萘乙酸在番茄和水稻中的残留检测研究.docx
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萘乙酸在番茄和水稻中的残留检测研究
硕士学位论文
萘乙酸（α-Naphthylaceticacid）在番茄和水稻中的残留检测研究
郭素一
指导教师
王鸣华教授
专业名称
农药学
研究方向
农药残留与环境毒理
答辩日期
二○○八年六月
THERESIDUALDETECTIONOFα-NaphthylaceticacidINTOMATOANDRICE
BY
SuyiGuo
ATHESIS
SubmittedtoNanjingAgriculturalUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheMaster
DegreeofAgricultureScience
SupervisedbyProfessorMinghuaWang
DepartmentofPesticideScience,CollegeofPlantProtection
NanjingAgriculturalUniversity
Nanjing210095,P.R.China
June2008
原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者（需亲笔）签名：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权南京农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）
学位论文作者（需亲笔）签名：
年月日
导师（需亲笔）签名：
年月日
目录
摘要I
ABSTRACTIII
前言1
第一章文献综述3
1.1农药残留研究现状3
1.2农药残留分析研究进展10
1.3土壤、植物茎叶、蔬菜、稻米和稻壳中残留农药的提取方法简述17
1.4萘乙酸残留分析方法简述19
第二章研究目的、内容以及研究思路21
2.1研究目的21
2.2研究内容21
2.3研究思路23
第三章萘乙酸在番茄中的残留分析方法研究25
3.1萘乙酸简介25
3.2检测方法25
3.3方法的选择与讨论28
3.4小结33
第四章萘乙酸在水稻中的残留分析方法研究35
4.1检测方法35
4.2方法的选择与讨论37
4.3小结42
第五章萘乙酸在番茄中的消解动态和最终残留研究43
5.1仪器及试剂43
5.2田间试验43
5.3样品的前处理及检测46
5.4结果与讨论46
5.5小结51
第六章萘乙酸在水稻中的消解动态和最终残留研究53
6.1仪器及试剂53
6.2田间试验53
6.3样品的前处理及检测56
6.4结果与讨论56
6.5小结59
第七章结论61
7.1本论文取得的成果61
7.2本论文的创新点61
7.3工作中存在的不足及展望61
参考文献63
致谢67
附录Ⅰ69
附录Ⅱ71
萘乙酸在番茄和水稻中的残留检测研究
摘要
α-萘乙酸是应用广泛的植物生长调节剂，从70代中期就在我国广泛使用。
其主要功能是促进细胞分裂，扩大、诱导形成不定根，增加座果，促进新陈代谢和光合作用，加速生长发育，增强抗性。
为了阐明α-萘乙酸在番茄和水稻上的残留水平及对土壤环境的影响，本文选择在南昌市进行了两年的残留田间试验，为萘乙酸在番茄和水稻上的安全使用提供科学依据。
本文分别建立了萘乙酸在番茄（土壤、植株、果实）和水稻（土壤、稻苗、稻米、稻壳）中的残留分析方法，土壤样品和稻米样品采用二氯甲烷超声提取；植株样品采用甲醇和水的混合溶剂提取，二氯甲烷萃取，萃取后的有机层用碳酸氢钠水溶液反提取，水相再用二氯甲烷萃取；稻壳和番茄样品采用甲醇和碳酸氢钠水溶液混合提取，二氯甲烷萃取，浓缩后的样品用高效液相色谱法进行定量检测。
其最小检出量为0.637ng，土壤、稻米中的最低检出浓度为0.05mg/kg，植株、番茄果实和稻壳中的最低检出浓度为0.1mg/kg，平均添加回收率在76-106.83%之间，相对标准偏差在0.69-5.9%之间，实验结果表明：
以上方法均满足农药残留分析要求。
通过两年对番茄和水稻中的萘乙酸残留量动态研究，结果表明：
萘乙酸在番茄土壤中的半衰期为4.13-5.2d，在番茄植株中的半衰期为3.1-3.66d；萘乙酸在水稻土壤中的半衰期为3.45-4.6d，在水稻植株中的半衰期小于1d，最终残留的样品的残留量均低于最低检出浓度，因此萘乙酸按推荐剂量5%萘乙酸水剂1667-3334倍液（番茄）、1%萘乙酸水剂500-1000倍液（水稻）使用是安全的。
关键词：
α-萘乙酸；番茄；水稻；农药残留
THERESIDUALDETECTIONOFα-NaphthylaceticacidINTOMATOANDRICE
ABSTRACT
α-Naphthylaceticacidiswidelyusedasplantgrowthregulator,itwaswidelyusedinthemid-1970sinchina,Itsmainfunctionistopromotecelldivision,expandandinduceadventitiousrootformation,Increasefruit,Promotemetabolismandphotosynt,accelerategrowth,increaseresistance.Inordertoclarifyitsresiduallevelsintomatoandriceandtheimpactonsoilenvironment,Inthispaper,twoyearsfieldexperimentwascarriedoutinNanchang,ItwillprovideascientificbasisonthesafeuseofNAAinthericeandtomato.
ThispaperestablishedtheresidualanalysismethodofNAAintomatoes（soil,plant,fruit）andrice（soil,riceplant,ricehulls,rice）,SoilsamplesandricesamplesuseddichloromethaneUltrasonicExtraction,Plantsamplesusedmethanolandwatermixedsolventextraction,dichloromethaneextraction,extractedtheorganiclayerwithsodiumbicarbonatesolution,extractedthewaterlayerwithdichloromethane;Tomatoandricehusksamplesusedmethanolandsodiumbicarbonatesolutionmixedextraction,dichloromethaneextraction,purifiedSamplesweredetectedbyhighperformanceliquidchromatographymethod.thelimitofdetectionwas0.637ng.Minimumdetectableconcentrationinsoilandricewas0.05mg/kg,0.1mg/kginplant,tomatoandricehulls,theaveragerecoverywasin76-106.83%,Therelativestandarddeviationwasinthe0.69-5.9%,Theexperimentalresultsshowedthat:
Theabovemethodsweretomeetpesticideresidueanalysis.
ThroughtwoyearsofdetectingtheresiduesoftheNAAintomatoandrice,Theresultsshowedthat:
Thehalf-lifewasfoundtobe4.13-5.2dinthesoiloftomato,3.1-3.66dintheplantoftomato,3.45-4.6dinthesoilofrice,lessthan1dintheplantofrice.ThefinalresidualquantitiesofNAAwerelessthanMinimumdetectableconcentration,therecommendeddoseofNAA（NAA5%AS1667-3334timesintomato,NAA1%AS500-1000timesinrice）appearstobesafeenough
KEYWORDS:
α-NAA;tomatoes;rice;pesticideresidues
前言
α-萘乙酸（α-Naphthylaceticacid）是一种广谱型植物生长调节剂，其主要功能是促进细胞分裂、扩大，诱导形成不定根，增加座果，促进新陈代谢和光合作用，加速生长发育，增强抗性。
由于其毒性小，增产效果明显，在农业上得到了广泛应用。
在冬季温室中生长的西红柿，由于湿度大，很容易落花落果，用萘乙酸溶液蘸花簇，可防止落果，诱导产生无子西红柿；辣椒花期用1ppm蘸花也有同样效果；水稻播种前用萘乙酸溶液浸种6小时，晾干后播种，可培育壮苗，减少因气候不良而造成的烂秧，增强抗性；小麦播种前用萘乙酸溶液浸种6小时，可使麦苗健壮，提高抗寒能力；用萘乙酸溶液浸棉花或玉米种子24小时，播种前用清水洗1遍，可使早发2～3天，苗全苗壮，根深根多，抗性增加；大豆结荚盛期用萘乙酸溶液以豆荚和柄为重点喷洒，可减少花、荚脱落，早熟多产。
对蚕豆与绿豆同样有效。
人们早就开始了萘乙酸的合成方法研究，60年代以来国外开始了它的应用研究，在我国70代中期萘乙酸才在河南安阳石油化工厂开始生产，近年来国内对萘乙酸的应用研究逐渐增多，萘乙酸作为一种高效低毒的生长调节剂将会越来越受到人们的关注，因此为了在农作物上科学的使用萘乙酸，降低其对环境的污染程度，对于萘乙酸在土壤以及农作物上的残留检测研究显得相当重要。
国内目前有关于萘乙酸在糙米、水果和蔬菜上的残留检测报道，检测方法主要有分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法等，但番茄和水稻中萘乙酸的残留分析未见报道，为了解萘乙酸在番茄和水稻上的残留及消解情况，我们于2006-2007年在江西省南昌市进行了5%萘乙酸水剂在番茄上和1%萘乙酸水剂在水稻上的两年的残留动态和最终残留试验，为制订萘乙酸在番茄和水稻上安全使用准则和残留限量标准提供科学依据。
第一章文献综述
1.1农药残留研究现状
1.1.1农药残留的危害
从自然农业到现代农业，农药在防治农作物的病虫草害和保证稳产高产方面起着极为重要的作用[1，2]。
农药的使用使得农业的生产力大大提高，据估计，在世界范围内，如不使用农药，由于病、虫、草害的影响，粮食的总产量将减少1/3，而且农药的使用所带来的收益约为农药费用的4倍，因此农药的发明和使用被认为是农业生产的革命[3，4]。
随着现代农业的发展，农药化肥被大量施用，在增加农产品产量的同时，也带来如环境污染、生态遭破坏、农产品有毒物质超标等问题。
科学试验结果表明，农药施于农作物上，10-20%的农药附着在作物体上，其他80-90%的农药散落到土壤、水中及漂移到空气中[5-13]。
有许多的学者对于农药在环境中的扩散分布和归趋做了大量研究，其中生物富集理论最为突出，此理论表明，农药能够在很大的环境内漫游，从而危及人类的生存环境、人类的健康以及其他生物的正常生存，据报道，在北极没有人施过农药，但是却能从北极熊的体中检测到有机氯农药的残留。
另一个问题是有些农药在环境中的沉积，可能使环境受到污染，包括土壤、大气和水，特别是作为饮用水源的地下水中的农药渗入量已引起人们的高度重视，在土壤中的农药沉积是田间喷洒农药时的药液流失、土壤药剂处理、以及使用后所抛撒的废弃农药所造成，上层土壤中的农药沉积物如果继续向下层移动就可能进入地下水。
1962年，美国海洋生物学家切尔.卡逊（RachelCarson）女士撰写了《寂静的春天》（SilentSpring）一书，她以过于渲染和夸张的文学笔法，通过对污染物迁移、变化，阐述了天空、海洋、土壤、动物、植物和人类之间的联系，初步向人们揭示了农药对人类的影响和对环境的破坏。
农药残留超标所引起的食物中毒事件也时有发生，如1995年杭州某大学50多名学生因食用农药残留超标的小白菜中毒而被送入医院，1999年广西贺州市一中，因食用农药残留超标的青菜造成332人中毒。
又据2000年全国“无公害蔬菜生产研讨会”纪要的报道，每年全国因食用农药残留超标的蔬菜中毒者人数达数千人，死亡数十人。
据卫生部统计，2000年发生的食品中毒报告150起，中毒人数6273人，死亡人数150人。
其中除意外事故外，大部分均是致病微生物引起的。
如1980年代在上海因食用毛蚶引起食源性甲型肝炎的大爆发、2001年在江苏、安徽等地暴发的肠出血性大肠杆菌O157:
H7食物中毒、1999年在宁夏发生的沙门氏菌污染肉品引起的食物中毒暴发等。
据统计，目前世界上生产和使用的农药有几千种，我国生产和使用的农药有几百种。
每年用量达50万～60万吨，其中约80%的农药直接进入环境，每年使用农药的面积在2.8亿hm2以上[14]，这是一个令人触目惊心的数字。
我国农药生产主要集中在江苏、浙江、天津、山东等地，而使用量较大的是上海、浙江、山东、江苏和广东。
以小麦为主要农作物的北方干旱地区施药量小于南方水稻产区，蔬菜、水果的用药量明显高于其他农作物。
近年来农药使用量有增大的趋势，如1990年为73.3万吨，1995年为109万吨，2000年为128万吨，2003年达到133万吨。
其中，上海和浙江用药量最高，分别达10.8和10.41kg/hm2[15]。
更为严重的是，由于农药的大量使用，害虫的天敌或其他益虫迅速减少，造成追加施用农药的恶性循环。
而这些农药的利用率只有30%左右，随着使用量和使用年数的增加，农药残留逐渐增加，残留地域逐渐扩大，产生了立体式污染。
使用农药可造成农产品中硝酸盐、亚硝酸盐、亚硝胺、重金属和其他有毒物质在农产品中大量积累，造成农药在动植物食品中的富集和残留，直接威胁着人体健康。
农药的使用使农产品质量与安全性降低。
在我国由于农药污染的不断加剧，以致出现农产品中农药超标而使农产品的国际竞争力大大下降。
以苹果为例，我国苹果产量居世界第1位，而目前我国苹果出口量仅占生产总量的1%左右，出口受阻的主要原因是农药残留超标[16]。
中国橙优质率为3%左右，而美国、巴西等柑桔大国橙类的优质品率达90%以上，原因是中国橙的农药残留量超标。
1989年我国出口到日本的绿茶因农药残留超标而被退回[17]。
经济作物同样存在农药残留问题。
如茶叶，由于国际茶叶市场竞争激烈，各国对茶叶农药残留要求很严，世界上已有18个国家和组织颁布了349项农药最大允许残留标准，氰戊菊酯的残留量降低了一百倍，且规定在港口随意抽验，超标茶不准进口[18]。
FAO关于茶叶中农药残留MRL标准见表1-1。
中药材从环境中被动吸收一些高残留农药。
虽然.高残留的有机氯农药666、滴滴涕早在20世纪70年代就被禁用，但这些农药半衰期长达60年，容易通过食物链在植物体内形成生物累积。
陈建民等[19]研究发现许多中药材样品中还能检出666和滴滴涕。
上海中医学院陈君等[20]对全国300多种中药材的农药残留量进行调查后发现，全部样品均有有机氯类农药的残留。
动物产品中也会因农业上大量使用农药，使植物性饲料被污染，造成有害物质残留[21]。
有机氯农药HCH（六六六）和DDT（滴滴涕）是脂溶性的难降解人工化合物，由大气输送或河流、污水排放进入海洋，通过生活在海而表层的微生物的吸收和摄取进入食物链，给海洋环境以及海洋生物造成长期的污染和危害[22]。
表1-1FAO制定的红、绿茶中农药残留MRL（MaximumResidueLimits）标准
Table1-1MRLstandardsdevelopedbyFAOaboutthered,greenteapesticideresidues
序号
农药名称
MRL标准（mg/kg）
1
Chlorpyrifos-methyl（甲基毒死蜱）
0.1
2
Cypermethrin（氯氰菊酯）
20
3
Deltamethrin（溴氰菊酯）
10
4
Dicofol（三氯杀螨醇）
50
5
Endosulfan（硫丹）
30
6
Fenitrothion（杀螟硫磷）
0.5
7
Flucythrinate（氟氰菊酯）
20
8
Methidathin（杀扑磷）
0.5
9
Permethrin（氯菊酯）
20
10
Propargite（克螨特）
10
1.1.2农药残留对我国农业和经济发展的影响
随着生活水平的提高，人们对农药残留问题也越来越重视，为此，许多国家制定了农药在食品中的最高残留限量（MaximumResidueLimitsMRL）[23]。
美国、日本、韩国、马来西亚、加拿大、德国、英国、法国、俄罗斯、台湾等国家和地区相继建立了农药残留最高限量标准体系，制定并颁布了有关标准，欧共体、联合国等世界性组织建立了专门的农药残留工作体系，全面负责农药残留指标的制定[24-29]。
英国及欧美一些国家的农药残留标准分类较细，如水果分为干果、鲜果、硬果、软果等，其中鲜果又分为香蕉、苹果、柑桔等，每一种农产品都有自己的“农药残留”标准[30，31]
1.1.2.1农药残留与食品安全
食品安全问题是关系到人民健康和国计民生的重大问题。
我国在基本解决食品数量的同时，食品的质量即安全问题越来越引起全社会的关注。
尤其是我国作为WTO的新成员，与世界各国间的贸易往来会日益增加，食品安全已经成为影响农业和食品工业竞争力的关键因素，并在某种程度上约束了我国农业和农村经济产品结构和产业结构的战略性调整。
食品的安全性问题已制约了我国农产品的出口创汇能力以及加入WTO后的国际竞争力。
WTO贸易技术壁垒（TBT）协定规定“在涉及国家安全问题、防止欺骗行为、保护人类健康和安全、保护生命和健康以及保护环境等情况下，允许各成员方实施与国际标准、导则或建议不尽一致的技术法规、标准和合格评定程序”。
因此，世界各国无不加大对食品安全的研究，在保障消费者的前提下，寻求保护本国经济利益的“合法”技术措施。
另一方面，近年来，“生态农业”、“无公害食品”、“有机食品”等计划的出台，更进一步反映了社会对食品安全、环境质量和人体健康的关注与迫切要求。
食品安全问题的发生不仅使经济上受到严重损害，还可以影响到消费者对政府的信任，乃至威胁社会稳定和国家安全。
尽管我国建立了一系列的法律、法规、标准和专业队伍使食品安全取得长足的进步，但随着市场经济的发展和食物链中新的危害不断涌现，仍然存在着不少亟待解决的不安全因素以及潜在的食源性危害。
1.1.2.2农药残留影响人民生活质量
近年来，中国农业已进入从数量向质量的转换时期，人们的生活质量和消费水平不断提高，对农产品质量安全的要求也越来越高，对绿色农产品的消费日益增长，祟尚自然、绿色消费成为时尚。
而农药残留是影响农产品质量安全的关键因素，也是政府部门和广大城乡居民最为关心的热点问题。
从目前市售农产品来看，与人民群众的生活需求相距甚大，不少农产品中农药残留的情况令人担忧，因食物中毒事件时有发生，严重危害了人民群众的身体健康。
1992～1996年据26省、市的不完全统计，5年间全国共报告农药中毒247349例，年均病死率9.95%，其中生产性中毒61102例，89.5%是因使用杀虫剂引起的，又以高毒类有机磷杀虫剂甲基对硫磷和甲胺磷为主[32];1997至2003年全国共报告农药中毒108372例，其中生产性中毒27511例，生活性中毒80861例，分别占总中毒例数的25.39%和74.61%[33]。
1.1.2.3农药残留严重限制我国农副产品对外贸易
目前世界上大宗农产品普遍供大于求，国际市场越来越关注农产品的质量，各国对进口的农产品品质、卫生、安全等技术要求愈来愈严格，尤其是欧、美、日等发达国家，对农产品中的农药、兽药残留，以及其它有毒、有害物质含量标谁的规定到了近乎苛刻的地步，门槛越来越高，成为了“技术壁垒”、“绿色壁垒”。
如日本对我国菠菜规定的“毒死蜱”残留量标准是不超过0.01mg/kg，但是对本国大量生产的萝卜规定的限量标准却高达3mg/kg，相差300倍之多[34]。
1999年8月至2000年1月，我国共有634批出口食品，因不符合美国政府的技术法规，遭到美国食品和药物管理局（FAD）扣留。
我国畜禽肉（特别是冻鸡）长期因兽药残留问题而出口欧盟受阻；茶叶由于农药残留问题而使出口量锐减以及酱油氯丙醇污染问题等影响了向欧盟和其他国家出口。
据统计，绿色壁垒造成我国农产品每年出口损失相当于当年出口总额的20%，价值高达几百亿元[35]，为了解决出口食品受阻和严格控制有害进口食品进入国门，除了检测技术的不足外，目前主要的差距是缺乏一套科学化的监督、检验工作程序和系统，而此类程序和系统的建立必须基于一套目前我国尚缺乏的关键控制技术，包括进出口食品危害监测与预警系统以及进出口食品风险控制技术等。
1.1.2.4农药残留阻碍我国绿色农业的发展
绿色农业有狭义和广义两种理解。
狭义的绿色农业是指绿色食品的生产和开发。
广义的绿色农业，有别于传统农业和现代农业，是建立在现代科学技术基础上，充分合理利用和保护自然资源的农业生产体系，是高效、低耗、无公害的开放型农业系统。
发展绿色农业是农业可持续发展的需要，也是全球农业发展的趋势和走向。
但我国农业生产现状与这一要求和趋势还不相称，原因之一即在于农药残留。
食品、蔬菜等农产品因残留超标而难以跨越国外“绿色壁垒”，在国际竞争中处于不利地位，对发展开放型农业构成严重威胁[36]。
这种状况不改变，我国
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