CN110927368A - 一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，包括，将载有广谱性杀虫剂吸附材料的装置置于农产品物流封闭环境中，按预设模式进行空气循环吸附后，再利用洗脱液对吸附材料上的杀虫剂进行解吸处理，得到解吸液，利用受试活体生物初步分析解吸液中杀虫剂残留量。本发明所提供的方法能够快速的定性分析农产品物流封闭环境中的杀虫剂残留；其吸附材料易于获得，成本较低，具有经济和操作可行性；其生物活体丰年虾，其来源广，易获得，培养简单，用该方法定性检测空气中的农药残留所需时间短，操作简单，不需大型仪器，成本低，能够在果蔬物流过程中进行实时、快速定性检测。

Description

一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法

技术领域

本发明涉及残留杀虫剂检测技术领域，具体涉及一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法。

背景技术

丰年虾(Artemia sp.)，又称咸水丰年虾，仙女虾，卤水虾，属于节肢动物门，有鳃亚门，甲壳纲，鳃足亚纲，无甲目，盐水丰年虾科；它在全球范围内分布广泛，是一种可以在高盐海水中生活的小型甲壳动物，在欧洲、中亚和北美西部地区，非洲很多干旱地区，以及在澳大利亚的淡水池塘中，都可以找到它的身影。丰年虾幼虫以滤食海水中的有机物为生，对有毒物质敏感，食入具有细胞毒、抗癌、抗菌、杀虫等活性的物质均可导致其死亡。

随着世界人口的剧增，人们对农产品的需求也日益增加。一方面，为了生产更多的优质农产品，农民倾向于使用农药以防止农作物，牲畜等发生减产；另一方面，在农药广泛使用的同时，大量的农药也残留在了人们的工作和生活环境中，不可避免的给环境带来了恶劣影响，甚至于人类自身的健康。残留的农药会挥发到空气中，因挥发到空气中农药的含量较低，现有的研究中关于检测空气中农药的较为少见，未见应用生物法进行空气农药含量分析的研究报道或专利文献。

安凤春综述了室内空气中的化学农药及其检测技术，室内空气中化学农药的分析主要分为两个阶段，样本的采集和化学分析。样本的采集主要用的是吸附法，即室内的空气经采样器抽取后通过玻璃纤维滤膜或由吸附剂组成的吸附柱后，再用有机溶剂使其洗脱，经浓缩后在仪器上测定。吸附剂主要采用的是固体吸附剂，分为无机型的和有机型的。无机型的有活性炭颗粒、活性炭粉，石墨烯，碳纳米管，活性白土，高岭土，硅藻土、硅胶和氧化铝等；有机型的有多孔聚氨基泡沫塑料(PUF)和高聚物多孔微球，如环糊精，Tenax-GC、Chromosorb、Porapak Q、XAD与GDX系列树脂等。通过滤膜或固体吸附剂吸附到的农药通常用有机溶剂进行洗脱，比如乙腈，丙酮，二氯甲烷及己烷等，近年来也有使用超临界流体进行洗脱的。

化学农药的定量经常使用仪器分析手段来进行，这些仪器一般都需要配备价格高昂的高灵敏度的特异检测器。比如，含卤素的农药多采用电子捕获检测器(GC/ECD)；含磷农药可采用火焰光度检测器(FPD)或氮磷检测器(NPD)；含氮农药及氨基甲酸酯类可采用氮磷检测器(NPD)或高效液相色谱的紫外检测器(HPLC/UVD)；含硫农药可用火焰光度检测器(FPD)。

李正惺分别使用吸附剂采样法(以硅胶管、大孔树脂管、活性碳管、聚氨酷泡沫塑料为吸附材料)，直接采样法(注射器采样)和滤料采样法(用超细玻璃纤维滤纸作为滤料)进行大棚空气中有机磷农药的采样，最后发现只有超细纤维滤纸采样法能检测到空气中的有机磷农药。用超细纤维滤纸采样法采集到的残留农药以重蒸丙酮作为解吸剂进行解吸，用气相色谱进行检测，这种方法的回收率为77.16-198.64％，相对标准偏差(RSD)为4.50-12.61％，检出限为0.00004-0.00007mg/m³。

有人发明了一种毒性试验测试系统，主要是基于早期生活阶段的鱼(胚胎)毒性试验系统，让生物活体暴露于一定浓度范围的供试品溶液中，该系统分为包括给药装置，暴露装置，控温装置和废液接收装置，给药装置与暴露装置连接，暴露装置的另一端与废液接收装置连接，暴露装置在控温装置中。

朱安生等(专利公开号为：CN208338675U)公开了一种小型水生生物毒性试验装置，主要是用来检测环境污染状况的；该装置可以同时满足溶氧充足、光照均一、绝对恒温、易观察等条件，可进行丰年虾、大型蚤类、斑马鱼幼鱼等水生生物的毒性试验。

吉贵祥等(专利公开号为：CN107490647A)公开了一种定量检测环境空气中有机磷农药毒死蜱的方法，他们用富集滤膜采集空气中的大颗粒样品，用聚氨酯泡沫吸附空气气相样品，用加速溶剂萃取加压洗提，萃取时间在1-2h内，然后氮吹浓缩，再用乙腈溶解，最后利用高效液相色谱串联质谱进行检测。

于博(专利公开号为：CN108398524A)公开了一种农药杀虫效果的检测装置，该装置对农药的雾化效果较好，农药可以均匀接触害虫，加强了对农药触杀效果的检测。

陈亮等(专利公开号为：CN204116314U)公开了一种检测农药挥发性的装置，该装置适用于一定温度与气体流速条件下，农药在空气、水体以及土壤等不同介质中的挥发性的检测。

然而如何基于生物法低成本快捷高效定性检测分析空气中残留农药方面的研究尚未见报道。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，包括，将载有广谱性杀虫剂吸附材料的装置置于农产品物流封闭环境中，按预设模式进行空气循环吸附后，再利用洗脱液对吸附材料上的杀虫剂进行解吸处理，得到解吸液，利用受试活体生物的中毒表现初步判断解吸液中杀虫剂残留量。

在上述技术方案中，所述吸附材料为可吸附一种或多种杀虫剂的固体吸附剂。

优选地，在上述技术方案中，所述吸附材料为蒙脱土、人造沸石、活性炭粉、活性炭颗粒、碳纳米管、活性氧化铝、云母、硅胶、硅藻土、活性白土、大孔吸附树脂、纤维素粉、高岭土、壳聚糖和β-环糊精中的一种或多种。

再进一步地，在上述技术方案中，所述吸附的时间为10-240min，优选为30min。

在上述技术方案中，所述活体生物为体型小、易于观察识别且对杀虫剂敏感的生物。

优选地，在上述技术方案中，所述活体生物为丰年虾、果蝇和蝶蛾蛹虫中的一种。

在上述技术方案中，所述洗脱液包括表面活性剂和洗脱溶剂，所述表面活性剂和洗脱溶剂均为生物安全性高的化合物。

具体地，所述表面活性剂可为曲拉通或聚乙烯比咯烷酮等；所述洗脱溶剂可为水等。

进一步地，在上述技术方案中，所述洗脱液的解吸处理的时间为1-30min，优选为4min。

再进一步地，在上述技术方案中，所述解吸液的体积为吸附材料体积的1.0-2.5倍，优选为1.5倍。

又进一步地，在上述技术方案中，所述检测方法还包括，在初步判断确定样品中有超标杀虫剂残留后，再通过常规检测方法对高杀虫剂残留量进行精准定性和定量分析。

进一步地，在上述技术方案中，所述农产品物流封闭环境为农产品在运输、储存、装卸搬运和包装过程中的封闭环境，优选为密封运输车厢、密封仓库、密封集装箱和密封船舱中的一种。

在一个优选实施方式中，所述农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，包括以下步骤：

S1、将吸附材料置于农产品物流封闭环境或农产品物流封闭环境的空气循环过滤装置中，吸附10-240min；

S2、利用生物安全性高的洗脱液对步骤S1中的吸附材料进行解吸处理，解吸处理的时间为1-30min；

S3：将收集得到的解吸液至于含有活体生物的装置中，观察活体生物的半数致死时间，通过半数致死时间定性分析农产品物流封闭环境中的杀虫剂残留水平。

本发明的优点：

(1)本发明所提供的农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，能够快速的定性分析农产品物流封闭环境中的杀虫剂残留；

(2)本发明所提供的检测方法所涉及的吸附材料易于获得，成本较低，具有经济和操作可行性；

(3)本发明所提供的检测方法所涉及的生物活体丰年虾，其来源广，易获得，培养简单，用该方法定性检测空气中的农药残留所需时间短，操作简单，不需大型仪器，成本低，能够在果蔬物流过程中进行实时、快速定性检测。

附图说明

图1为本发明实施例中检测方法的流程图；

图2为本发明实施例中所用到的简易装置的结构示意图；

图3为本发明实施例1中吸附剂质量与丰年虾半数致死时间的影响折线图；

图4为本发明实施例1中吸附时间与丰年虾半数致死时间的影响折线图；

图5为本发明实施例1中洗脱时间与丰年虾半数致死时间的影响折线图；

图6为本发明实施例1中洗脱液体积与丰年虾半数致死时间的影响折线图；

图中：

吸附材料1，导风扇2，农产品物流封闭环境3。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

若未特别指明，本发明实施例中所用的实验试剂和材料等均可市售获得。

若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

本发明实施例1提供了一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

S1、丰年虾卵的孵育：称取1g丰年虾藏卵(虾卵冷藏于4℃冰箱中，孵育前先拿出冰箱，恢复至室温，大约2-3h)，置于充气孵化装置中，加入250ml自制海水中，在光照条件下通气孵育24-30h；为了减小生物体的差异性，保证试验的均一性，一般用孵化时间在26-28小时的丰年虾幼虫作为试验对象。

S2、丰年虾的毒杀试验：以市场上常见的农药为毒杀试剂，如辛硫磷，丙溴磷，高效氯氰菊酯，高效溴氰菊酯，高效氟氯溴氰菊酯，啶虫脒，噻虫嗪，吡虫啉和氯苯虫甲酰胺等。

初步筛选对丰年虾具有毒杀作用的农药，分别将农药稀释至10倍、100倍、500倍和1000倍，观察农药对丰年虾的毒杀反应，以1h为界限，超过1h后，若丰年虾幼虫仍处于游动状态，则视为该农药对丰年虾幼虫没有毒杀作用。

S3、吸附剂的筛选：选取常规易得的材料为吸附剂，如：蒙脱土，人造沸石，活性炭粉，活性炭颗粒，工业级多壁碳纳米管，活性氧化铝，云母，硅胶，硅藻土，活性白土，大孔吸附树脂，纤维素粉，高岭土，壳聚糖和β-环糊精进行实验。

S4、封闭环境中挥发农药残留的吸附：如图2所示，将吸附材料1置于农产品物流封闭环境3的空气循环过滤装置中，空气循环过滤装置中上设置有导风扇2，吸附10-240min。

将吸附了农药的吸附材料放置于容器中进行洗脱，将一定量的洗脱液与含有一定密度的丰年虾幼虫培养液混合，观察农药洗脱液对丰年虾幼虫的毒杀反应。

S5、单因素实验：以丰年虾幼虫为受试对象，研究各因素对吸附剂吸附农药的影响。

1)吸附剂效价分析

分别取0.25，0.5，0.75和1gβ-环糊精作为吸附剂，其他条件为：吸附时间1h，0.2％Triton X-100为洗脱溶剂，超声洗脱，洗脱时间4min，洗脱液体积为1毫升，结果见图3。

2)吸附时间

吸附时间分别取0.5，1，2，和3h，其他条件为：吸附剂0.5g，0.2％Triton X-100为洗脱溶剂，超声洗脱，洗脱时间4min，洗脱液体积为1毫升，结果见图4。

3)洗脱时间

洗脱时间分别为2min，4min，6min和8min，其他条件为：吸附剂0.5g，0.2％TritonX-100为洗脱溶剂，超声洗脱，吸附时间为1h，洗脱液体积为1毫升，结果见图5。

4)洗脱体积

洗脱体积分别为0.5，1，1.5和2ml，其它条件为：超声洗脱，0.2％Triton X-100为洗脱溶剂，吸附剂0.5g，吸附时间为1h，洗脱时间4min，结果见图6。

S6、条件优化实验：以丰年虾幼虫为受试对象，优化得出最佳吸附效果的因素组合。

根据上述单因素实验的结果，选取吸附剂质量，吸附时间和洗脱时间作为优化的对象，用正交实验设计法设计三因素三水平L9(3⁴)的正交试验。

因素水平编码见表1，试验方案见表2。

表1正交因素水平编码表

表2正交试验设计与结果

S7、按照表2进行试验，进行9组试验，每组重复三次，取平均值±标准差。

S8、如表2所示，最优的实验条件为A₂B₂C₂D₂，即吸附剂质量0.5g，吸附时间1h，洗脱时间4min，洗脱体积1mL。

实施例2

本发明实施例2提供了一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的快速定性检测方法，具体包括以下步骤：

S1、丰年虾卵的孵育，称取1g丰年虾藏卵(虾卵冷藏于4℃冰箱中，孵育前先拿出冰箱，恢复至室温，大约2-3h)，置于充气孵化装置中，加入250ml自制海水中，在光照条件下通气孵育26h。

S2、将吸附剂置于吸附过滤装置中。

S3、将载有吸附材料的装置密封环境中；

S4、在果蔬贮运环境空气中进行循环过滤30min后；后，将吸附剂进行洗脱处理，取洗脱液200μL加入24孔板中，再加入步骤1中的已经孵化好的丰年虾培养液50μL；

S5、观察记录丰年虾虫的半数致死时间。

以上仅为本发明的较佳实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种农产品物流封闭环境中残留杀虫剂的检测方法，其特征在于，包括，将载有广谱性杀虫剂吸附材料的装置置于农产品物流封闭环境中，按预设模式进行空气循环吸附后，再利用洗脱液对吸附材料上的杀虫剂进行解吸处理，得到解吸液，利用受试活体生物的中毒表现初步判断解吸液中杀虫剂残留量。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述吸附材料为可吸附一种或多种杀虫剂的固体吸附剂，优选为蒙脱土、人造沸石、活性炭粉、活性炭颗粒、碳纳米管、活性氧化铝、云母、硅胶、硅藻土、活性白土、大孔吸附树脂、纤维素粉、高岭土、壳聚糖和β-环糊精中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述吸附材料置于强制空气循环流通的封闭环境中。

4.根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述吸附的时间为10-240min，优选为30min。

5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述受试活体生物为体型小、易于观察识别且对杀虫剂敏感的生物，优选为丰年虾、果蝇和蝶蛾蛹虫中的一种。

6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述洗脱液包括表面活性剂和洗脱溶剂，所述表面活性剂和洗脱溶剂均为生物安全性高的化合物。

7.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，还包括，在初步判断确定样品中有超标杀虫剂残留后，再通过常规检测方法对高杀虫剂残留量进行精准定性和定量分析。

8.根据权利要求1-7任一项所述的检测方法，其特征在于，所述农产品物流封闭环境为农产品在运输、储存、装卸搬运和包装过程中的封闭环境，优选为密封运输车厢、密封仓库、密封集装箱和密封船舱中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将吸附材料置于农产品物流封闭环境或农产品物流封闭环境的空气循环过滤装置中，吸附10-240min；

S2、利用生物安全性高的洗脱液对步骤S1中的吸附材料进行解吸处理，解吸处理的时间为1-30min；

S3：将收集得到的解吸液至于含有活体生物的装置中，观察活体生物的半数致死时间，通过半数致死时间定性分析农产品物流封闭环境中的杀虫剂残留水平。

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