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农药残留发展规律和降解方法研究

2019.9.11

　　近些年，在我国有机磷类、拟除虫菊酯类等农药被广泛用于水果蔬菜等作物，造成水果中农药残留超标的现象比较突出。2003-2004 年，农业部柑橘及苗木质量监督检验测试中心对四川、重庆等南方 10 个省（区、市）的脐橙、柑、柚类等 20 余个主栽品种成熟鲜果抽样检验结果显示，农药残留检出率 85.7%，超标率达 30.3%。2005年王江等在陕西水果市场农药残留情况调查发现：水果有机磷农药总检出率 34.16%，超标率 27.40%；菊酯类农药检出率为 52.67%，超标率 6.07%。2007 年我国水果总产量 10 520.3 万 t，约占世界水果总产量的 17%，己达世界第一位。但当年水果出口量仅占世界水果总出口总量的 3.7%，原因是国产水果出口时在检验方面不过关，而其中重要一点就是农药残留超标所致。农药残留超标问题已成为我国水果出口的主要障碍之一。水果中的农药残留对人体也会产生很大的伤害。因此，研究和掌握使用农药残留检测仪来监测水果中农药残留发展规律和降解方法，对增加我国水果的外贸出口和提高食品安全具有重要的意义。
　　当前水果中农药残留降解的方法主要有微生物降解、臭氧降解、超声波降解等。利用微生物降解水果中的农药残留，具有无毒、无二次污染特点。
　　研究利用超声波诱导降解有机磷农药效果良好。但它们都存在技术要求复杂、处理时间长、成本高的问题。在 20 世纪 80 年代，光化学研究开始应用于环境保护，阳光中的光谱效应会加快果蔬中的残留农药的分解。紫外线降解农药残留的原理与光化学降解农药残留接近。主要是依靠中波紫外光（253.7 nm 波长）的作用，紫外线照射产生的化学效应，使农药主要组成物质双键断裂，破坏构成农药成分的有机碳及其它元素间的结合。农药的分子结构被破坏后，将难降解的有机物分解为小分子物质。紫外线降解农药残留的研究韩国、法国已有应用，韩国食品研究所用紫外线扫描干燥枸杞子，联苯菊酯成分从 0.10 mg/kg 下降到 0.02 mg/kg（80%），三唑锡从 0.19 mg/kg 下降到 0.05 mg/kg （73%），取得了惊人的效果。我国对这项技术研究还较少。本文在研究紫外线降解水果中农药残留的基础上，设计了利用紫外线降解水果中农药残留的设备，并对设备的应用效果进行了研究。
　　1）试验结果表明：紫外线照射能够快速降解水果农药残留：试验中用波长为 253.7 nm，有效强度为2 224 W/cm2的紫外光分别照射农药残留超标的苹果和梨 3、2、1、0.5 min，与未经照射的对照组相比，经处理的水果农药残留均大幅度下降；经过紫外线处理 0.5 min后，苹果和梨中的两种农药残留的降解率均达到 10%以上；处理 1 min 后，乐果的降解率分别达到 57.40%和60.12%；氰戊菊酯农药的降解率分别达到 42.23%和41.25%。
　　2）试验中菊酯类农药比有机磷类农药降解难度要大：处理 1 min 后苹果和梨中的乐果农药残留降解率均大于其中的氰戊菊酯农药残留的降解率。
　　3）结果表明试验设备对苹果、梨的农药降解效果显着，处理 1 min 可使水果超标的农药残留量远低于国家标准；处理 1 min 后苹果中的乐果残留浓度从处理前的1.215 mg/kg 降到了 0.517 mg/kg，梨中的乐果残留浓度从处理前的 1.313 mg/kg 降到了 0.451 mg/kg；苹果中的氰戊菊酯的农药残留浓度从处理前的 0.251 mg/kg 降到了0.145 mg/kg ，梨中的氰戊菊酯残留浓度从处理前的0.223 mg/kg 降到了 0.131 mg/kg；处理后的苹果和梨中的两种农药残留均远低于国家标准：乐果的残留浓度≤1.0mg/kg，氰戊菊酯的残留浓度≤0.2 mg/kg。
　　4）从试验结果来看，建议利用本设备降解常见的有机磷和菊酯类农药残留时，适宜的处理时间为 1 min。

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