氯化苦檢測方法的研究進(jìn)展

氯化苦檢測方法的研究進(jìn)展

氯化苦是一種三氯甲基烷。該物質(zhì)的名字是三氯硝甲烷，劑量為164.39，cas號為76-06-2?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)公式如圖1所示。氯化苦化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,為無色或微黃色油狀液體,有強(qiáng)烈刺激性臭味,沸點(diǎn)112℃,蒸氣壓3.2kPa(25℃),難溶于水,易溶于丙酮、苯、四氯化碳和甲醇等有機(jī)溶劑。氯化苦是硝基甲烷類熏蒸殺蟲劑的一種,具有殺蟲和殺菌作用,主要防治米象、米蛾、擬谷盜、谷蠹和豆象等多種儲糧害蟲,抑制和殺死真菌、線蟲等靶標(biāo)生物,并對雜草有很好的根除作用,廣泛用于熏蒸土地和非成品糧。氯化苦乳油已在日本、意大利、美國等國家通過登記,在我國山東、遼寧、河北等地也有廣泛應(yīng)用。根據(jù)聯(lián)合國《蒙特利爾議定書哥本哈根修正案》規(guī)定,自2015年,溴甲烷在世界范圍內(nèi)被禁用,國家農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部和中國農(nóng)科院決定用氯化苦代替溴甲烷作為土壤殺菌的重要熏蒸劑。氯化苦被廣泛應(yīng)用的同時,帶來的飲食安全和環(huán)境污染等方面的負(fù)面影響不容忽視。氯化苦不僅具高毒性,且吸附力強(qiáng),經(jīng)過氯化苦熏蒸的糧食和瓜果蔬菜,需要較長的散氣時間,毒氣才能散盡。并且,氯化苦在土壤中容易滲透并污染地下水。目前,氯化苦的國標(biāo)檢測方法為分光光度法。隨著國內(nèi)外檢測技術(shù)的迅速發(fā)展,新型氯化苦分析方法的研究得到廣泛關(guān)注。如氣相色譜法、氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和示波極譜法等。通過對目前氯化苦的檢測方法進(jìn)行詳細(xì)論述,提出頂空—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜技術(shù)是實(shí)現(xiàn)氯化苦快速、準(zhǔn)確分析的最佳方法。1檢出限、比色法和乙二胺含量的檢測國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.36-2003糧食衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法中闡述了氯化苦分光光度法定量檢測的原理和試驗(yàn)步驟。氯化苦被乙醇鈉分解形成亞硝酸鹽,亞硝酸鹽溶解于乙醇鈉,在酸性溶液中亞硝酸鹽與對氨基苯磺酸重氮化形成重氮鹽,然后再與N-1-萘基乙二胺偶合形成紫紅色偶氮化合物,538nm處測吸光度,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。此方法取樣量20g時,檢出限為0.050mg/kg。該標(biāo)準(zhǔn)于1985年首次發(fā)布后,于1996年和2003年分別進(jìn)行了兩次修訂,修訂內(nèi)容包括取樣量、檢出限等。研究人員對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入分析,提出比色法測定氯化苦殘留量的幾個問題。如,乙酸催化重氮鹽的生成,標(biāo)準(zhǔn)管和樣品管中均應(yīng)添加乙酸,保持試驗(yàn)過程一致性;重氮鹽穩(wěn)定性差,加對氨基苯磺酸溶液后不宜劇烈振搖試管;需要精密掌握氯化苦殘留量或進(jìn)行仲裁測定時,不宜用亞硝酸鈉替代氯化苦配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,而大致了解氯化苦殘留量,替代配制未嘗不可等。另外,研究人員對比色法測定氯化苦殘留量的方法進(jìn)行了改進(jìn),將兩種顯色劑(對氨基苯磺酸和N-1-萘基乙二胺)由單一試劑(對氨基偶氮苯)替代,取得良好效果。2004年,黃顯屏對亞硝酸鈉替代氯化苦配制標(biāo)準(zhǔn)溶液測定糧食中氯化苦含量進(jìn)行了研究,試驗(yàn)中采用540nm可見光比色,并用數(shù)據(jù)證明標(biāo)準(zhǔn)管和樣品管中均應(yīng)添加乙酸。因此,比色法測定氯化苦的方法操作簡單、費(fèi)用低廉,但過程繁瑣,諸多因素如振搖試管、是否添加乙酸、樣液過濾揮發(fā)損失度等均對試驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響。2糧食中氯化苦的檢測方法氣相色譜法是一種經(jīng)典的色譜分析方法,流動相是氣體,根據(jù)固定相不同可分為氣固色譜和氣液色譜。樣品通過不同萃取工藝處理后,送氣相色譜經(jīng)譜柱分離,由于樣品中各組分在固定相中分配系數(shù)不同,分配系數(shù)小的組分被固定相滯留時間短,能較快從色譜柱末端流出。檢測器依次檢測分離出來的組分形成色譜圖。色譜峰上的極大值是定性分析的依據(jù),而色譜峰所包羅的面積則取決于對應(yīng)組分的含量,故峰面積是定量分析的依據(jù)。氯化苦難溶于水,可溶于無水乙醇、石油醚、苯和正己烷等有機(jī)溶劑。研究既要考慮到萃取劑對待測物的溶解能力要大,以保證良好的萃取效率,又要考慮溶劑對色譜柱的影響和譜圖效果等。因此,萃取劑的選擇至關(guān)重要。早期的研究人員曾采用毒性和污染較大的苯溶劑浸泡過夜提取,氣相色譜法測定中藥材中氯化苦的殘留量。苯的毒性極大,為保證實(shí)驗(yàn)員的安全和減少對環(huán)境的污染,應(yīng)尋找更為安全有效的萃取劑。河南工業(yè)大學(xué)的張浩和大連國家糧食質(zhì)量檢測站于元松等采用無水乙醇提取,氣相色譜柱SE-30(25m×0.25mm×0.33μm)分離和電子捕獲檢測器檢測,外標(biāo)法定量的方法測定糧食中氯化苦的殘留量。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的王文博和王玉濤[13采用石油醚萃取果蔬和土壤中的氯化苦,并發(fā)表多篇文章。而甘肅省環(huán)境監(jiān)測中心站的付寧等用正己烷萃取水樣中生成的氯化苦副產(chǎn)物。部分研究者用甲醇溶解氯化苦制作標(biāo)準(zhǔn)溶液。對于萃取劑直接送機(jī)進(jìn)樣的樣品,確定使用哪種萃取劑后,試驗(yàn)還應(yīng)注意萃取劑的添加體積,添加體積過多會直接降低該方法的富集倍數(shù)。萃取劑易揮發(fā)時,切忌等萃取劑全部過濾完,避免因溶劑揮發(fā)使富集倍數(shù)增加,離心取上清液的方法可以緩解上述因素帶來的不良影響。頂空技術(shù)是最常用的氣相色譜進(jìn)樣方法。根據(jù)富集樣品的方法不同,分為靜態(tài)頂空、動態(tài)頂空(吹掃捕集)和頂空固相微萃取技術(shù)。靜態(tài)頂空—?dú)庀嗌V法是在已達(dá)到平衡的密閉容器中液體或固體分析物的頂部空間取氣態(tài)(或蒸氣)樣品,并與氣相色譜結(jié)合對氣態(tài)(或蒸氣)樣品進(jìn)行分析的一種比較特殊的分析技術(shù)。動態(tài)頂空是相對于靜態(tài)頂空而言,動態(tài)頂空不是分析平衡狀態(tài)的頂空樣品,而是用流動的氣體將樣品中的揮發(fā)成分“吹掃”出來,再用一個捕集器將吹出來的物質(zhì)吸附下來,然后經(jīng)熱解吸將樣品送入氣相進(jìn)行分析。國外,IshizawaF等采用動態(tài)頂空技術(shù)對微量氯化苦進(jìn)行了檢測,對農(nóng)藥誤服或中毒事件提供數(shù)據(jù)參考。SotnikovEE等則采用靜態(tài)頂空技術(shù)測定了水中微量氯化苦的含量。MontesinosI等利用頂空技術(shù)快速檢測自來水和游泳池水中鹵代硝基甲烷類物質(zhì)。在國內(nèi),江南大學(xué)化工學(xué)院的劉賢山等將原糧樣品經(jīng)無水乙醇超聲提取,過濾后直接采用靜態(tài)頂空-氣相色譜內(nèi)標(biāo)法檢測氯化苦的殘留量。中國農(nóng)科院的湯玨婷和中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所的王秋霞分別將土壤和果蔬樣品經(jīng)石油醚浸泡,漩渦、離心后,取上清于頂空進(jìn)樣瓶中,用頂空—?dú)庀嗌V外標(biāo)法檢測氯化苦的殘留量。浙江湖州市疾控中心的邵國健等采用自動頂空—?dú)庀嗌V法測定水中苦味酸的氯化苦副產(chǎn)物。靜態(tài)頂空分析法是頂空分析法發(fā)展中出現(xiàn)的最早形態(tài),分析快速高效,主要缺點(diǎn)是需要大體積氣體進(jìn)樣,而揮發(fā)物體積過大不但影響色譜柱的分離效能,而且吸取蒸氣樣品中含有的較多水分也會影響色譜柱的壽命。因此,樣品中待分析組分的含量較高,較少的氣體進(jìn)樣量就可滿足分析的需要時,宜采取靜態(tài)法。許多用動態(tài)分析的樣品也可以用靜態(tài)分析方法,但動態(tài)頂空可分析沸點(diǎn)相對高(蒸氣壓低)的組分,且平衡時間短。然而,動態(tài)頂空也有不足之處,即易形成泡沫使儀器超載。固相微萃取技術(shù)是頂空技術(shù)的一種,它集提取、凈化、濃縮和進(jìn)樣為一體,該技術(shù)遵循相似相溶的原理,需要考慮萃取模式和樣品基質(zhì)等影響因素。國外將固相微萃取技術(shù)較多應(yīng)用于農(nóng)藥的多殘留檢測。我國早在20世紀(jì)90年代就將固相微萃取應(yīng)用于各類研究,近年來,在農(nóng)殘分析檢測中得到廣泛應(yīng)用。汕頭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站的賴永忠利用頂空固相微萃取法萃取水中苦味酸與次氯酸鈉的反應(yīng)產(chǎn)物氯化苦。固相微萃取技術(shù)克服了回收率低、吸附劑孔道易堵塞的缺點(diǎn),操作簡單,在科研方面具有廣闊的應(yīng)用前景。3質(zhì)譜-質(zhì)譜分析法質(zhì)譜檢測器靈敏度高,屬于通用型檢測器,無需標(biāo)樣,可通過譜庫檢索來定性,也可根據(jù)目標(biāo)化合物的特征峰來進(jìn)行定量監(jiān)測。質(zhì)譜監(jiān)測器有三類,四級桿質(zhì)譜、離子阱質(zhì)譜和飛行時間質(zhì)譜。四級桿質(zhì)譜主要采用選擇離子監(jiān)測方式采集數(shù)據(jù),與全掃描方式相比,其靈敏度可提高10倍。而離子阱質(zhì)譜不僅可以作四級桿質(zhì)譜的工作,還可以實(shí)現(xiàn)時間上的多級串聯(lián)質(zhì)譜,靈敏度高,較四級桿質(zhì)譜高10~1000倍,十分適合與固相微萃取-氣相色譜聯(lián)用并應(yīng)用于農(nóng)殘分析。氣相色譜—飛行時間質(zhì)譜將氣相色譜、飛行時間質(zhì)譜和高速信號采集技術(shù)完美結(jié)合,其速度、準(zhǔn)確性、簡便是其他質(zhì)譜檢測器所無法相比的,可以說這種聯(lián)用方式是常規(guī)氣相-質(zhì)譜分析的一種革新。質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)譜庫的不斷擴(kuò)大,使農(nóng)藥殘留分析能夠快速準(zhǔn)確地定性、定量分析成為可能。汕頭環(huán)保監(jiān)測站的賴永忠采用頂空固相微萃取萃得水中苦味酸與次氯酸鈉的反應(yīng)產(chǎn)物氯化苦,用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測氯化苦,最終得到滿足限制要求的具體方法參數(shù)。吹掃捕集—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜法測定飲用水源水中苦味酸含量同樣得到良好的效果。張紅、賴永忠等對飲用水源水中苦味酸做了進(jìn)一步研究,并于2013年發(fā)表《氣相—動態(tài)頂空進(jìn)樣—?dú)庀嗌V/質(zhì)譜法間接測定飲用水源水中苦味酸》一文。南京大學(xué)的劉輝利在采用毛細(xì)管氣相色譜法測定水樣中苦味酸時,發(fā)現(xiàn)國標(biāo)和文獻(xiàn)方法測定的氯化苦保留時間有較大差異,因此進(jìn)一步通過氣相色譜—質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了定性分析,并在此基礎(chǔ)上對試驗(yàn)方法進(jìn)行優(yōu)化。黑龍江質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院的李春娟建立了氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)—選擇離子監(jiān)測方法檢測糧食中氯化苦的方法,結(jié)果滿足檢測需要,方法檢出限為0.020mg/kg。防化研究院的雷美玲在以氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀測定二氯甲烷溶劑中氯化苦時發(fā)現(xiàn),當(dāng)色譜進(jìn)樣口溫度高于200℃時,在氯化苦的色譜峰前出現(xiàn)一明顯拖尾峰,因此研究了通過改變進(jìn)樣口溫度和傳輸線溫度研究溫度變化對測定氯化苦的影響。IshizawaF通過吹掃捕集—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用技術(shù)對氯化苦進(jìn)行分析,對農(nóng)藥誤服或中毒事件提供數(shù)據(jù)參考。MontesinosI研究了頂空—?dú)庀嗌V—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)快速檢測自來水和游泳池水中鹵代硝基甲烷類物質(zhì),氯化苦是鹵代硝基甲烷類物質(zhì)的一種。將氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用,既彌補(bǔ)了氣相色譜只憑保留時間難以對復(fù)雜化合物中未知組分做出可靠定性的缺點(diǎn),又利用了鑒別能力很強(qiáng)且靈敏度極高的質(zhì)譜作為檢測器,建立一個靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)的氯化苦檢測方法,有效提高了檢測準(zhǔn)確性,且儀器靈敏度高,適用于微量、痕量分析,是氯化苦研究的新方法、新趨勢。4偶氮化合物的絡(luò)合萃取示波極譜法是利用陰極射線示波器觀察或記錄極譜曲線的極譜法?？蒲泄ぷ髡邔⒙然嗟乃猱a(chǎn)物亞硝酸與8-羥基喹啉反應(yīng),生成偶氮化合物,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該化合物在氫氧化銨介質(zhì)中有一靈敏吸附波。華西醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的孫成均、湖南省勞動衛(wèi)生職業(yè)病防治所的陳桂貽等對各種測定條件探討后,提出了測定空氣中微量氯化苦的新方法。示