□ 王輝龍 呼妙炫 劉 智 長春中醫(yī)藥大學(xué)健康管理學(xué)院
農(nóng)藥是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過殺蟲、殺菌、除雜草等方式保護(hù)農(nóng)作物,提高產(chǎn)量的藥劑。但因為農(nóng)藥的大量使用,導(dǎo)致自然條件農(nóng)藥不能完全降解,仍有部分殘留在農(nóng)作物機(jī)體與環(huán)境中,當(dāng)人體食用農(nóng)藥殘留量大于最大攝入量的農(nóng)作物時,就會對人體健康造成影響,甚至引起中毒事件,因此農(nóng)藥殘留問題在全世界范圍內(nèi)都是熱點(diǎn)問題。
農(nóng)藥通常按照其分子結(jié)構(gòu)分為以下幾類:有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯農(nóng)藥和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥。
有機(jī)氯農(nóng)藥為組成成分中含有氯元素的廣譜殺蟲劑,誕生于20世紀(jì),主要用于殺滅植物害蟲和預(yù)防植物病害,其機(jī)制為其可對昆蟲的內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生破壞作用。根據(jù)原料的不同可以將有機(jī)氯農(nóng)藥分成兩類:一類是以苯為原料生產(chǎn)的農(nóng)藥,例如DDT、六六六、三氯殺螨醇等等;另一類是以環(huán)戊二烯為原料生產(chǎn)的農(nóng)藥,例如艾氏劑、氯丹、七氯與硫丹等[1]。有機(jī)氯農(nóng)藥因其殺蟲效率高、成本低、使用便捷,曾在防治農(nóng)林牧業(yè)病蟲害上廣泛應(yīng)用,但由于有機(jī)氯農(nóng)藥毒性高、難揮發(fā)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且在食物鏈和環(huán)境中不易被分解,生物蓄積嚴(yán)重,故在1983年我國就禁止生產(chǎn)和使用,但由于其殘留時間長,以至于自然界中仍然有檢出。有機(jī)氯農(nóng)藥對機(jī)體危害較大,進(jìn)入機(jī)體后主要在人體脂肪組織、肝、腎與腦中蓄積,急性中毒可以引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)癥狀;長期蓄積可引起慢性中毒、導(dǎo)致肝腎功能損傷。其中DDT有明顯致癌性。
有機(jī)磷農(nóng)藥屬于廣譜殺蟲劑,常見的有敵敵畏、甲拌磷、樂果、馬拉硫磷與敵百蟲等等,因其具有種類多、價格低廉、效果好、使用領(lǐng)域廣且易于降解等特點(diǎn),逐漸代替有機(jī)氯農(nóng)藥,是目前我國使用最為廣泛的農(nóng)藥種類,目前其產(chǎn)量約占中國農(nóng)藥市場的2/3。有機(jī)磷農(nóng)藥大部分屬于高毒性農(nóng)藥,容易造成環(huán)境污染而殘留在食物原料中危害人畜,引發(fā)公害事件,其殘留在蔬果類食品最為常見,因其毒性較高,所造成的中毒現(xiàn)象比較嚴(yán)重。有機(jī)磷農(nóng)藥可以對乙酰膽堿酶進(jìn)行抑制,造成體內(nèi)乙酰膽堿含量增加,導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)衰竭;其次還有研究表明,有機(jī)磷農(nóng)藥會造成人的心理問題,造成精神沮喪,這可能與有機(jī)磷農(nóng)藥使用廣泛地區(qū)自殺率高有關(guān),有機(jī)磷農(nóng)藥還能導(dǎo)致胎兒畸形、癌癥、心血管疾病等等[2]。
氨基甲酸酯類農(nóng)藥是在有機(jī)磷農(nóng)藥之后出現(xiàn)的新一類新型農(nóng)藥、是在天然毒扁豆堿的基礎(chǔ)上形成的,種類較多并且具有選擇性強(qiáng)、速效、易于分解與效率高等特點(diǎn)。并且兼具殺蟲、殺螨、殺菌和除草等多種功能,被廣泛運(yùn)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,主要包括克白威、三羥基克白威、涕滅威、涕滅威砜、涕滅威亞砜、滅多威、仲丁威、甲萘威、速滅威與異丙威等[3]。氨基甲酸酯類農(nóng)藥的毒性機(jī)制與有機(jī)磷農(nóng)藥相似,均是對乙酰膽堿酶進(jìn)行抑制,但其毒性與有機(jī)磷農(nóng)藥相比更低,對人體健康的危害更小,因此氨基甲酸酯類農(nóng)藥中毒者的癥狀與有機(jī)磷農(nóng)藥中毒者癥狀類似,但是由于毒性較低,因此中毒癥狀一般在幾個小時內(nèi)可以自行消失。
擬除蟲菊酯是人工干預(yù)天然除蟲菊酯中的一些非決定基因,使人工干預(yù)合成的擬除蟲菊酯較天然除蟲菊酯有更強(qiáng)的穩(wěn)定性,在光照條件下不像天然除蟲菊酯一樣被分解,擬除蟲菊酯是一種人工合成的菊酯類化合物,常見的有氯氰菊脂、溴氰菊脂、氟氯氰菊酯和氰戊菊酯等。擬除蟲菊酯類農(nóng)藥以高效、低毒、低殘留等特點(diǎn)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用,使用量約占所有農(nóng)藥的1/4。由于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥對魚蝦類生物的毒性較高、無法在我國南方的水田中使用,因此擬除蟲菊酯類農(nóng)藥在國內(nèi)的農(nóng)藥份額不足5%。擬除蟲菊酯容易產(chǎn)生抗性,并且存在交叉抗性問題,因此在擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的使用上,尤為注意施藥的時間、頻率、蟲害的類型以及植物類型等等[4]。對于擬除蟲菊酯類農(nóng)藥,目前仍然處于探索階段,更多研究開始從分子水平和遺傳學(xué)角度上考慮。
氣相色譜法是以氣體作為流動相的色譜過程,根據(jù)不同化合物沸點(diǎn)、吸附性及極性的不同對化合物進(jìn)行分離,它適合檢測沸點(diǎn)低、揮發(fā)性強(qiáng)且揮發(fā)后化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性強(qiáng)的物質(zhì)。氣相色譜法具有分辨率高、選擇性高、靈敏性好與操作簡單等優(yōu)點(diǎn),并且可以一次性對多種化合物進(jìn)行檢測,是目前農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域使用最為普遍的方法。
高效液相色譜法是以液體為流動相的色譜過程,較氣相色譜法相比,更加適合分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、沸點(diǎn)高、極性強(qiáng)的化合物,彌補(bǔ)了氣相色譜法檢測范圍的不足,擴(kuò)展了農(nóng)藥殘留檢測的范圍。液相色譜法由于其靈敏度高、辨識度高、檢測速度快及重現(xiàn)性好,在農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。
質(zhì)譜分析法是把待檢測物離子化,根據(jù)離子在磁場和電場中不同的運(yùn)動方式、不同離子的質(zhì)荷比不同進(jìn)行分離,通過形成質(zhì)譜圖來確定離子以確定化合物。對于檢測殘留農(nóng)藥種類比較多,互相干擾較為嚴(yán)重,或者存在化學(xué)性質(zhì)相近難以分離的待測物,使用色譜/質(zhì)譜聯(lián)用法,可以大大提高檢測精度。兩種方法的聯(lián)用,在未知化合物的檢測上非常適用。
超臨界流體色譜是20世紀(jì)80年代新興的新型檢測方法,以高于臨界溫度和臨界壓力的超臨界流體作為色譜的流動相,進(jìn)行分離、純化、分析的前處理方法。由于其傳質(zhì)阻力小、相對溫度低、擴(kuò)散系數(shù)高,可以對大分子化合物、熱不穩(wěn)定化合物、高聚物等進(jìn)行快速分析。
毛細(xì)管區(qū)帶電泳是近年來才迅速發(fā)展起來的新型快速檢測技術(shù),它是利用液體介質(zhì)中的帶電粒子在電場作用下的遷移速度不同而進(jìn)行分離的方法。非常適用于離子化樣品的分析和分離。毛細(xì)管區(qū)帶電泳是一種非常簡單、低成本、便攜的檢測方法,雖然不如傳統(tǒng)大型儀器檢測的高靈敏度和高準(zhǔn)確性,但由于其技術(shù)要求低、操作簡單、快速及成本低等特點(diǎn),可以在生產(chǎn)銷售過程中進(jìn)行實時監(jiān)測,世界各國在農(nóng)藥殘留快速檢測領(lǐng)域都投入了大量的資金和技術(shù)[5]。
農(nóng)藥的類型在向著高效、低毒化方向發(fā)展,但仍沒有完全沒有殘留危害的品種,無公害食品仍然是實現(xiàn)人們食品安全的最好途徑;農(nóng)藥殘留的檢測方法種類多,傳統(tǒng)的大型儀器的高精度檢測和新型快速低成本便捷檢測并駕齊驅(qū),但是缺乏結(jié)合兩個優(yōu)勢的檢測方法,在快速檢測技術(shù)的蓬勃發(fā)展中,亟需提高其檢測精度。