0.6 mm 的玻璃材質(zhì)或金屬材質(zhì)的管內(nèi)，涂上一些固定液，而填充毛細(xì)管柱就是將一些有孔性顆粒固體加入厚的玻璃管內(nèi)，接著將其趁熱拉長(zhǎng)成一個(gè)毛細(xì)管的形狀，其內(nèi)徑比空心毛細(xì)管柱略大在0.25 mm。

2.3 氣相色譜法的原理

氣相色譜法的分析過(guò)程：首先需要將一定量的液體或者氣體樣品加入色譜柱的一端，之后樣品物質(zhì)會(huì)在固定相和載體氣體的帶動(dòng)下逐漸通過(guò)色譜柱，樣品混合物中由于各個(gè)物質(zhì)大小不同，其運(yùn)動(dòng)的速率也會(huì)不一樣，因而各個(gè)物質(zhì)流出色譜柱的速率和時(shí)間也會(huì)不一樣，其通過(guò)的速率與其成分、固定相的摩擦程度、吸附強(qiáng)度有關(guān)。每一種類型的物質(zhì)分子都具有其特定的通過(guò)速率，每種樣品物質(zhì)都有其特定組成相對(duì)應(yīng)的時(shí)間，從而使其得以分離，而每樣物質(zhì)的流出量也恰好可以確定每個(gè)組分的含量比例，而它們流出的順序和在色譜柱中的通過(guò)時(shí)間就可以用來(lái)表征不同的物質(zhì)[2]。

氣相色譜系統(tǒng)的研究系統(tǒng)是由管柱內(nèi)的填充物質(zhì)和通過(guò)管柱的流動(dòng)氣體組成，將需要分離的混合物加入色譜柱中后，由于填充物固定相與樣品混合物的相互作用，使得樣品混合物各個(gè)組分被吸附或者被溶解在固定相的能力不一樣，即它們?cè)诠潭ㄏ嗷蛘吡鲃?dòng)氣體中的分配系數(shù)不同。每當(dāng)混合組分在柱體內(nèi)部反復(fù)循環(huán)進(jìn)行分離移動(dòng)的過(guò)程中，不斷緩慢前進(jìn)，以不同的速率通過(guò)色譜柱。一般規(guī)律表明，在色譜柱內(nèi)，分配系數(shù)較小的組分在色譜柱內(nèi)停留時(shí)間會(huì)比較短暫，可以比較快地通過(guò)色譜柱，然后把各個(gè)組分從色譜柱中流出時(shí)的濃度與通過(guò)的時(shí)間為軸作圖，從而可以得到一個(gè)完整的色譜圖。因?yàn)榛旌衔锝M分在流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)受渦流擴(kuò)散、縱向擴(kuò)散以及傳質(zhì)阻力等方面的影響，所以色譜圖是一條類似于高斯分布的擬制曲線，而不是一個(gè)四四方方的有棱角的線條。氣相色譜系統(tǒng)的儀器裝置可以分為氣流系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)及其輔助部件等。此外，在進(jìn)入系統(tǒng)以前，需要對(duì)樣品物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理，因?yàn)樵S多化學(xué)混合物的揮發(fā)性都會(huì)過(guò)高或者過(guò)低，極性比較小，穩(wěn)定性也比較差，因而不能直接放入色譜分析儀中，而其衍生物質(zhì)就可以方便進(jìn)入色譜分析儀中。一般的化學(xué)衍生物都具有很高的靈敏度，且衍生物中還會(huì)殘留原有物質(zhì)的一些細(xì)微雜質(zhì)，不會(huì)因此而被除去。

2.4 氣象色譜儀

氣相色譜法所用的氣相色譜儀是專門用來(lái)進(jìn)行分離復(fù)雜混合物樣品的一種化學(xué)分析儀器，其中最為主要的就是其中一個(gè)流通型的色譜柱。它的特點(diǎn)就是狹長(zhǎng)，由于所測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)不一樣，所以在色譜柱中與其中的固定相相互作用，通過(guò)氣流流動(dòng)，以不同的速度帶動(dòng)這些物質(zhì)，當(dāng)物質(zhì)從填充柱的色譜柱中出來(lái)時(shí)，就會(huì)被檢測(cè)出來(lái)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以電信號(hào)的形式顯示，而色譜柱的主體內(nèi)部含有固定相就是用來(lái)分離混合物中不同的組分，將其不同的組分以不同的流動(dòng)速率流出柱體，從而達(dá)到分離的目的[3]。

3 氣相色譜法在蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 電信號(hào)轉(zhuǎn)化法

電信號(hào)轉(zhuǎn)化法是通過(guò)使用電子信息技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)使用電信號(hào)捕捉器檢測(cè)電信號(hào)的出現(xiàn)，將其設(shè)備儀器與氣相色譜法相結(jié)合，可以進(jìn)一步監(jiān)控檢測(cè)蔬菜上經(jīng)常殘留的有機(jī)氯等有毒物質(zhì)，故而在菊酯類的農(nóng)藥產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)用比較多。此類電信號(hào)轉(zhuǎn)化法的應(yīng)用，首先將需要檢測(cè)的樣品放在一個(gè)放射設(shè)備中進(jìn)行放射處理，通過(guò)放射處理之后，將樣品混合物的組分進(jìn)行陽(yáng)極型的干擾，從而使其組分的電子可以有效地向陽(yáng)極的方向運(yùn)動(dòng)，接著在陽(yáng)極作用下，可以對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行抓取，從而捕獲到樣本數(shù)據(jù)，最后再將已經(jīng)處理完成的樣品放入到色譜分析儀中進(jìn)行分離檢測(cè)。從上述的原理可以看出，電信號(hào)轉(zhuǎn)化法中的檢測(cè)器內(nèi)設(shè)有的放射源可以有效地產(chǎn)生熱電子信號(hào)，而此時(shí)其他低于熱電子信號(hào)溫度的電子將會(huì)被動(dòng)地運(yùn)動(dòng)，就此為止檢測(cè)過(guò)程基本完成。但是此方法缺陷就是其作用物質(zhì)種類比較少，只能用于具有較強(qiáng)親和力的有機(jī)物，對(duì)于其他種類的農(nóng)藥殘留物質(zhì)，還需要用其他類型的檢測(cè)方法。

3.2 有機(jī)磷檢測(cè)法

現(xiàn)如今，用于果蔬中的農(nóng)藥大多是有機(jī)磷農(nóng)藥產(chǎn)品，因此在檢測(cè)的過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注磷這種元素，而在氣相色譜法檢測(cè)系統(tǒng)中，是通過(guò)有機(jī)磷檢測(cè)設(shè)備儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，檢測(cè)開始時(shí)首先要將樣品預(yù)處理，將其用乙酸乙酯等具有熔融性的有機(jī)物進(jìn)行提取，在經(jīng)過(guò)過(guò)濾、濃縮以及定容等過(guò)程的處理之后，將預(yù)處理的樣品物質(zhì)加入有機(jī)磷檢測(cè)設(shè)備中，有機(jī)磷檢測(cè)設(shè)備儀器對(duì)于蔬菜上的農(nóng)藥殘留產(chǎn)品中的磷元素特別敏感，微量的元素殘留也能被儀器極快地捕捉到?，F(xiàn)實(shí)中有機(jī)磷檢測(cè)不僅蔬菜上，也被應(yīng)用于蘋果、雪梨、大米等食品的農(nóng)藥殘留檢測(cè)中，應(yīng)用前景十分廣泛，且應(yīng)用限制較小。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，蔬菜現(xiàn)如今作為一種被大眾所推崇的健康食物，被越來(lái)越多的人視為減肥良方，甚至把它當(dāng)作主食，如果其農(nóng)藥殘留量過(guò)多，就會(huì)危害到人們的身體健康。故而本文以蔬菜的農(nóng)藥殘留為開端，分析了農(nóng)藥殘留的原因，探究了氣相色譜法的內(nèi)容，進(jìn)一步討論了其應(yīng)用過(guò)程中的兩種分析檢測(cè)手段。