將紅外光譜法應用于蔬菜農藥殘留監(jiān)測的實驗

       農藥在保證促進農、林、畜牧業(yè)發(fā)展上發(fā)揮重大作用的同時，各種殘留影響也越來越引起人們的重視。目前廣泛或部分應用于農藥殘留檢測儀和確證試驗的方法有氣、液相色譜，質譜，以及氣相或液相色譜- 質譜聯(lián)用等方法。這些方法精度很高，但對樣品的前處理過程非常繁瑣，不能適應我國蔬菜的產銷特點，難以滿足對蔬菜中農殘實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。研究一種快速、前處理簡單的農殘檢測技術是當前亟待解決的問題。
       紅外光譜技術對樣品前處理簡單，對環(huán)境無污染，分析速度快，可以同時進行農藥殘留多組分測定。日本Ishizawa小組應用FTI R- ATR 技術對蔬菜葉面上殘留的百菌清等殺菌劑進行直接檢測的相關報道引起廣泛關注。本文以配制農藥蔬菜汁溶液的方法研究農藥在實際蔬菜中的紅外吸收特性，分別用標準試劑與蔬菜汁作溶劑來比較對照常用高殘留農藥敵百蟲和敵敵畏的紅外吸收情況，為實現(xiàn)蔬菜農藥殘留的直接快速檢測提出了一種可能的方法。
1 實驗研究
1.1 儀器與試劑
       Spectrlm GXI 型FTI R 傅里葉變換紅外光譜儀（Perki nEl mer 公司）；45 ~ATR 水平衰減全反射附件（Pi ker Technologies公司）。ZnSe 晶體測量表面的尺寸：40 mmX 10 mm。試劑采用分析純氯仿、蒸餾水。農藥采用純度為98 % 的敵敵畏原油、純度為96 % 的敵百蟲原藥（天津農藥股份有限公司提供）。蔬菜汁由市場出售的新鮮無公害大白菜的內層葉片經榨汁機榨取、紗布過濾大顆粒懸濁物而得。
1.2 樣品制備
（1 ）取1 g 敵百蟲原藥，加入蔬菜汁至100 mL，配制出濃度為10 000 X 10 -6 mol·L-1 的敵百蟲蔬菜汁樣品。
（2 ）取1 g 敵百蟲原藥，加入蒸餾水至100 mL，配制出濃度為10 000 X 10 -6 mol·L-1 的敵百蟲水溶液樣品。
（3 ）取1 mL 敵敵畏原油，加入蔬菜汁至100 mL，出現(xiàn)懸濁液。懸濁液經振蕩、靜置分層、過濾后，取清澈溶液（其濃度為常溫下的最大濃度）作為敵敵畏蔬菜汁樣品。由常溫下敵敵畏的密度及其在水中的溶解度估算出該濃度約為2 000X 10 -6 mol·L-1 。
（4 ）取0. 2 mL 敵敵畏原油，加入氯仿至100 mL，配制出濃度為2 000 X 10 -6 mol·L-1 的敵敵畏氯仿溶液樣品。
1.3 實驗描述
       儀器參數(shù)設定：光譜采集范圍2 000 !200 cm-1 ，分辨率為1 cm-1 ，掃描次數(shù)為16 次。用濾紙過濾蔬菜汁，視過濾兩遍后顏色清澈的蔬菜汁不含色素。分別檢測蔬菜汁原汁及其經濾紙過濾后不含色素情況下的光譜。
敵百蟲和敵敵畏的蔬菜汁溶液均由未經過濾的蔬菜汁配制而成，進樣前搖勻樣品。分別檢測兩種農藥在蔬菜汁溶劑和標準試劑溶劑下的光譜。
2 結果與討論
2. 1 農藥的特性吸收位置

       由實驗已知兩種農藥純品在中紅外區(qū)域的特征吸收。峰位置如表1 所示。
2. 2 蔬菜中色素的吸收情況
       分別檢測了蔬菜汁原汁和經濾紙過濾后不含色素的情況下的光譜數(shù)據(jù)。如圖1 所示。可見兩條譜線幾乎重合，僅在3 300 cm-1 附近有微小的差異。它們之間的這些微小差異可以視作由儀器噪聲和進樣誤差造成。可以認為，在中紅外波段范圍，蔬菜中的色素幾乎沒有吸收。即在檢測農藥在蔬菜中的吸收時，可以完全忽略在該范圍內色素對農藥吸收的干擾。

2. 3 農藥在不同類型溶劑下的吸收特性比較
      分別檢測相同濃度［10 000（10 -6 ）］的敵百蟲蔬菜汁溶液和水溶液的吸光度數(shù)據(jù)，

如圖2 所示�？梢�，敵百蟲的特征吸收峰位置在2 種溶劑中均能夠得到良好的反映。由常識可知，白菜葉片組織的絕大部分由水構成，因此農藥在蔬菜中的吸收應與在水溶液中的基本相同。實驗結果顯示，農藥敵百蟲在2 種溶劑中的吸收峰位置完全吻合；在蔬菜汁中的吸光度略低于在蒸餾水溶液中的，可能是未濾除的蔬菜纖維等雜質的吸收造成的影響。
      近似相同濃度（7 000（10 -6 ））的敵敵畏蔬菜汁溶液和氯仿溶液的吸光度數(shù)據(jù)如圖3 所示。由實驗結果可見，敵敵畏在蔬菜汁溶劑下的吸收峰位置能夠與中紅外的特征吸收一一對應（ 見表1 ），而在氯仿溶劑下，1 259. 2 cm-1 處和863. 4cm-1 處的峰位置發(fā)生了偏移。這是由于溶劑氯仿的極性較強，其氫鍵影響了敵敵畏的基團吸收頻率，造成敵敵畏的吸收峰位置發(fā)生移動。此外，2 條吸光度曲線并不重合。這除了上述蔬菜中雜質吸收的原因外，分析2 種溶劑本身的透光能力可看到，蔬菜汁在1 400 !800 cm-1 波段（除1 215cm-1 附近外）的吸收比氯仿強許多（見圖4 ）。因此扣除溶劑背景時，敵敵畏在蔬菜汁中的吸光度低于在氯仿中的吸光度。

3 結論
      本文通過研究農藥敵百蟲和敵敵畏在蔬菜汁溶劑中的中紅外衰減全反射光譜數(shù)據(jù)，得到如下結論：在中紅外波段，蔬菜體內的色素對農藥的吸收基本沒有影響；農藥在蔬菜汁中與在蒸餾水中的吸收基本相同。研究結果表明，可以通過農藥在水中的吸收建立模型來模擬其在蔬菜體內的吸收。這為今后應用紅外光譜技術直接檢測蔬菜上農藥殘留提供了一種可能的方法。