食品中有机锡农药残留及重金属含量测定

时间：2024-07-28

刘楠

（临沂市疾病预防控制中心山东临沂 276001）

1 前言

比重大于5的金属被称为重金属。人们了解的重金属大部分具有毒性，如铅（Pb）、铬（Cr）、汞（Hg）等重金属，生物毒性明显；镍（Ni）、钴（Co）、锌(Zn)、铜（Cu）等，具有一定毒性；砷（As）不属于重金属，但其危害性与重金属高度相似，因此也归属于重金属范畴[1，2]。

2 重金属的危害

As:以 “砒霜”为人们熟知，毒性极强，也是当前公认的致癌物，可引起肾癌、膀胱癌、肺癌以及皮肤癌。

锡（Sn）:吸入过多会引起口干舌燥、呼吸困难、胸闷、腹泻、恶心、头晕等症状，还会降低血钙含量，症状严重时会引起肠胃炎。Sn中毒会对患者的肝脏功能与神经系统造成严重损害。

钒（V）:对人的呼吸道、咽、鼻、眼均具有刺激，容易引起咳嗽，还会与钙（Ca）竞争，降低血钙含量。V经吸收后可进入全身，累及心脏、肠胃以及神经系统等。

Ni:硬度高，耐碱、酸，流行病学发现，Ni化合物是引起Ni冶炼工人肺癌、鼻癌的重要原因。

Co:Co的同位素中，除了59Co是稳定同位素无放射性以外，其余的4种同位素均具有放射性。60Co的辐射性极强，对血液细胞组织损害极大，会造成白细胞计数降低，引发血液系统疾病，严重时罹患白血病。

Cr:毒性与价态关系密切，Cr6+极易被人体吸收，其毒性是Cr3+的100倍。Cr6+可通过黏膜、呼吸道、皮肤、消化等进入人体。由消化道侵入时，常引起腹痛、呕吐；经呼吸道侵入可引起支气管炎、咽炎、鼻炎等；经皮肤侵入常引起湿疹、皮炎等。Cr6+还有致突变、致癌、致畸的危害。

Hg:俗名水银，容易转化为甲基汞（CH3Hg），CH3Hg毒性极强，进入人体会侵犯神经系统，导致动作迟缓、肌肉震颤、手脚麻木、头晕头痛等。Hg中毒可引起尿毒症、血尿、肝炎以及肾炎。

Pb:对骨骼造血功能、男性生殖系统、消化系统以及神经系统均有危害。

3 食品有机锡农药残留的测定

3.1 背景

三唑锡（C20H35N3Sn）与毒菌锡（C18H16OSn）都是广泛使用的有机锡农药。前者为广谱杀螨剂，在花卉、蔬菜、水果的螨害防治应用广泛；后者为广谱杀菌剂，在水稻、马铃薯瘟病防治中应用广泛，对果树、蔬菜的真菌性、细菌性病害防治效果明显。2种农药均具有一定毒性，会明显蓄积，因此，必须对食品中的农药残留量进行严格检测。

2种农药均为有机锡化合物，国内外常用液相色谱法（LC）、气相色谱法（GC）检测。有机锡化合物挥发性差，GC分析需要对样品进行处理，操作烦琐；LC处理简单，能避免试剂干扰、衍生反应副反应以及衍生物稳定性差的问题[3]；电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析速度快、选择性高、灵敏度高，联合高效液相色谱（HPLC）测定海产品中的有机锡化合物，效果理想。本文以梨果为例进行探索，旨在建立一种快速、灵敏、重现性好的方法测定食品中的有机锡农药残留。

3.2 仪器与试剂

仪器:HPLC仪；ICP-MS仪；振荡器；旋转蒸发仪；超纯水装置。

试剂:C20H35N3Sn、C18H16OSn标准品；甲醇（CH3OH）；三乙胺（（C2H5）3N）；乙酸（CH3COOH）；丙酮（CH3COCH3）；正己烷（C6H14）；新疆酥梨；水晶梨；酥梨。

3.3 实验方法

3.3.1 制备标准储备液

准确称取适量C20H35N3Sn和C18H16OSn，分别放置于25 mL棕色容量瓶内，用CH3OH溶解定容，配制为100μg/mL的C20H35N3Sn、C18H16OSn标准储备液，在4℃冰箱中保存，每次使用前逐级稀释至目标浓度[4]。

3.3.2 仪器条件

色谱条件:色谱柱为 Pursuit 5μ-C18；流速为1mL/min；进样量 20μL；分流比 1∶1；流动相为 CH3OHCH3COOH-（C2H5）3N 盐缓冲溶液，pH 为 3.5；柱温 30℃；波长210 nm。

ICP-MS参数:雾化室 0℃；角镜-222 V；第一、第二、第三离子透镜分别为-1 V、-186 V、-193 V；采样深度为7 mm；壳气0.18 L/min；辅助气1.8 L/min；等离子体气18L/min；雾化气0.92 L/min；RF功率1400W。

3.3.3 样品前处理

制备样品:从当地市场购买新鲜梨，用自来水和二次水冲洗，晾干去皮，用榨汁机分别将梨皮与果肉榨汁，转移入样品袋密封，4℃条件下保存备用。

处理样品:称取样品5g，放入50mL离心管中，加入 CH3COCH3-CH3COOH（99∶1）提取液，以 2500 r/min速度振荡10 min，以4 000 r/min速度离心15 min，将上清液转入烧瓶管，重复提取残渣2次，合并所有提取液，在40℃水浴减压浓缩10min。取10mL C6H14萃取3次，每次5 min，合并萃取液，浓缩至1 mL，等待净化[5]。

净化:分别采用10 mL C6H14与水活化硅胶固相小柱，将萃取液加入小柱，并把1 mL C6H14分为2次洗涤浓缩加入柱中，用20 mL C6H14以1 mL/min速度洗脱，收集洗脱液，以40℃水浴浓缩至干，取10 mL CH3OH溶解残渣，用 0.45 μm 滤膜过滤，取 20 μL 滤液在色谱柱条件下测定。

3.4结果

3.4.1工作曲线与检测限

取标准储备液（100 μg/mL），依次稀释为 50、20、10、5、2、0.5mg/mL 混合标准工作液，进行 HPLC-ICPMS分析，线性拟合。结果显示，C20H35N3Sn和C18H16OSn浓度范围在0.5～50 mg时线性关系良好。C20H35N3Sn线性方程Y=1991.3X-574.82，相关性系数r=0.999；C18H16OSn线性方程 Y=2164.33X-703.64，r=0.999。

标准溶液逐级稀释，信噪比为3∶1时，C20H35N3Sn和C18H16OSn的检测限为0.47 ng/mL和0.24 ng/mL。

3.4.2 稳定性试验

取混合标准溶液10 ng/mL，连续进样，测定6次，对所得C20H35N3Sn和C18H16OSn的峰面积进行积分，由峰面积与相对标准偏差（RSD）结果可知，精密度良好，详见表1。

表1 稳定性试验结果

3.4.3 加样回收

取标准储备液适量，配制为1 000 ng/mL的混合标准溶液，分别在 50、250、500 μL 混合标准溶液加入5 g梨肉样本，放置一段时间以便于农药深入组织。按照实验条件进行检测，结果显示，C20H35N3Sn和C18H16OSn的平均回收率为83%～109%，RSD为1.5%～6.3%。该方法准确可靠，可同时应用于测定梨中的C20H35N3Sn、C18H16OSn。

3.4.4 样品分析

根据建立的实验方法分析新疆香梨、水晶梨以及酥梨的果皮与果肉，详见表2。

3.5 结论

联合使用HPLC-ICP-MS分析手段与振荡法提取-固相萃取技术对梨品的C20H35N3Sn、C18H16OSn进行测定。浓度范围为0.5～50 ng/mL时线性关系良好，检测限分别为0.47ng/mL和0.24ng/mL，平均回收率83%～109%，RSD为1.5%～6.3%。与HPLC法比较，该方法的灵敏度明显较高。

表2 3种梨品的果皮、果肉的有机锡农药残留测定

4 ICP-AES测定蜂蜜中的金属元素

4.1 背景

蜂蜜中含有脂肪酸、氨基酸、维生素、多种酶、糖类物质以及许多人体必需微量元素，具有较高的保健功能与营养价值。近年来，工业发展迅速，地表水、地下水、土壤以及空气都不可避免地受到“三废”中无机元素的污染，农用化肥也是重金属污染的重要来源之一[6，7]。

电化学法可测出的重金属元素种类较少；原子吸收光谱法只能测定单个元素，效率不高；ICP-MS仪器昂贵，推广难度较大；电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）法的灵敏度高，用时少，可同时测量微量元素与痕量元素，线性范围广，综合优势较明显。

样品前处理是蜂蜜中无机元素测定中不可或缺的步骤，湿法消解操作烦琐，试剂消耗量大，速度慢；微波消解效果彻底，但样本稀释倍数大，增加了测定超痕量元素难度。本文试以硝酸（HNO3）溶解，在短时间内完成消解，明显缩短样品前处理时间，建立了ICP-AES法同时测定蜂蜜中多种金属元素的方法[8]。

4.2 仪器与试剂

仪器:超纯水器；Scott雾室；宝石喷嘴十字交叉雾化器；分段式电感耦合检测器；电感耦合等离子体发射光谱仪。

试剂:多元素混合标准溶液储备液；HNO3；蜂蜜；试验用纯水[9]。

4.3 样品处理

汪氏蜂蜜、洋槐蜜、桂花蜜、野生蜂蜜来源于当地市场。将有结晶的蜂蜜，在密闭条件下，放置于50℃～60℃水浴中加热振荡，待其融化后用玻璃棒搅拌均匀，迅速冷却；对无结晶的蜂蜜，玻璃棒搅拌均匀即可。取样品0.5 kg作为试样备用。准确称取2 g，放置于50 mL烧杯中，加5 mL HNO3，电炉微热溶解，溶液颜色转为浅黄色后转入25 mL容量瓶中，纯水定容，用同样方法制备空白试剂。

4.4 检测条件

等离子气流量为18mL/min，冷却气流量为18L/min，辅助气流量为0.2 L/min，雾化气流量0.8 L/min，射频功率1 400 W，样品提升量1.5 mL/min。

4.5 检测结果

4.5.1 检测限

在仪器测定条件下对空白溶液重复测定10次，计算标准偏差及各种重金属元素的仪器检测限，以样品处理方法为依据对方法检测限进行计算，结果显示，锶（Sr）、铋（Bi）、As、Cd、Co、Cr、V、Li、Ni、Se 的检测限分别为 0.005 0、0.067、0.20、0.007 4、0.007 4、0.11、0.025、0.003 7、0.037、0.29 ng/mL。

4.5.2 加样回收率与精密度

取处理好的野生蜂蜜样品，进行加样回收试验，除Bi的回收率为76.8%外，其余元素的加样回收率均较高，RSD＜7.00%，详见表 3。

4.5.3 样品测定

取4种处理好的蜂蜜，仪器条件下测定金属元素含量，共测定 3次，以均数（x）±标准差（s）的形式表示，详见表4。

表3 加样回收率（n=5）

表4 4种蜂蜜重金属元素含量测定结果（±s，mg/kg）

元素汪氏蜂蜜洋槐蜜桂花蜜野生蜂蜜Sr Bi As Cd Co Cr V Li Ni Se 0.08±0.010.07±0.020.33±0.01 0.03 0.063±0.003 0.11±0.01 5.60±0.22 0.32±0.04 6.10±0.23 0.20±0.13 6.75±0.26 0.36±0.04 6.94±0.35

从表4可见，不同蜂蜜的重金属元素含量不同，4 种蜂蜜的重金属含量较低，Bi、As、Cd、Cr、V 未检出。