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甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂检测技术 研究与风险评估农业研究

日期:2020年03月05日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:1015
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202003041301032794 论文字数:38899 所属栏目:农业论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇农业论文,本研究针对 9 种国内外常用的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂和 5 种我国自主研制的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,建立了可以同时检测西瓜、苹果、葡萄、柑橘、李子、油桃、番茄、黄瓜、甘蓝、辣椒、马铃薯 11 种果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的 QuEChERS–LC-MS/MS 检测方法和地表水中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的 SPE–LC-MS/MS 检测方法,本研究建立的方法简单、快速、灵敏度高、重现性好,能满足实验室大批量样品快速高效的痕量检测要求。


第 1 章   绪论


1.1 研究背景

我国是农业大国,资源丰富,人口众多。近年来我国农业发展迅速,给人们带来了丰富的物质生活和经济效益的同时也带来了安全风险。食品安全问题在发达国家和发展中国家均普遍存在,不仅会影响人们的生活健康,甚至关乎到社会秩序和政治的稳定[1,2]。近年来国内外农药残留超标事件时有发生[3,4],农药残留问题已引起了社会各界人士的广泛关注,成为人们最关心的食品安全问题。任何食品安全问题都需要从源头开始管理,保证农产品的质量与安全则成为改善食品安全问题中很重要的一部分。而农产品的质量与安全会受自然灾害,环境污染,人为因素等的影响,为了避免或减少农作物在生长过程中的病虫害,提高农作物的产量,保证农作物的质量,不可避免的会使用农药,而不科学、不规范地使用农药,则会对人体健康和生态环境造成危害。现在农药的种类越来越多,农药的使用量越来越大,我国对农药使用的监管力度越来越大,因此低毒、高效、与环境相容性较好的农药成为目前大多数种植者优先选择的农药,但不能保证所有的农户都会规范科学的使用农药。

我国农产品中农药残留偏高的原因可能是部分种植者缺少农药合理安全使用的相关知识,科学使用农药意识淡薄,会更关心农药的价格和防治病虫害的效果,只要成本低、见效快,他们就愿意使用,在施用农药时凭经验施药,未考虑施药量,或者在施用农药后未达到有效的间隔期就采收上市等[5]。农药的施用方式有很多种,例如:可直接施用于农作物,可置于灌溉水间接施用于农作物,也可施用于土壤当中间接被农作物吸收等。但无论哪种施药方式,农药除了被农作物本身吸收外,还会通过迁移、转化和累积,扩散于空气、渗透进土壤、汇入河流[6],最后经过食物链影响不同等级的生物[7],从而对人类健康造成危害。虽然我国是目前世界排名第一的农药生产大国[8],是世界上生产农药种数最多的国家,但却不能称为农药强国,我国生产的很多农药品种都是老式农药和仿制国外的非专利农药[9]。总而言之,我国生产农药的水平和技术相对落后,因此调整产业结构、加强自主创新、建设资源节约型和环境友好型企业,将是我国需要不断努力的方向。

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1.2 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂简介

1.2.1 甲氧基烯酸酯类杀菌剂的介绍

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂又叫作 Strobilurin 类杀菌剂,这类杀菌剂的先导化合物 Strobilurin A 是从小奥德蘑(Oudemansiella mucida)中分离得到的,德国的巴斯夫和捷利康两家公司首先对其展开应用研究[18],并在后续研究发现这类化合物在实验室中具有较高的抗真菌活性,但将其用于田间实验时却发现外界的紫外线会破坏 Strobilurin A 的化学结构,因此会导致 Strobilurin A 类化合物失去抗真菌活性,使得实际使用效果不佳,但捷利康和巴斯夫公司并没有放弃,经过两个月的研究,终于合成了抗菌活性高、稳定性好、广谱的化合物,醚菌酯。

1996 年,巴斯夫公司将第一个甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂醚菌酯正式投入市场后,嘧菌酯也随之迅速上市,并且在 2016 年甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂成功超过三唑类杀菌剂跃居为世界第一大杀菌剂[19]。据相关资料报道,到 2016 年为止,该类杀菌剂已逐步发展到占全球杀菌剂市场份额 22.2%的比重[16],前六大甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂市场销售额最大的是先正达公司上市的嘧菌酯,其次是巴斯夫公司上市的吡唑醚菌酯,拜耳公司上市的肟菌酯,杜邦公司上市的啶氧菌酯,拜耳公司上市的氟嘧菌酯,最后是巴斯夫上市的醚菌酯[20]。这六种主要的商品化杀菌剂在2016 年的销售额占该类市场份额的 97.2%[16]。

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是通过其自身的有效基团阻碍真菌中细胞色素 b 和c1 之间的电子传递,抑制线粒体的呼吸,减少 ATP 的生成,从而抑制真菌生长来达到杀菌的目的[21,22]。由于甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂特殊的作用机理,以及其对子囊菌纲、接合菌纲、半知菌纲、卵菌纲和藻菌纲等几乎所有的真菌类病害具有良好活性[7,18,23-26],使其成为目前市场上最受欢迎的杀菌剂。

表 1-1   14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的物理化学性质

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第 2 章   果蔬和地表水中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂检测方法的建立


2.1 引言

甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂杀菌广谱,毒性小,是目前农药市场上最受欢迎的一类杀菌剂,但随着甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂在果蔬作物上的应用范围越来越广,用量日益增多,此类杀菌剂在果蔬作物中的残留风险将会对人体健康造成潜在的危害。使用农药后,农药除了被农作物本身吸收外,还会残留在土壤中,通过降雨汇入河流,对水生生物和生态环境造成危害,因此建立一种快速、高效、灵敏的可以同时检测多种基质中多种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂检测技术十分有必要。

目前检测甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的前处理方法主要有固相萃取、凝胶渗透色谱法、搅拌棒吸附萃取法、固相微萃取、QuEChERS 方法,仪器方法主要有气相色谱法、气相色谱质谱法、液相色谱法、液相色谱质谱法、液相色谱串联质谱法。Qu EChERS 方法成本低,操作简单,提取效果好。固相萃取柱净化效果好,可快速浓缩待测物。液相色谱串联质谱法精确度高,灵敏度好,能快速检测和确证目标物质。因此本章节主要通过优化前处理方法和仪器方法建立果蔬和地表水中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的检测方法。

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2.2 材料与方法

2.2.1 材料与试剂

表 2-1   材料与试剂

14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂标准品纯度均大于 99.0%。

单个标准溶液的配制:分别准确称取适量的 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂标准品,用甲苯或甲醇定容至 10 mL,配制质量浓度为 1000 mg/L 的储备液,注入棕色瓶密封后于-20 ℃冰箱避光保存。

混合标准储备液的配制:分别移取 10 种 1000 mg/L 的单个标准储备液各 100 μL 于棕色瓶中配置成 1 mL 100 mg/L 的标准混合溶液,再加入其余 4 种 1000 mg/L 的单个标准溶液和甲醇各 100 μL 和 900 μL,最后加入 5 mL 的甲醇,涡旋混匀,配制成 10 mL 10 mg/L 的混合标准储备液,于-20 ℃冰箱避光保存。

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第 3 章   果蔬和地表水中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的残留检测 ............................ 32

3.1 引言 ....................................... 32

3.2 果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的检测 ....................... 32

第 4 章   果蔬中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的膳食风险评估 ............................ 47

4.1 引言 .................................... 47

4.2 慢性膳食摄入风险的计算 .................................... 47


第 4 章   果蔬中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的膳食风险评估


4.1 引言

水果和蔬菜是人类生活中必不可少的食物来源,果蔬当中的农药残留会直接影响到人们的身体健康,一般膳食摄入风险分为两种,分别为慢性膳食摄入风险和急性膳食摄入风险,本章通过对果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的残留进行了慢性膳食摄入风险评估和急性膳食摄入风险评估,分析果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的残留情况、登记情况和需要特别关注的杀菌剂。为了验证我国国标规定的最大残留限量的适用性,计算了最大残留限量估计值,分析目前我国已制定的果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的最大残留限量的合理性,并针对未制定最大残留限量的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂提出最大残留限量建议值,为我国果蔬中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂最大残留限量的制定或修订提供借鉴。

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结论


1.本研究针对 9 种国内外常用的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂和 5 种我国自主研制的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,建立了可以同时检测西瓜、苹果、葡萄、柑橘、李子、油桃、番茄、黄瓜、甘蓝、辣椒、马铃薯 11 种果蔬中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的 QuEChERS–LC-MS/MS 检测方法和地表水中 14 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂残留的 SPE–LC-MS/MS 检测方法,本研究建立的方法简单、快速、灵敏度高、重现性好,能满足实验室大批量样品快速高效的痕量检测要求。

2.采用已建立的方法对实际果蔬样品和水样中甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的残留进行了分析。结果 11 种果蔬样品中除了甘蓝中未检测到甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,其他果蔬样品中共检出了 9 种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,残留浓度为0.02~59.13 μg/kg;10