摘要：在農業(yè)中，農藥殘留一直對人體健康構成重大安全危害。隨著農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術的進步，農藥殘留的降解方法也應運而生。其中，臭氧處理基于其突出的技術優(yōu)勢而成為近年來流行的一種方法。本文對臭氧處理降解農藥殘留的機理進行了分析，并討論了當前臭氧處理應用于農藥殘留降解的幾個限制。其中最為關鍵的問題是該工藝產(chǎn)生的臭氧副產(chǎn)物的潛在毒性，也是臭氧降解農藥殘留研究的當前重點。在對臭氧處理的優(yōu)缺點進行權衡后，建議將其作為一種降解農藥殘留的方法。

關鍵詞：降解;降解副產(chǎn)物;臭氧;農藥殘留

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200215015

收稿日期：2020-01-02

作者簡介：張美楊（1987-），女，碩士，農藝師。研究方向：農產(chǎn)品農藥殘留檢測。

食品安全是關系國計民生重大問題。近年來，農藥中毒事件頻發(fā)。在農業(yè)生產(chǎn)中，噴灑化學農藥來控制和防治病蟲和害蟲的負面影響是提高作物產(chǎn)量的必要措施，相當于防止約30%的經(jīng)濟損失。然而，這些殺蟲劑往往是有毒的，并且留下難以降解的殘留物，特別是在過度使用或以不受管制的方式使用時[1]。目前，在世界各地的農產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)不同程度的農藥殘留[2]，這造成了食品國際貿易的瓶頸。據(jù)估計，超過95%的農藥可能影響非目標生物，廣泛分布于環(huán)境中，造成各種類型的污染。某些殺蟲劑的影響甚至可能持續(xù)幾10年，這對土壤質量和水土保持努力產(chǎn)生負面影響[3]。此外，許多農藥殘留物表現(xiàn)出對人體有害水平的生物積累和生物放大作用[4]，因為其通過食物鏈被擴增，并且可以在肉、家禽、魚、植物油、堅果和各種水果和蔬菜中檢測到[5]。人體內微量的農藥殘留會導致慢性危害，長期食用含有農藥殘留的食物可導致許多疾病的發(fā)展，如哮喘、糖尿病、白血病、帕金森病和癌癥[6]。因此，迫切需要制定“綠色”和有效的策略來減少食品中農藥殘留量。

可以降解農藥殘留量的處理技術繁多，如物理法、化學法、微生物法、酶和基因工程法。其中，臭氧處理是一種新興的技術，具有很大的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)點。

1 臭氧處理在農藥殘留處理上的優(yōu)勢

臭氧在處理農藥殘留方面有很多優(yōu)勢，如高廣譜性、高效、易于操作，成本低，能保證基質不被破壞。因此，臭氧被廣泛用于處理飲用水和食物的保存，現(xiàn)在開始用于清洗水果及蔬菜農藥殘留降解過程中，以保證食品安全。

1.1 高廣譜性

臭氧處理可用于多種農藥殘留的降解，主要包括有機磷農藥、有機氯農藥、擬除蟲菊酯類農藥、氨基甲酸酯類農藥。光化學法也可用于農藥殘留的降解，但光化學法只能用于照明理想的條件下，不能在室內或陰雨天氣應用。例如，擬除蟲菊酯和有機磷農藥是不穩(wěn)定的，對光敏感，暴露于光下達到激發(fā)態(tài)時，分子鍵斷裂，農藥分解。微生物法長期以來一直是農藥殘留降解的常用方法，但是微生物方法涉及到特定的細菌或真菌菌株的分離和篩選，只能有效降解某些農藥。因此，有些菌株不能滿足修復要求。雖然臭氧被廣泛用于降解農藥殘留，但其也會使微生物失去活性，如各種細菌、真菌、原生生物和病毒。臭氧可以使食物表面的許多病原體失活，從而保持新鮮度并延長保質期。例如，用濃度為1.2mg/L的臭氧水浸泡蘋果5min后，膨脹性青霉菌的殺滅率可高達93%。此外，臭氧是一種昆蟲和微生物控制劑，可以減少霉菌毒素的豐度。一旦臭氧濃度達到必要殺死各種微生物所需的閾值，通過臭氧滅菌和消毒的速度很快，幾乎是瞬間完成的。

1.2 高效

水清洗方法是減少農藥殘留的常見方法之一。能有效去除水溶性農藥，但對許多水溶性農藥的降解作用不大。例如，在實驗中，分別用自來水、2%的鹽水和2%碳酸氫鈉（NaHCO3）水溶液清洗蔬菜，敵百蟲的洗脫率分別為9.21%、19.02%和25%，而且沖洗時間和農藥去除率的關系不能準確控制。使用臭氧降解農藥能很好地解決這類問題，臭氧處理能在短時間內高效準確地降解大量農藥殘留。

1.3 成本低

臭氧易于生產(chǎn)，因此臭氧處理農藥殘留降解率成本低。相比之下，盡管過氧化氫、二氧化氯等化學試劑降解農藥殘留非常有效，但相對昂貴。ZOHAIR等人用10%過氧化氫處理馬鈴薯中的農藥殘留，發(fā)現(xiàn)甲基嘧啶磷、馬拉硫磷和丙溴磷的降解率分別為100%、93%和100%。雖然使用這種方法降解農藥殘留物的效果更好，但是過氧化氫的運輸和儲存需要特殊的工具和條件，增加了降解農藥殘留的運輸和儲存成本。

1.4 保證基質完整性

臭氧處理可以在去除農藥殘留的同時確保水果和蔬菜的完整性。與剝皮法相比，該法使原材料損失最小。剝皮法雖然可以去除蘋果中98%的克菌丹和番茄中84.2%的多菌靈，但同時也去除了營養(yǎng)價值極高的表皮。因此，臭氧處理法能確保營養(yǎng)物質的保留并充分被人體吸收。

2 臭氧降解農藥殘留的機理

臭氧是一種強氧化劑，可以將有機氯化物、二噁英等污染物分解成二氧化碳等無毒物質，還能氧化有毒有害物質，如苯酚和氰化物。臭氧在水中發(fā)生還原反應，產(chǎn)生氧化能力極強的氧原子和羥基，瞬間可分解水中的有機物質。臭氧溶于水，不僅能夠打破甲基對硫磷、馬拉硫磷、樂果、敵敵畏等有機物分子結構中烯炔、炔烴的碳鏈，而且還對二氯乙烯基、硝基、甲氧基、氨基等基團有著強烈的氧化作用。這種打斷連接鍵和基團氧化的雙重作用使得上述物質的分子結構發(fā)生徹底改變，改變了農藥的性質，從而起到解毒、降低農藥殘留的作用。

臭氧氧化農藥的產(chǎn)物是酸類、醇類、胺類或相應的氧化物等低分子化合物。如有機磷農藥馬拉硫磷與臭氧反應先生成馬拉氧磷，繼續(xù)反應分子鍵斷裂最終生成磷酸、硫酸、二氧化碳和水;硝基酚與臭氧反應最終生成硝酸和二氧化碳。因此，用臭氧降解農殘是安全可行的。

3 臭氧技術在農藥殘留中的應用前景

在農藥殘留問題反復出現(xiàn)的今天，利用臭氧處理去除食品中農藥殘留的前景無疑是十分廣闊的。臭氧在去除農藥殘留方面有許多優(yōu)點，不僅能突破傳統(tǒng)降解方法的限制，還可以保證食品的質量。

目前對降解反應動力學的研究較多，但對反應副產(chǎn)物的定性、定量和毒理評價的研究較少。因此，今后可以就以下幾個領域進行研究：在保持食品品質的同時，有效提高臭氧技術的處理效率;確定農殘副產(chǎn)品的種類并評估其毒性。目前仍然缺乏對農殘副產(chǎn)物的研究以及對其安全性的評價，需要通過體內和體外毒理學研究考察農殘副產(chǎn)物對人體健康的影響;研究臭氧的降解作用機制在不同類型的農藥殘留中實現(xiàn)準確的產(chǎn)品安全監(jiān)管，包括解臭氧處理產(chǎn)生的各種副產(chǎn)物的分子結構的反應機制和反應動力學建模。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以預測農藥殘留濃度的變化和農藥殘留降解副產(chǎn)物的變化，從而精確地調控農藥殘留的安全性。

參考文獻

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[3] Banerjee，K.，Oulkar，D.P.，Patil，S.H.，Dasgupta，S. Degradation kinetics and satety evaluation of tetraconazole and difenoconazole residues in grape[J].Pest Management Science，2008（64）：283-289.

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[5] 孔凡春，陸勝民，王群.臭氧在果蔬保鮮和農殘降解上的應用[J].食品與機械，2003（5）：24-26.

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（責任編輯 木易）