農藥檢測實驗調查報告

1、寧波工程學院2013年暑期社會實踐調研報告大學生暑期社會實踐活動調 研 報 告 書實踐項目名稱：寧波市菜籃子工程綠色蔬菜無農藥化檢測 實踐項目負責人： 負責單位： 上報日期：2014 年 9 月 16 日寧波工程學院創(chuàng)新社會實踐行動計劃領導小組辦公室 制1【摘要】利用在600l 100 nnl波段范圍內可見一近紅外反射光譜分析技術，對常見的高殘留農藥在綠色植物活體上的允損檢測進行丫研究。首先將采集到的漫反射光譜數據進行小波變換提取光譜特征，然后再利用主成分分析方法進一步對光譜特征進行分析，最后把這些光譜的前兩個主成分得分作為神經網絡的輸入信息，建立_r多神經元的神經網絡感知器。對農藥殘留檢測的

2、結果表明，該方法可有效甄別農藥殘留和種類。識別得到較好的分類效果?？傊?，該研究為蔬菜和瓜果表面的農藥殘留快速無損檢測和識別提供了一條新途徑。一、前言：農藥是防治農作物避免受有害生物危害的重要農業(yè)生產資料,它在農業(yè)生產中具有十分重要的作用。但是農藥在殺滅有害生物的同時對人體、有益的生物以及人類賴以生存的環(huán)境也會造成不同程度的危害。隨著栽培技術的不斷進步，蔬菜的生長期越來越短，而蔬菜在生長過程中會受到多種病蟲害的危害，因此施用農藥是保證蔬菜正常生長的必要措施。但是，許多菜農盲目追求產量、對農藥施用技術不了解，加劇了蔬菜農藥殘留問題，市場上的蔬菜有不同程度的農藥污染。更有甚者，有些菜農為了追求利益，

3、大量使用禁用農藥，嚴重威脅到了百姓的生活和健康。檢測蔬菜中農藥殘留對百姓的健康有直接關系，因此就顯得異常重要。二、農藥殘留及其危害農藥殘留農藥殘留是指在農業(yè)上使用農藥后殘存在生物體、食品和環(huán)境中的微量農藥原體、有毒代謝產物、降解物和雜質的總稱。農藥殘留超過法定最高允許濃度時，除了會對直接食用者產生毒害作用，還可能進入食物鏈中對生態(tài)系統(tǒng)造成各種危害，農藥應嚴格按照規(guī)定的施藥劑量和方法使用。目前，社會上較多的中毒死亡事件就是食用高農殘的農產品所致，我國也出現(xiàn)了農產品出口被拒甚至被退回的事件，這也是因為農藥殘留嚴重超標。農藥殘留的危害糧食、蔬菜、水果直接受到農藥污染，同時還可通過食物鏈進入生態(tài)系統(tǒng)中

4、造成魚、蝦、肉、蛋、奶的污染，對人的健康有較大危害。有機氯農藥對人體的危害較大，累積時間長，如DDT 主要存在于人的血液、大腦、肝的脂肪組織中，其中以肝組織的DDT 殘存量最大。鑒于農藥殘留的危害較大，我國應嚴格管理農藥的施用，規(guī)定食品的最大農藥殘留量，并嚴格檢測食品的農藥殘留。三、主要檢測農藥在我國廣泛使用的農藥中，常見的并且對人類造成很大危害的主要有三種：有機氯農藥，有機磷農藥和氨基甲酸酯類農藥。在這三類農藥中，有機氯未見有關熒光方法檢測地報告。有機磷農藥由于分子結構等原因，自身不能發(fā)熒光，由研究人員研究發(fā)現(xiàn)：有機磷農藥對膽堿酯酶有抑制作用，有機磷農藥的濃度越大，對膽堿酯酶的抑制越強，產生

5、的萘酚越少，則熒光的變化值越小，從而判斷是否存在有機磷農藥。四、方法及方法的篩選可用檢測方法目前，我國農藥殘留檢測方法主要有以下幾種:( 一) 氣相色譜法。色譜法的理論依據是不同物質在兩相中的分配系數不同，將混合物溶于兩相中時，各物質有相對移動，通過多次分配達到分離的效果，是一種效能高、選擇性好、靈敏度高、分辨率高、應用廣泛的物理化學分析方法，普遍應用于農藥殘留的檢測，能夠對各類農藥的濃度及種類進行較準確地定量的檢測。( 二) 生物測定方法?；铙w生物測定、生化生物測定及免疫生物測定是農藥殘留生物測定的三種方法。三種方法的操作方法不同，活體生物測定的供試材料主要是活體生物( 如敏感性家蠅) 進行

6、測定; 生化生物測定則是進行離體試驗，分離生物體內的的乙酞膽堿醋酶進行檢測; 免疫生物測定法是利用動物的免疫機理，注射農藥與大分子化合物的復合體，使其產生抗體，分離抗體提取物中的農藥殘毒，再用比色法測定出該種農藥的殘毒含量。該方法可以定量的測定農藥殘毒含量，且靈敏度高; 但每一種免疫體只能測定一種農藥的殘毒，在實際生產很難應用于多種農藥殘毒的檢測和管制。而活體生物測定和生化生物測定的應用更為廣泛，應根據其性能的異同，配合使用，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，是農藥殘留的檢測工作更加有效。氨基甲酸酯類農藥的檢測有氣相色譜法、 高效液相色譜紫外檢測法、 高效液相-柱后衍生法以及新近發(fā)展起來的氣質聯(lián)用法和液質聯(lián)

7、用分析法等。方法的利弊及篩選由于氨基甲酸酯類殺蟲劑氣相色譜檢測時存在不穩(wěn)定的問題，部分氨基甲酸酯類農藥，如涕滅威、甲萘威易發(fā)生分解，導致檢測結果不穩(wěn)定 ；高效液相色譜-紫外檢測的靈敏度達不到要求，出現(xiàn)有些樣品低濃度時無法響應等問題。利用高效液相色譜柱后衍生技術使一些氨基甲酸酯類農藥通過衍生化技術產生熒光物質，用熒光檢測器進行測定，大大提高了檢測的靈敏度，靈敏度可達0.1ng 以下，而且由于絕大多數雜質不產生熒光物質，避免了雜質的干擾。此方法以靈敏度高、 方便快捷、 被測組分穩(wěn)定、重現(xiàn)性好等優(yōu)點越來越受到人們的關注。因此我們選用高效液相色譜柱后衍生技術。五、實驗基本原理熒光產生熒光是光致發(fā)光。

8、有機分子在紫外光的照射下,吸收光能后其分子能級中的電子、電子或 n 電子躍遷到能量較高的或軌道上而成為激發(fā)態(tài),即激發(fā)過程。 在這些躍遷中, 的躍遷幾率最大,激發(fā)態(tài)的分子很不穩(wěn)定,經過很短的時間(10-8s),將會發(fā)射出光子產生熒光重新回到分子基態(tài) 熒光產生與有機分子結構的關系在熒光分析中， 并非所有物質都能產生熒光,有機分子產生熒光主要取決于它自身的化學結構及能量狀態(tài)，由文獻知道熒光強度與分子結構關系一般具有如下普遍規(guī)律：.熒光通常是發(fā)生在那些帶有延伸的電子軌道的分子或帶有共軛雙鍵體系的有機分子中，這種體系中的電子共軛度越大，能量越低，離域 n 電子越容易激發(fā)，熒光越易產生，而且熒光光譜將向長

9、波方向移動。具有芳環(huán)或雜環(huán)的物質，其芳環(huán)越大， 其熒光峰越移向長波方向(紅移),熒光強度也越強。具有強烈熒光的有機分子，應具有剛性的、不飽和的、 平面型的多烯體系。 如果一個有機分子具有共軛雙鍵的非剛性鏈，并且存在著重疊的原子軌道,而使其分子處于非平面構型,那么這樣的有機分子大多不會發(fā)射熒光。在芳香化合物的芳香環(huán)上，進行不同基團的取代，對該化合物的熒光強度和熒光光譜將產生很大的影響。（1）給電子取代基: 當化合物中含有 NH2 、NHR 、 NR2 、 OH 、 OR 、 CNOCH3、OC2H5 等給電子基團時，這些基團上的n 電子可通過共軛效應向芳環(huán)離域，使共軛體系中電子云密度增大，分子基

10、態(tài)激發(fā)能降低，故能增強分子的熒光。但要注意的是,這類基團的n 電子容易與極性溶劑生成氫鍵,熒光強度相應變弱。（2) 吸電子取代基：當化合物中含有C O 、CHO、 COOH、 NO2 和重氮類等基團時，由于吸電子基的誘導效應，使共軛體系中n 電子云的密度降低, 削弱了分子的熒光。這類基團也含有n 電子，對溶劑的極性和酸堿度敏感。（3）取代基的位置：鄰位及對位取代基對熒光影響較大，間位取代基影響不大，兩種性質不同的取代基共存時，其中一個取代基起主導作用。此外，有機物分子溶于某些溶劑中后將與溶劑中的水分子形成氫鍵,從而增加分子的平面性，則熒光加強。例如苯甲酸雖不發(fā)生熒光,但羥基苯甲酸卻會發(fā)生熒光。

11、另外有的物質在堿性條件下發(fā)熒光，而在酸性條件下不發(fā)熒光；或者是與其他物質反應，由原本不發(fā)熒光的物質轉變?yōu)閺姛晒獾奈镔|。六、實驗前準備蔬菜的采購：小組成員分成五個小組，分別奔赴寧波市的江北區(qū)、江東區(qū)、海曙區(qū)、鄞州區(qū)、鎮(zhèn)海區(qū)、北侖區(qū)的五個中大級菜市場進行采購，主要的蔬菜有青菜、生菜、平菇、豇豆及韭菜，進行農藥檢測實驗。實驗儀器及試劑：實驗試劑：蒸餾水、丙酮、二氯甲烷、石油醚、硫酸鈉、濃硫酸實驗儀器：分液漏斗（4個）、濾紙、膠頭滴管、玻璃棒、燒杯、具塞三角瓶、具塞試管、鐵架臺、錐形瓶（12個）、漏斗、高速離心機、恒溫振蕩儀蔬菜勻漿的制備：將蔬菜進行市區(qū)、菜場及種類的區(qū)分標簽，后沒取一種蔬菜200g，

12、加入少量蒸餾水，將其榨汁，用紗布濾除殘渣，取得濾液貼標簽待用。七、實驗步驟樣品的處理 ：稱取具有代表性的樣品（適用于生的及烹調加工過的蔬菜、水果或谷類、豆類、肉類、蛋類）約200g，加適量水，于搗碎機中搗碎，混勻。農藥的提?。悍Q取勻漿2.005.00g，于50ml具塞三角瓶中，加1015ml丙酮，在振蕩器上振蕩30min，過濾于100ml分液漏斗中，殘渣用丙酮洗滌四次，每次4ml，用少許丙酮洗滌漏斗和濾紙，合并濾液3040ml，加石油醚20ml，搖動數次，放氣。振搖1min，加20ml硫酸鈉溶液(20g/L)，振搖1min，靜置分層，棄去下層水溶液。用濾紙擦干分液漏斗頸內外的水，然后將石油醚液

13、緩緩放出，經盛有約10g無水硫酸鈉的漏斗，濾入50mL三角瓶中。再以少量石油醚分三次洗滌原分液漏斗、濾紙和漏斗，洗液并入濾液中，將石油醚在60-90溫度下濃縮至5-10ml，移入10mL具塞試管中，定容至5.0mL或10.0mL。凈化：5.0mL提取液加0.50mL濃硫酸，蓋上試管塞。振搖數次后，打開塞子放氣，然后振搖0.5min，于1600r/min，離心15min，取上層清液。紫外光分析農藥：取上步不同蔬菜對應的清液于錐形瓶，將錐形瓶放置于紫外燈下照射，觀察溶液是否出現(xiàn)紅色熒光。八、結果統(tǒng)計 （有熒光出現(xiàn)就表示超過國家標準殘留農藥含量）鎮(zhèn)海區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量

14、 西門菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 鎮(zhèn)海區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量 勤勇菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 鎮(zhèn)海區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量南街菜場有無偏高正常青菜粉紅生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 北侖區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量 星陽菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜粉紅蘑菇 北侖區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量鳳凰菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜蘑菇微黃江北區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量白沙菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆黃色韭菜蘑菇 江北區(qū) 菜場 樣品有

15、無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量孔浦菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇黃色 江北區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量孔浦菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆粉色 韭菜 蘑菇 江北區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量莊橋菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 江北區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量西草菜場有無偏高正常青菜粉色 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 江東區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量老廟菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 江東區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量曙光菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇

16、豆 韭菜 蘑菇 江東區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量東海菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 江東區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量福明菜場有無偏高正常青菜黃色 生菜粉色 豇豆 韭菜 蘑菇 江東區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量東柳菜場有無偏高正常青菜粉色 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 海曙區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量中心菜場有無偏高正常青菜黃色 生菜黃綠色 豇豆 韭菜 蘑菇 海曙區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量白云菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆黃色 韭菜黃色 蘑菇 海曙區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量聯(lián)豐菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 海曙區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量月湖市場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 鄞州區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量信誼菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 鄞州區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國家標準殘留農藥含量宋詔橋菜場有無偏高正常青菜 生菜 豇豆 韭菜 蘑菇 鄞州區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對于國