黄硕俊 曾家源

(中山市环境监测站，广东中山 528403)

自20世纪70年代以来，由于有机氯农药受到禁用或限用，以及抗有机磷农药的昆虫品种日益增多，氨基甲酸酯类农药 (Carbamates)的使用在我国越来越普遍。氨基甲酸酯类农药主要有西维因、呋喃丹、涕灭威、叶蝉散、巴沙等。氨基甲酸酯类农药除了杀虫作用之外，还有显著刺激作物生长的作用，其缺点是毒性大、易发生人畜中毒事件，其残留对人、畜及环境可产生极大的危害。因而采取科学有效的手段检测水环境、土壤和底质中的氨基甲酸酯类农药残留对河涌和土壤治污有着重要的意义。

根据氨基甲酸酯类农药的物理化学及生物学特性，对其检测的方法主要有:气相色谱法、气相色谱－质谱法、液相色谱法、液相色谱－质谱法、生物检测法、化学计量学分析法等。而前处理方法主要是萃取法，根据液体或固体样品选择液液萃取、固相萃取、固相微萃取、索氏提取及快速溶剂萃取。

1 气相色谱法 (GC)和气相色谱－质谱法 (GC-MS)

气相色谱是农残分析中最重要的方法之一，常用于气相色谱法的检测器主要有氮磷检测器(NPD)、氢火焰离子化检测器 (FID)、热离子检测器 (FTD)等。

氮磷检测器 (NPD)对含氮、磷的有机化合物的灵敏度最高。周伦敏等人［1］采用ENVI-Carb固相萃取柱富集水样，以1:1丙酮－二氯甲烷洗脱，通过氮磷检测器测定水中7种氨基甲酸酯类农药。该方法回收率为82.0% ～101.5%，相对偏差为2.9% ～10.5%。龚道新等人［2］选择气相色谱－NPD测定大米、面粉中22种有机磷和有机氮农药多残留，大米回收率为71.71%～109.16%，面粉回收率为73.87%～113.48%，最小检出量在5.181～－85.41 pg。NPD的缺点是铷珠预热和稳定的时间较长，寿命较短;其次是复杂样品基底中的含氮化合物会产生干扰峰，影响定性定量。

FID、FTD对氨基甲酸酯类农药检测的灵敏度没有NPD高，因而应用较少。时亮等人［3］用Florisil小柱固相萃取分离纯化，OV－101毛细管色谱柱为分离柱，气相色谱－FID定性定量同时测定五种氨基甲酸酯类农药 (西维因、叶蝉散、速灭威、呋喃丹、灭多威)，五种农药在12 min内得到很好分离，线性范围1～25 g/mL，最低检测限11～16 ng，回收率范围为85.0% ～103.2%。季萍等人［4］建立以丙酮解吸，HP-5毛细管色谱柱分离，气相色谱－FID测定工作场所空气中6种氨基甲酸酯浓度的方法，线性范围为0.1～100.0 μg/mL，相关系数为0.999 4～0.999 9，回收率为90% ～99%，检出限为0.02～0.10 μg/mL。杨奕南等人［5］建立了采用乙腈提取，氨基固相萃取柱净化，气相色谱－FTD测定烟草中5种有机氮农药的残留方法，检出限为0.005～0.009 mg/kg，回收率为88.92%～－97.16%，相对标准偏差2.33% ～5.79%。

GC-MS可以同时对多种氨基甲酸酯类及其他种类的农药一起测定。陈晓秋［6］应用圆盘固相萃取技术，增大样品的富集倍数，提高了样品前处理的工作效率，并在GC/MS/SIM法，建立了水体中39种有机氮磷测定方法，检出限为0.2～50 ng/L，相对标准偏差为0.4% ～10%，回收率为41.3%～114.3%，方法准确有效。孙卫明等人［7］建立气相色谱－质谱联用法同时测定生姜中15种有机氯及氨基甲酸酯类农药残留量的检测方法，DB-1701柱可以达到基线分离，最低检出浓度为0.003～0.006 mg/kg，回收率为79.3% ～117%，精密度范围为3.02%～5.2%，方法快速简便，能获得满意的分离效果。质谱的灵敏度低于NPD(见图1)，但选择性高，通过库匹配查找，质谱可以确定化合物;样品中存在的高含量组分会降低痕量目标分析物的离子化效率，从而干扰低水平下的农药检测。

氨基甲酸酯类农药在高温条件容易分解，气相色谱对于高沸点或热稳定性差的氨基甲酸酯类农药不能进行分离检测。因此，在实际操作中，需要将氨基甲酸酯类农药水解，生成稳定的氨基甲酸酯类农药的水解产物甲胺或酚，或通过衍生化反应提高氨基甲酸酯类农药的热稳定性，达到用GC对氨基甲酸酯类农药的测定的要求。

图1 气相色谱各检测器检出限比较

2 高效液相色谱法 (HPLC)

目前，氨基甲酸酯类农药的高效液相色谱检测大多数采用反相C8或C18柱，常用的流动相为乙腈－水或甲醇－水。高效液相色谱法 (HPLC)的检出限一般高于气相色谱 (GC)的检出限。高效液相色谱法对于气相色谱不能分析的高沸点或稳定性差的农药可以进行有效的分离检测。

Yang等［8］用柱后衍生－高效液相色谱法测定了烟草样品中的3种氨基甲酸酯类农药，回收率为70% ～100%。张学健等［9］建立固相萃取－高效液相色谱法测定生活饮用水中10种氨基甲酸酯类农药残留的分析方法，用C18固相萃取小柱富集、净化，乙酸乙酯洗脱，氮气吹干甲醇定容，以甲醇+乙腈+水为流动相，经C18柱分离，0.05 mol/L氢氧化钠溶液水解，OPA溶液化学柱后衍生后，在激发波长为339 nm，发射波长为445 nm条件下，荧光检测器检测，结果表明相关系数为0.999 1～0.999 7，方法检出限在0.08～0.12 μg/L，加标回收率在86.2% ～100.4%之间，该方法准确度高、精密度好、线性范围宽、干扰少，可用于生活饮用水及其水源水中氨基甲酸酯类农药检测。丁晨红等［10］建立分散固相萃取－反相高效液相色谱法测定蔬菜、水果中10种氨基甲酸酯类农药残留，样品经乙腈提取，PSA分散固相萃取柱净化，液相色谱柱后衍生分离，荧光检测，检出限在0.004～0.008 mg/L，加标回收率在75.6%～112.3%，方法快速灵敏，重现性好，适合日场大批量蔬菜和水果样品中10种氨基甲酸酯类农药残留的测定。

3 高效液相色谱－质谱法 (HPLC-MS)

与GC相比，HPLC不仅分离效能好、灵敏度高、检测速度快，且应用面广;而利用质谱仪作为检测器，把高效液相色谱仪的强大分离能力和质谱仪的定性定量能力有效结合在一起，从而很好的解决了土壤、动植物等复杂样品的痕量氨基甲酸酯类农药的检测问题。

张帆等［11］建立了食品中20种氨基甲酸酯类农药残留量的高效液相色谱－串联质谱测定方法，线性范围0.005～0.1 mg/kg，相关系数为0.991～0.999，回收率为51.2% ～12.5.0%，方法准确、灵敏、快速，可满足国际标准检测的需要。张蓓蓓等［12］建立了固相萃取 (SPE)－超高效液相色谱/三重四极杆串联质谱 (UPLC－MS/MS)同时测定水中14种氨基甲酸酯类杀虫剂残留的方法，过滤后的样品经C18固相萃取柱富集净化后，采用BEH C18柱，水 (0.1%甲酸)－甲醇作为流动相进行梯度洗脱，采用串联质谱作为检测器进行检测，线性良好 (r=0.997～0.999 9)，回收率为70.8%～119%，检出限为0.1～2.5 ng/L。王连珠等［13］考察了原创QuEChERS方法及AOAC2007.01方法对蔬菜中51种氨基甲酸酯类农药提取的适用性，并建立了液相色谱－串联质谱法的测定方法，结果表明，51种农药在6种基质中3个添加水平 (10、20、100 μg/kg)的回收率为58.4% ～126%，相对标准偏差为3.3% ～26%。张海霞等［14］以番茄、茄子、西葫芦、大白菜、甘蓝为试材，采用超高效液相色谱－串联质谱技术建立了蔬菜中12种氨基甲酸酯类农药的检测方法，结果表明线性良好，相关系数均大于0.99，加标回收率在65.2% ～119.2%，相对标准偏差均小于5%。何华丽等［15］建立了液相色谱－串联质谱法定量测定生姜中27种氨基甲酸酯类农药及其代谢物残留的方法，样品经固相萃取小柱净化，以乙腈－水(1:1)为定容溶剂，电喷雾串联质谱多反应监测模式测定，检出限为0.05～2.0 μg/kg，回收率为70.9%～119.1%，相对标准偏差为1.0%～10.8%，该方法前处理简单、分析时间短、选择性好、灵敏度高。杨欣等［16］建立了高效液相色谱－线性离子阱质谱测定膳食样品中氨基甲酸酯类农药的检测方法，用正己烷饱和的乙腈超声提取，凝胶渗透色谱净化，CAPCELL PAK CR色谱柱分离，采用电喷雾电离，选择反应监测正离子模式三级离子监测，平均加标回收率在60.4%～114%，相对标准偏差在3.46% ～16.2%，检出限在0.001～0.010 mg/kg。

由于氨基甲酸酯类农药的不稳定性及高沸点，关于氨基甲酸酯类农药的高效液相色谱及串联质谱检测方法的研究越来越多，目前已成为主要的标准化检测方法。

4 生物技术检测法

乙酰胆碱酶抑制法是研究最多且相对成熟的一种对氨基甲酸酯类农药快速检测技术。其原理是利用Carbamates可特异性地抑制昆虫中枢和周围神经系统中乙酰胆碱酯酶的活性，破坏神经的正常传导，使昆虫中毒致死的作用特点，将乙酰胆碱酶与样品反应，根据受抑制的情况判断出样品中是否含有Carbamates。但该方法对常见农药检出限过高，只能作为初查的快速检测法。周芳等［17］基于酶抑制法，提出了分光光度法测定6种Carbamates残留量的方法，测定下限在0.001～0.005 mg/L，回收率在82.0% ～109%，相对标准偏差在2.4%～3.6%，该方法精密度和重现性均能满足快速检测的需要。

生物传感通常是由一种生物活性物质制作的敏感部件与能量转换器紧密配合，对特定种类化学物质或生物活性物质具有响应的装置。目前，生物传感器是农药残留快速检测技术的研究热点，在测定方法多样化、仪器自动化程度、响应时间以及灵敏度方法已取得了很大的进步。梁东军等［18］采用自组装法制备多层乙酰胆碱酯酶/壳聚糖/碳纳米管生物传感器，利用循环伏安法、电化学阻抗谱和差分脉冲伏安法表征传感器并考察这一新型传感器对2－(1－甲基乙基)苯基甲基氨基甲酸酯进行了测定，检出限为5.41 ng/L，回收率为111%，传感器稳定性良好。目前生物测定技术只能达到定性和半定量水平，重现性、回收率都有待提高，还无法取代常规气相色谱和高效液相色谱方法，快速检测方法还需要继续完善，使之标准化。

5 化学计量分析法

化学计量学是化学的一门分支学科，应用数学、统计学及计算机科学，涉及和选择最佳测量程序和试验方法，并通过解析化学测量数据，获得最大限度的化学信息［19］。在多种农药分析，分析信号重叠时，使用化学计量分析方法可以得到让人满意的结果。杜亚辉等［20］采用交替三线性分解二阶校正法与高效液相色谱联用技术，实现复杂水样中速灭威、西维因和异丙威的准确测定，平均回收率分别为100.1%、96.7%和96.1%。

6 结语

目前，针对氨基甲酸酯类农药残留分析的方法是广泛关注的课题。实际使用过程中，常常同时使用多种类型农药，造成环境、农产品中多种农药同时残留，因此复杂样品的前处理技术、提高信噪比和精密度的分析方法以及尽量减少分析时间、实现操作自动化显得尤为重要。

［1］周伦敏，陆昱养，何云亚．固相萃取－气相色谱法测定水中7种氨基甲酸酯农药［J］．中国卫生检验杂志，2013，23(6):1415－1426．

［2］龚道新，杨仁斌，赵卫星，等．气相色谱氮磷检测器法用于大米和面粉中22种有机磷和有机氮农药多残留检测［J］．农业环境科学学报，2005，24(6):1243 －1248．

［3］时亮，王丽．用固相萃取－毛细管气相色谱法测定烟草中氨基甲酸酯农药残留量［J］．分析测试技术与仪器，2000，6(1):49－51．

［4］季萍，张霞，曹艳平．工作场所空气中6种氨基甲酸酯的气相色谱测定法［J］．环境与健康杂志，2010，27(12):1088－1089．

［5］杨奕南，王建民，李乾坤，等．烟草有机氮农药残留气相色谱法(FTD)测定研究［J］．中国高新技术企业，2013，32:30－32．

［6］陈晓秋．圆盘固相萃取－GC/MS/SIM法在水体有机氮磷农药测定中的应用研究［J］．分析测试技术与仪器，2005，11(2):123－127．

［7］孙卫明，王权帅．气相色谱－质谱法同时测定生姜中15种有机氯及氨基甲酸酯类农药残留［J］．中国卫生检验杂志，2014，24(5):647－649．

［8］Yang S S，Smetena I．Determination of aldicarb，aldcarb sulfoxide and aldicarb sulfone in tobacco using high performance liquid chromatography with post column reaction and fluorescence detection［J］．Journal of Chromatography A，1994，664:289－294．

［9］张学健，程永红，李世荣．固相萃取/高效液相色谱法测定生活饮用水中氨基甲酸酯类农药［J］．中国卫生检验杂志，2014，24(9):1243－1247．

［10］丁晨红，骆冲，邓义才，等．分散固相萃取－反相高效液相色谱法测定蔬菜、水果中10种氨基甲酸酯类农药残留［J］．热带农业科学，2014，34(4):77 －82．

［11］张帆，黄志强，张莹，等．高效液相色谱－串联质谱法测定食品中20种氨基甲酸酯类农药残留［J］．色谱，2010，28(4):348－355．

［12］张蓓蓓，章勇，赵永刚，等．水中14种氨基甲酸酯类农药残留测定［J］．广州化工，2013，41(23):98－104．

［13］王连珠，周昱，黄小燕，等．基于QuEChERS提取方法优化的液相色谱－串联质谱法测定蔬菜中51种氨基甲酸酯农药残留［J］．色谱，2013，31(12):1167 －1175．

［14］张海霞，陈青奇，徐晶，等．超高效液相色谱－串联质谱检测蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留［J］．北方园艺，2014(6):125－128．

［15］何华丽，徐小民，吕美玲，等．液相色谱－串联质谱法测定生姜中的氨基甲酸酯类农药及其代谢物残留［J］．分析测试学报，2014，33(2):197－202．

［16］杨欣，李鹏，苗虹，等．凝胶渗透色谱－高效液相色谱－线性离子阱质谱法测定膳食样品中的氨基甲酸酯类农药残留［J］．色谱，2014，32(5):499－505．

［17］周芳，赵鑫，杨光．分光光度法快速测定6种氨基甲酸酯类类农药残留量［J］．理化检验－化学分册，2013，49(11):1335－1338．

［18］梁东军，郭明，胡润淮，等．新型氨基甲酸酯农残生物传感器制备及检测性能分析［J］．分析试验室，2014，33(15):87－91．

［19］倪永年，曹东霞．化学计量学在有机农药残留量分析中的应用［J］．农药，2006，45(8):515 －519．

［20］杜亚辉，胡乐乾，周丹．高效液相色谱结合二阶校正方法分析水中氨基甲酸酯类农药残留［J］．井冈山大学学报:自然科学版，2013，34(1):47－51．