农产品残留农药理化降解方法及联合应用研究进展
摘要 总结了物理、化学技术方法以及部分方法的联合应用对农产品中残留农药降解效果的研究;提出了适用于生长期作物的代谢降解法,该法從作物自身特性出发有效解决了农药在体内的残留和累积;阐明了联合应用理化降解方法是降解农产品残留农药的主要技术趋势;同时指出了联合应用理化降解方法存在的问题。
关键词 农药残留;降解;理化方法;联合应用
中图分类号 S481+.8 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2015)15-132-05
Research Progress on Degradation of Pesticide Residues by Physicchemistry Techniques and Unitedapplications in Farm Products
ZHANG Yukun1, MA Jungui2*
(1. College of Machinery and Transportation, Xinjiang Agriculture University, Urumqi, Xinjiang 830000; 2. XinJiang Agricultural and Animal Husbandry Machinery Administration, Urumqi, Xinjiang 830052)
Abstract This paper summarized researches on effect of degrading under using physical and chemical techniques, its unitedapplications as well. The metabolismdegrading method was put forward, significantly settling pesticide residue and accumulation in crops from the character of biology itself. It was explained that unitedapplications is the leading role in disposing pesticide residue. Moreover the problems existed of them were discussed.
Key words Pesticide residues; Degradation; Physicchemistry techniques; Unitedapplications
农药在农业的生产保收和病虫害的预防控制方面发挥着重要的作用,如果不使用农药,因病、虫、草害的影响,世界粮食产量将减少1/3[1]。但是不合理的施用农药导致了对环境、作物、水产、畜禽的严重污染,不容忽视的是有机磷农药通过食物链逐级富集、传递,人们通过饮食和呼吸等途径使残留的农药进入人体,从而对人类健康造成严重危害,所以农药残留的问题亟待解决。
目前我国农产品中残留的农药大致分为三类:一是有机磷农药;二是拟除虫菊酯类农药;三是有机氯类农药。有机磷农药在国内外广泛生产和使用的品种已达上百种,包括杀虫剂、除草剂和杀菌剂。有机磷农药的使用以其品种多、药效高、防治对象多、应用范围广、作用方式多等特点居各类农药之首,尤其是6个高毒品种(甲胺磷、敌敌畏、甲基对硫磷、对硫磷、氧乐果和久效磷)的产量约占有机磷杀虫剂的70%[2]。闫实等[3]研究了不同种类蔬菜农药残留检出率的规律性,结果表明农药种类主要集中在高毒有机磷杀虫剂。我国环境优先检测出的10种化学农药有机污染物中,有机磷农药就有7种。
随着人类对农产品需求量的不断扩大,考虑到目前的科技水平,认为化学农药的作用在相当长一段时间内是利大于弊的,但必须找到化解其缺点的有效方法,才能实现可持续发展。笔者综述了降解农产品残留农药的各种物理技术、化学方法以及它们的联合应用,旨在为农产品的安全生产提供借鉴。
1 农药残留主要理化降解技术方法
农药残留降解技术的开发是解决残留农药对环境及食物污染问题的重要途径之一,大多运用的是单一处理方法。
1.1 农药残留物理降解技术
物理法降解农药残留分为日用物理方法和物理技术方法。日用物理方法包括日常生活中削皮、活性炭或石英砂吸附、用水清洗或浸泡果蔬等已成为人们去除农药残留的常用方法,但这些方法的效果并不太理想,其本质上是将农产品中的残留农药转移到另外一种介质中,并未对其降解。烫或高温加热的方法虽然降解效果较好,但将该方法运用到农产品上,将会使农产品的品质和风味发生质的变化,对多数农产品而言,该方法绝对不是有效的好方法。
1.1.1 超声波技术。
超声波降解法是利用超声波辐射液体产生的空化效应[4-7],在超声波负压相作用下,液相分子的吸引力被打破形成空化泡,在随后声波的正压相的作用下空化泡迅速崩溃,该过程中产生的高温高压使有机物发生化学键断裂、水相燃烧、高温分解或自由基反应。
钟爱国用低频超声波处理甲胺磷可达到99.3%的降解率,对乙酰甲胺磷的去除率甚至达到99.9%[8]。Kotronarou等[9]用声强75 W/cm2、频率20 kHz的超声波降解pH为60、浓度为82 μmol/L的对硫磷溶液,反应温度控制在30 ℃,经120 min超声辐照,对硫磷可被完全降解。
虽然超声波技术在降解农药方面有明显的效果,但从经济上考虑,还需要设法降低费用。
1.1.2 电子束辐照技术。
电子束辐照降解农药残留,辐照技术在食品杀菌保鲜方面已有较为成熟的应用。FAO/IAEA/WHO食品辐照卫生安全联合专家委员会指出,经平均剂量10 kGy以下辐照的任何食品是卫生安全的。