为什么电解次氯酸水可以降解有机磷类农残？

自2008年以来，食品安全一直是公众挥之不去的议题之一。食品的污染、造假、添加剂等问题更是不断挑战公众的神经，各种「农药残留」事件频频见诸报端。

自上世纪九十年代至今，我国农药使用量不断上升，1996年农药使用量114.08万吨，到了2014年已将近200万吨，「几乎翻了一倍」，相比中国农药使用量的持续增长，其他国家的农药使用量基本都是在逐年下降。

2016年，绿色和平组织对中国八座城市6家超市的精装蔬菜和普通蔬菜进行抽样检测，包括3家外资/合资连锁超市：沃尔玛、家乐福、华润万家，3家内资连锁超市：永辉超市、联华超市（世纪联华）、物美超市。

在119个样品里面，12个样品上的农残留超过国标（MRL），在其中检测出阿维菌素0.203mg/kg，「超出国家标准3.06倍」。

目前，有机磷农药的使用量占全部农药用量的60%-70%。同时据资料显示，每年在农牧业等方面使用的农药仅有 30%产生了相应作用，70%并无作用于目标物, 残留的有机磷农药不仅对环境产生危害，同时也对食品安全产生了消极影响。

有机磷农药中高毒农药比重过大，即使在较低浓度下也可通过抑制乙酰胆碱酯酶活性和修饰胆碱能信号传导来损害人体健康。尽管许多高毒农药被禁用，但接触有机磷农药混合物依然具有致突变性、致癌性、致畸性、细胞毒性、遗传毒性和免疫毒性等危害 。

自2014年云南农业大学的和劲松教授等研究了微酸性电解水对蔬菜农药残留的去除效果以来，微酸性电解次氯酸水对农药残留的去除研究不断增多。但是，之前的研究并未对其去除机理做出明确的解释。

2021年3月，河北科技大学的李慧颖等在食品安全质量检测学报上发表了《微酸性电解水对溶液体系中有机磷农药的降解机制及途径分析研究》的文章，阐明了微酸性电解水对有机磷农药的降解机理。

微酸性电解次氯酸水降解有机磷农药的过程与光催化降解农药的过程相似, 光催化降解有机磷农药过程中ꞏOH 攻击有机磷农药的 P=S键而把原来的 P=S键转换成P=O键, 这是光催化降解有机磷农药的一个反应特性。

通过分析有机磷农药的降解过程, 认为对硫磷、甲基对硫磷和乐果在微酸性电解次氯酸水中的降解途径是 HOCl 和•OH 共同作用的结果。有机磷农药的P=S键受到HOCl和•OH攻击, 形成含有O-P-S环的中间产物。中间产物进一步被分解失去 S 得到含有P=O 化合物, 而含 S 化合物被 HOCl 氧化形成 SO₄^2- 。含有P=O 化合物进一步被•OH 作用, 最终被降解为 PO₄^3- 、CO₂ 、NO₃^2- 、SO₄^2- 等物质。由于降解过程产生的含 P=O 化合物具有强电负性, 因此比对硫磷等有机磷农药具有更高毒性，但含 P=O 化合物会被微酸性电解水进一步分解，其毒性远小于原有有机磷农药。从总体来看, 对硫磷、甲基对硫磷和乐果这 3 种有机磷农药被微酸性电解水降解后, 毒性会大大降低。

Fig1 乐果农药分子结构式

Fig2 对硫磷农药分子结构式

Fig3 甲基对硫磷分子结构式

近年来，净菜加工已被认为是今后蔬菜业发展的重要方向之一。净菜必须满足“八无八有”的原则，八无是指农药残留超标、无重金属残留超标、无亚硝酸盐残留超标、无其他污染、无青帮老叶、无泥沙、无杂物、茎叶类菜无根须，八有则是指有生产标准、有产销记录、有质量检测、有产品包装、有采收和保质日期、有注册商标、有食用说明、有冷链储运。

针对净菜加工中农药残留去除及蔬菜杀菌、保鲜等问题，我们开发了基于微酸性电解次氯酸水技术的净菜品质提升方案，具体如下：

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文 | 浙江大学 叶章颖教授 《电解水技术频道》裴洛伟

编辑 | 《电解水技术频道》裴洛伟