我国南海海鱼中有机氯农药残留分析_曾凡刚.pdf

2010 年 6 月 June 2010 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 29，No． 3 241 ～244 收稿日期 2009- 12- 18; 修订日期 2010- 03- 29 基金项目 北京市自然科学基金项目资助 8042014 作者简介 曾凡刚 1965 － ， 男， 湖北荆州人， 教授， 从事环境监测方面教学和科研工作。E- mail zengfg ruc． edu． cn。 文章编号 02545357 2010 03024104 我国南海海鱼中有机氯农药残留分析 曾凡刚 中国人民大学环境学院，北京100872 摘要 建立了凝胶渗透色谱前处理， 毛细管气相色谱测定我国南海海鱼中 11 种有机氯农药的方法。分析 了油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银鳕鱼、 哈哈鱼块、 海鳗鱼中的有机氯农药残留情况， 发现在禁用 20 多年后， 六六六 HCHs 、 滴滴涕 DDTs 、 狄氏剂、 环氧七氯在鱼肉中均有不同程度的检出， 其中滴滴涕的残留水平最高达 到 26． 73 μg/kg。研究发现我国南海海鱼中 4 种 HCH 的总残留量高于北京市场上的淡水鱼的残留水平; 多数有机氯农药残留污染的平均水平也高于英国和巴西等国鱼类的水平。南海海鱼中有机氯农药残留水 平具有指示环境污染的意义。 关键词 凝胶渗透色谱; 毛细管气相色谱法; 南海; 海鱼; 有机氯农药残留 中图分类号 O657． 71; S482． 32; S922． 95文献标识码 A Analysis of Organochlorine Pesticide Residues in Marine Fishes from South China Sea ZENG Fan- gang School of Environment and Natural Resources， Renmin University of China， Beijing100872， China Abstract A sensitive based on gel permeation chromatography GPC and capillary gas chromatography was developed for the determination of 11 kinds of organochlorine pesticide residues in marine fishes from South China Sea．Hexachlorocyclohexane HCHs ， dichloro- diphenyl- trichloroethane DDTs ， dieldrinand heptachlor epoxide were detected out in these fishes． The residue level of DDTs is up to 26． 73 μg/kg． 4 kinds of HCH residues in marine fishes from South China Sea were higher than those in fresh water fishes from Beijing market． The average residue level of DDTs was higher than those in fishes from Britain and Brazil． The results from the study show that organochlorine pesticide residues in marine fishes from South China Sea can be used as an indicator for environmental quality assessment of this area． Key words gel permeation chromatography; capillary gas chromatography; South China Sea; marine fish; organochlorine pesticide residue 有机氯农药 OCPs 曾是杀虫剂的骨干品种， 尽管我国于 1983 年停止有机氯农药的生产和使 用， 但是由于过去长达 30 年的使用历史， 再加上有 机氯农药的化学性质稳定， 在环境中难以降解， 能 在水、 土壤和生物体内长期贮存， 这使得环境中仍 存在有机氯农药残留， 并通过食物链的富集作用， 造成对食品的危害 ［1 ］。2000 年中国总膳食研究结 果显示， 六六六 HCH 和滴滴涕 DDT 仍是我国 膳食中农药残留的主要监测品种 ［1 ］。 国内外对凝胶渗透色谱作为农药残留分析的 142 ChaoXing 净化方法和色谱测定农药残留已有广泛的报 道 ［2 －4 ］。本文采用凝胶渗透色谱 GPC 对鱼肉中 六六六、 滴滴涕、 异狄氏剂、 环氧七氯等有机氯农药 进行净化处理， 并用毛细管气相色谱法 GC 对我 国南海几种海鱼中有机氯农药残留进行分析研究。 1实验部分 1． 1仪器 气相色谱仪 Varian GC CP3800， 配电子捕获 检测器 。 DM －5 石英弹性毛细管色谱柱。 旋转蒸发仪 瑞士 BUCHI 公司 。 凝胶净化柱 长 30 cm， 内径 2． 5 cm， 具活塞玻 璃层析柱， 柱底垫少许玻璃棉。用乙酸乙酯 － 环己 烷 体积比 1 ∶ 1 洗脱剂浸泡的凝胶以湿法装入 柱中， 柱床高约 26 cm， 胶床始终保持在洗脱液中。 1． 2主要试剂 丙酮、 石油醚 沸程 30 ～60 ℃ 、 乙酸乙酯、 环 己烷 均为分析纯， 重蒸。正己烷 农残级， J． T． Baker 公司 。氯化钠 分析纯 ， 无水硫酸钠 分析 纯 。乙酸乙酯 － 环己烷 体积比 1 ∶ 1 。 凝胶 Bio － Beads S － X3， 200 ～400 目 。 氮气 ≥99． 5 。 1． 3农药标准品和标准溶液 标准溶液的配制 分别准确称取六六六、 滴滴 涕、 六氯苯、 五氯硝基苯、 七氯、 环氧七氯、 艾氏剂、 狄氏剂、 异狄氏剂、 氯丹、 硫丹农药标准品 纯度 ＞ 99， 国家标准物质研究中心 ， 用少量苯溶解， 再 以正己烷稀释成一定浓度的储备溶液。根据各农 药在仪器上的响应情况， 以正己烷配制混合标准 溶液。 1． 4样品处理与提取 取我国南海油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银鳕鱼、 哈哈鱼 块、 海鳗鱼等海鱼， 去鱼皮， 取脊背鱼肉， 去除杂质 后切成小块， 制成肉糜， 称取 20． 0 g 备用。 称取 20． 0 g 精确至 0． 01 g 鱼肉样品， 加 15 mL去离子水 视样品水分含量加水， 使总水量 约 20 g 。加 40 mL 丙酮， 振摇 30 min， 加 6 g NaCl， 充分摇匀， 再加 30 mL 石油醚， 振摇 30 min。 静置分层后， 将有机相全部转移至 100 mL 具塞锥 形瓶中经无水 Na2SO4干燥过夜， 取 35 mL 上清液 于旋转蒸发瓶中， 浓缩至约1 mL， 加 2 mL 乙酸乙 酯 － 环己烷再浓缩， 如此重复3 次， 浓缩至约 1 mL 并转移至 GPC 自动进样系统配套试管中， 用乙酸 乙酯 － 环己烷洗涤旋转蒸发瓶数次， 将洗涤液合并 至试管中， 定容至 10 mL。 1． 5净化 鱼肉样品通过 5 mL 样品环注入 GPC 柱， 泵流 速 5． 0 mL/min， 弃去 0 ～7． 5 min 流分， 收集 7． 5 ～ 15 min 流分， 15 ～ 20 min 冲洗 GPC 柱。洗脱液为 乙酸乙酯 － 环己烷混合溶液。将收集的流分旋转 蒸发浓缩至约 1 mL， 用氮气吹至近干， 以正己烷定 容至 1 mL， 待 GC 分析。 1． 6色谱条件 色谱柱 DM － 5 石英弹性毛细管柱， 30 m 0． 32 mm 0． 25 μm。柱温 程序升温为 90 ℃保持 1 min，以 40 ℃ /min 速度升温至 170 ℃， 以 2． 3 ℃ /min升温至 230 ℃， 保持 13 min， 再以 40 ℃ /min 升温至280℃， 保持 5 min。进样口温度 280℃。电 子捕获检测器 ECD 300 ℃。载气 N2 流速 1 mL/min， 柱前压 0． 5 MPa/cm2， 不分流进样。 色谱分析 分别量取 1 μL 混合标准溶液及样 品净化液注入气相色谱仪中， 以保留时间定性， 以 试样和标准样品的峰面积比较定量。 2结果与讨论 2． 1南海海鱼中有机氯农药的浓度 对油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银鳕鱼、 哈哈鱼块、 海鳗 鱼等海鱼按上述方法测定各鱼肉中主要有机氯农 药含量， 结果列于表 1 由于七氯与环氧七氯、 艾氏 剂与狄氏剂在色谱中共溢出， 故表 1 中只能列出其 总和 。 表 1我国南海几种海鱼中 OCPs 的浓度 Table 1Concentration of organochlorine pesticides in some salty fishes from South China Sea 农药缩写 wB/ μgkg －1 油鲽 鱼块 鲷鱼片 银鳕鱼 哈哈 鱼块 海鳗鱼 平均值 六六六HCHs3．400．480．440．450．311．02 滴滴涕DDTs26．730．741．383．3115．269．48 六氯苯HCB2．780．270．330．140．520．81 五氯硝基苯PCNB1．430．550．730．431．320．89 七氯环氧七氯HEPT HCE 1．330．961．640．410．921．05 艾氏剂狄氏剂 ALD DIE 1．450．160．290．080．700．53 异狄氏剂END8．010．270．090．090．231．74 氯丹CHL4．110．200．360．020．270．99 硫丹SUL3．040．100．130．000．440．74 242 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2010 年 ChaoXing 2． 2与国内淡水鱼中有机氯农药污染状况的对比 油鲽鱼块中 4 种 HCH α － HCH、 β － HCH、 γ － HCH、 δ － HCH 总残留量较高， 为 3． 40 μg/kg， 比北京市场上 3 种淡水鱼鲢鱼 2． 4 μg/kg 、 草鱼 2． 0 μg/kg 和鲤鱼 2． 5 μg/kg ［5 ］中 HCHs 总残 留量都要高。 表1 清楚地表明这些南海海鱼中DDTs 的残留量 大大超过其他一些动物性食品中 DDTs 的残留 量 ［ 6 －8 ］， 这表明鱼比其他生物基质更易富集 DDTs。 2． 3与国外鱼中有机氯农药污染状况的对比 从现有的资料来看， 与欧洲的英国 ［9 ］、 拉美的 巴西 ［10 ］等国相比， 我国南海油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银 鳕鱼、 哈哈鱼块、 海鳗鱼等海鱼中 DDTs 的污染状 况较为严重， 不仅所检测的最高浓度值比较高， 而 且其平均浓度接近英国的 3 倍; 六氯苯的平均浓度 是英国的 2 倍多; 七氯 环氧七氯两种农药平均浓 度是巴西的 2 倍多; 艾氏剂 狄氏剂两种农药平均 浓度是巴西的 7 倍多， 是英国的一半; 氯丹的平均 浓度也低于英国。英国早在 20 世纪 70 年代就已 开始禁用 HCHs， 而我国直到 80 年代初才开始禁 用， 再加上部分地区违禁使用， 因此污染状况要比 英国严重， 但与巴西相比则很接近。因为我国未曾 使用艾氏剂、 狄氏剂、 异狄氏剂、 七氯等 OCPs， 所以 此类农药的含量较低， 污染较少。美国和英国的艾 氏剂 狄氏剂和氯丹这两类农药的污染状况要比 我国国内严重些 ［9 ］。 我国南海油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银鳕鱼、 哈哈鱼 块、 海鳗鱼等海鱼中 11 种有机氯农药都未超过国 家标准限量 0． 1 mg/kg［11 ］， 其残留量远低于国家最 大残留限量标准 MRLs ， 这说明我国南海这 5 种 海鱼是安全的。同时， 这 5 种海鱼中 11 种有机氯 农药 100的检出率也说明了我国南海海鱼长期 检测的必要性。 2． 4讨论 随着 HCHs 和 DDTs 残留量的发现， 它们在环 境中的迁移与归宿亦引起人们的关注。早在 20 世 纪60 年代， 国外就开始研究 HCHs 和 DDTs 在环境 中的分布动态和降解过程。研究表明， 在限制或禁 止使用有机氯农药的最初几年中， 鱼体内农药残留 量明显降低， 之后残留量趋于稳定 ［12 －13 ］; 但也有研 究发现在禁止使用有机氯农药后， 鱼体内农药残留 量反而略有增加的现象 ［14 ］。近年来全球有机氯农 药残留量下降不明显， 据分析是由于它们自赤道地 带的污染源经大气扩散沉降造成的 ［15 －17 ］。至 1973 年止， 全世界至少有 20 个国家限制或禁止使 用 DDTs; 但据世界粮农组织统计表明， 在 1992 年， 发展 中 国 家 确 认 的 HCHs 总 存 量 达 3 000 ～ 10000 t［18 ］。这意味着在今后若干年内， 有机氯农 药还 将 通 过 大 气 扩 散 迁 移 而 引 起 全 球 性 污 染 ［19 －20 ］。因此， HCHs 和 DDTs 在样品中均有检 出， 由于 DDTs 的半衰期比 HCHs 长 表 2 ［21 ］ ， 所 以 DDTs 的残留量要远大于 HCHs。 表 2六六六 HCHs 和滴滴涕 DDTs 的衰减期［21 ］ Table 2Declining period of HCHs and DDTs 农药半衰期95衰减期 六六六1．2 a6．5 a 滴滴涕2．8 a10．0 a 鱼肉对水中 DDTs 及其衍生物的浓缩因子较 之其他 OCPs 要大得多。DDTs 的浓缩因子为 2014 ～19410， HCHs 为 1112 ～ 5710［14， 22 ］。文献［ 23 － 24］ 报道， 鱼类对有机物的浓缩通常与化合物的疏 水性 Kow 分配系数 有关。DDTs 及其衍生物的 Kow为 1 106， 而 α － HCH、 β － HCH、 γ － HCH 的 Kow均为 7． 18 103， δ － HCH 的 Kow为 1． 14 104， 因此鱼类对 DDTs 及其衍生物的富集能力通常高 于 HCHs 及其他 OCPs。 3结语 本文分析了我国南海油鲽鱼块、 鲷鱼片、 银鳕 鱼、 哈哈鱼块、 海鳗鱼中 11 种有机氯农药残留情 况， 发现在禁用近 30 年后， 六六六、 滴滴涕、 狄氏 剂、 环氧七氯在鱼肉中均有不同程度的检出， 其中 滴滴涕的残留水平最高达到 26． 73 μg/kg， 不过这 些海鱼中 11 种有机氯农药都未超过国家标准限量 0． 1 mg/kg［11 ］， 其残留量远低于国家最大残留限量 标准。但值得注意的是， 我国南海海鱼中 4 种 HCH 的总残留量高于北京市场淡水鱼的残留水 平; 多数有机氯农药污染的平均水平也高于英国、 巴西等国鱼类的水平。我国南海有机氯农药的污 染应引起足够重视。 4参考文献 ［ 1］赵云峰， 吴永宁， 王绪卿， 高俊全， 陈君石． 中国居民 膳食中农药残留的研究［J］ ． 中华流行病学杂志， 342 第 3 期曾凡刚 我国南海海鱼中有机氯农药残留分析第 29 卷 ChaoXing 2003， 4 8 661． ［ 2］刘咏梅， 王志花， 储晓刚． 凝胶渗透色谱净化 － 气相 色谱测定糙米中 7 种常见有机磷农药残留［J］ ． 农药， 2004， 43 10 460 －462． ［ 3］Jones F W． Multiresidue analysis of pesticides in wool， waxandlanolinusinggelpermeationandgas chromatography ［J］ ． JournalofAgriculturalFood Chemistry， 1996， 44 3179 －3201． ［ 4］王绪卿， 吴永宁． 色谱在食品安全分析中的应用 ［ M］ ． 北京 化学工业出版社， 2005 12． ［ 5］曾凡刚． 毛细管气相色谱测定淡水鱼中六六六［ J］ ． 农药， 2006， 45 6 408 －409． ［ 6］曾凡刚． 凝胶渗透色谱净化 － 气相色谱法测定牛奶 中 10 种有机氯农药残留［J］ ． 中国乳品工业， 2006， 34 5 52 －54． ［ 7］曾凡刚． 凝胶渗透色谱净化 － 气相色谱法测定肉类 食品中有机氯农药残留［ J］ ． 食品与发酵工业， 2006， 32 5 117 －120． ［ 8］曾鸣， 曾凡刚． 鸡肉中 24 种有机氯农药残留的测定 方法［ J］ ． 食品科技， 2006， 31 6 119 －121． ［ 9］Kelly A G，Campbell D． Persistent organochlorine contaminants in fish and shellfish from Scottish Waters ［ R］ ∥Scottish Fisheries Research Report． 1994， ISSN 0308 8022． ［ 10］Caldas E D，Coelho R，Souza L C K R，Siba S C． Organochlorine pesticide in water，sediment，and fish of Parano Lake of Brasilia，Brazil［ J］ ． Environmental Contamination and Toxicology， 1999， 62 199 －206． ［ 11］ GB 27632005， 食品中农药最大残留限量［ M］ ． ［ 12］Olsson M，Reutergardh L． DDT and PCB pollution trends in the Swedish aqutic environment［J］ ． Ambio， 1986， 15 103 －109． ［ 13］Schmitt C J． National contaminant biomonitoring pro- gram Residues of organochlorine chemicals in U． S． freshwater fish， 19761984［ J］ ． Archives of Environment Contamination and Toxicology， 1990， 19748 －781． ［ 14］ Mhlanga A T，Madziva T J． Pesticide residues in lake Mcllwaine Zimbabwe［ J］ ． Ambio， 1990， 19 368 －372． ［ 15］Larsson P，Okla L． Atmospheric transport of chlorinated hydrocarbons to Sweden in 1985 compared to 1973［ J］ ． Atmosphere Environment， 1989， 231699 －1711． ［ 16］ Ochme M． Further evidence for long range air transport ofpolychlorinatedaromatesandpesticides North America and Eurasia to the Arctic［J］ ． Ambio， 1991， 20 193 －297． ［ 17］Tatsukawa R． Contamination of chlorinated organic substances in the ocean ecosystem［J］ ． Water Science Technology， 1992， 25 1 －8． ［ 18］ 孙晶 译 ． 农业积压的防范 全球操作是防止危 险的关键［ J］ ． 农药译丛， 1996， 18 1 57 －58． ［ 19］ Iwata H． Geographical distribution of persistent organo- chlorines in air，water and sediments from Asia and Oceanea and their implications for global redistribution from lower latitudes ［J］ ． Environmental Pollution， 1994， 85 15 －33． ［ 20］Preston M R． The interchange of pollutants between the atmosphere and ocean ［J］ ． Marine Pollution Bulletin， 1992， 24 477 －483． ［ 21］ Shem O Wandiga． Use and distribution of organochlorine pesticides． The future in Africa［ J］ ． Pure and Applied Chemistry， 2001， 731147 －1155． ［ 22］Agarwal H C． DDT residues in the river Jamuna in Delhi，India［ J］ ． Water，Air and Soil Pollution， 1986， 28 89 －104． ［ 23］ 朱志宁． 12 种有机物在鲤鱼体内富集与释放行为的 研究［ J］ ． 环境科学学报， 1987， 7 3 339 －345． ［ 24］ Gobas F A． Bioconcentration of hydrophobic chemicals in fish Relationship with membrane permeation［J］ ． Environmental Toxicology and Chemistry，1986，5 637 －646． 442 第 3 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2010 年 ChaoXing