農(nóng)藥檢測實(shí)驗(yàn)調(diào)查報(bào)告

1、寧波工程學(xué)院2013年暑期社會(huì)實(shí)踐調(diào)研報(bào)告大學(xué)生暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)調(diào) 研 報(bào) 告 書實(shí)踐項(xiàng)目名稱：寧波市菜籃子工程綠色蔬菜無農(nóng)藥化檢測 實(shí)踐項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 負(fù)責(zé)單位： 上報(bào)日期：2014 年 9 月 16 日寧波工程學(xué)院創(chuàng)新社會(huì)實(shí)踐行動(dòng)計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室 制1【摘要】利用在600l 100 nnl波段范圍內(nèi)可見一近紅外反射光譜分析技術(shù)，對(duì)常見的高殘留農(nóng)藥在綠色植物活體上的允損檢測進(jìn)行丫研究。首先將采集到的漫反射光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換提取光譜特征，然后再利用主成分分析方法進(jìn)一步對(duì)光譜特征進(jìn)行分析，最后把這些光譜的前兩個(gè)主成分得分作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信息，建立_r多神經(jīng)元的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)感知器。對(duì)農(nóng)藥殘留檢測的

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

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

4、造成魚、蝦、肉、蛋、奶的污染，對(duì)人的健康有較大危害。有機(jī)氯農(nóng)藥對(duì)人體的危害較大，累積時(shí)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(nóng)藥殘留的危害較大，我國應(yīng)嚴(yán)格管理農(nóng)藥的施用，規(guī)定食品的最大農(nóng)藥殘留量，并嚴(yán)格檢測食品的農(nóng)藥殘留。三、主要檢測農(nóng)藥在我國廣泛使用的農(nóng)藥中，常見的并且對(duì)人類造成很大危害的主要有三種：有機(jī)氯農(nóng)藥，有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥。在這三類農(nóng)藥中，有機(jī)氯未見有關(guān)熒光方法檢測地報(bào)告。有機(jī)磷農(nóng)藥由于分子結(jié)構(gòu)等原因，自身不能發(fā)熒光，由研究人員研究發(fā)現(xiàn)：有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶有抑制作用，有機(jī)磷農(nóng)藥的濃度越大，對(duì)膽堿酯酶的抑制越強(qiáng)，產(chǎn)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(jī)磷農(nóng)藥。四、方法及方法的篩選可用檢測方法目前，我國農(nóng)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(jù)是不同物質(zhì)在兩相中的分配系數(shù)不同，將混合物溶于兩相中時(shí)，各物質(zhì)有相對(duì)移動(dòng)，通過多次分配達(dá)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(yīng)用廣泛的物理化學(xué)分析方法，普遍應(yīng)用于農(nóng)藥殘留的檢測，能夠?qū)Ω黝愞r(nóng)藥的濃度及種類進(jìn)行較準(zhǔn)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(nóng)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(jìn)行

6、測定; 生化生物測定則是進(jìn)行離體試驗(yàn)，分離生物體內(nèi)的的乙酞膽堿醋酶進(jìn)行檢測; 免疫生物測定法是利用動(dòng)物的免疫機(jī)理，注射農(nóng)藥與大分子化合物的復(fù)合體，使其產(chǎn)生抗體，分離抗體提取物中的農(nóng)藥殘毒，再用比色法測定出該種農(nóng)藥的殘毒含量。該方法可以定量的測定農(nóng)藥殘毒含量，且靈敏度高; 但每一種免疫體只能測定一種農(nóng)藥的殘毒，在實(shí)際生產(chǎn)很難應(yīng)用于多種農(nóng)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(yīng)用更為廣泛，應(yīng)根據(jù)其性能的異同，配合使用，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)藥殘留的檢測工作更加有效。氨基甲酸酯類農(nóng)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(zhì)聯(lián)用法和液質(zhì)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(shí)存在不穩(wěn)定的問題，部分氨基甲酸酯類農(nóng)藥，如涕滅威、甲萘威易發(fā)生分解，導(dǎo)致檢測結(jié)果不穩(wěn)定 ；高效液相色譜-紫外檢測的靈敏度達(dá)不到要求，出現(xiàn)有些樣品低濃度時(shí)無法響應(yīng)等問題。利用高效液相色譜柱后衍生技術(shù)使一些氨基甲酸酯類農(nóng)藥通過衍生化技術(shù)產(chǎn)生熒光物質(zhì)，用熒光檢測器進(jìn)行測定，大大提高了檢測的靈敏度，靈敏度可達(dá)0.1ng 以下，而且由于絕大多數(shù)雜質(zhì)不產(chǎn)生熒光物質(zhì)，避免了雜質(zhì)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(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注。因此我們選用高效液相色譜柱后衍生技術(shù)。五、實(shí)驗(yàn)基本原理熒光產(chǎn)生熒光是光致發(fā)光。

8、有機(jī)分子在紫外光的照射下,吸收光能后其分子能級(jí)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(jīng)過很短的時(shí)間(10-8s),將會(huì)發(fā)射出光子產(chǎn)生熒光重新回到分子基態(tài) 熒光產(chǎn)生與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系在熒光分析中， 并非所有物質(zhì)都能產(chǎn)生熒光,有機(jī)分子產(chǎn)生熒光主要取決于它自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)及能量狀態(tài)，由文獻(xiàn)知道熒光強(qiáng)度與分子結(jié)構(gòu)關(guān)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(jī)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(chǎn)生，而且熒光光譜將向長

9、波方向移動(dòng)。具有芳環(huán)或雜環(huán)的物質(zhì)，其芳環(huán)越大， 其熒光峰越移向長波方向(紅移),熒光強(qiáng)度也越強(qiáng)。具有強(qiáng)烈熒光的有機(jī)分子，應(yīng)具有剛性的、不飽和的、 平面型的多烯體系。 如果一個(gè)有機(jī)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(gòu)型,那么這樣的有機(jī)分子大多不會(huì)發(fā)射熒光。在芳香化合物的芳香環(huán)上，進(jìn)行不同基團(tuán)的取代，對(duì)該化合物的熒光強(qiáng)度和熒光光譜將產(chǎn)生很大的影響。（1）給電子取代基: 當(dāng)化合物中含有 NH2 、NHR 、 NR2 、 OH 、 OR 、 CNOCH3、OC2H5 等給電子基團(tuán)時(shí)，這些基團(tuán)上的n 電子可通過共軛效應(yīng)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(qiáng)分子的熒光。但要注意的是,這類基團(tuán)的n 電子容易與極性溶劑生成氫鍵,熒光強(qiáng)度相應(yīng)變?nèi)?。?) 吸電子取代基：當(dāng)化合物中含有C O 、CHO、 COOH、 NO2 和重氮類等基團(tuán)時(shí)，由于吸電子基的誘導(dǎo)效應(yīng)，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(tuán)也含有n 電子，對(duì)溶劑的極性和酸堿度敏感。（3）取代基的位置：鄰位及對(duì)位取代基對(duì)熒光影響較大，間位取代基影響不大，兩種性質(zhì)不同的取代基共存時(shí)，其中一個(gè)取代基起主導(dǎo)作用。此外，有機(jī)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(qiáng)。例如苯甲酸雖不發(fā)生熒光,但羥基苯甲酸卻會(huì)發(fā)生熒光。

11、另外有的物質(zhì)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(zhì)反應(yīng)，由原本不發(fā)熒光的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)熒光的物質(zhì)。六、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備蔬菜的采購：小組成員分成五個(gè)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(gè)中大級(jí)菜市場進(jìn)行采購，主要的蔬菜有青菜、生菜、平菇、豇豆及韭菜，進(jìn)行農(nóng)藥檢測實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)儀器及試劑：實(shí)驗(yàn)試劑：蒸餾水、丙酮、二氯甲烷、石油醚、硫酸鈉、濃硫酸實(shí)驗(yàn)儀器：分液漏斗（4個(gè)）、濾紙、膠頭滴管、玻璃棒、燒杯、具塞三角瓶、具塞試管、鐵架臺(tái)、錐形瓶（12個(gè)）、漏斗、高速離心機(jī)、恒溫振蕩儀蔬菜勻漿的制備：將蔬菜進(jìn)行市區(qū)、菜場及種類的區(qū)分標(biāo)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?jiān)〉脼V液貼標(biāo)簽待用。七、實(shí)驗(yàn)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(diào)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(jī)中搗碎，混勻。農(nóng)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?jiān)帽礈焖拇?，每?ml，用少許丙酮洗滌漏斗和濾紙，合并濾液3040ml，加石油醚20ml，搖動(dòng)數(shù)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(nèi)外的水，然后將石油醚液

13、緩緩放出，經(jīng)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(shù)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(nóng)藥：取上步不同蔬菜對(duì)應(yīng)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(jié)果統(tǒng)計(jì) （有熒光出現(xiàn)就表示超過國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)藥含量）鎮(zhèn)海區(qū) 菜場 樣品有無熒光 相對(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國家標(biāo)準(zhǔn)殘留農(nóng)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(duì)于國