基本信息
- 项目名称：
- 等离子体降解甲氰菊酯农药效果的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目旨在利用等离子体处理大白菜中甲氰菊酯农药残留，研究其去除的效果和最佳工艺参数，建立一种基于物理处理，能高效、快捷、安全处理农残的新的方法、新途径，最终解决长期困扰我国农产品生产和出口行业的污染问题，保持我国在世界农产品出口贸易中的优势。
- 详细介绍：
- 农药的生产和使用在我国十分普遍，常用农药品种160多种，年用量在25万吨左右，仅次于美国，居世界第2位。使用农药防治病虫害是一项重要的农业生产技术措施，一般可挽回25%-30%的经济损失。但随着农药品种和施用量的不断增加，农药残留问题日益突出。农药残留不仅污染环境，同时也通过食物链的聚积作用危害人体健康。农药残留污染问题严重危害着人类的食品安全，这一问题己成为全球关注的焦点。如何将果蔬中的农药降解到无害水平，日益受到科学工作者的关注和研究。本课题旨在利用等离子体处理农产品中的农药残留，研究其去除效果及最佳工艺参数，以便研究出更为高效、便捷且安全的方法，用于提高我国农产品原料和制品的安全性，最终解决长期困扰我国农产品生产和出口行业的污染问题，保持我国在世界农产品出口贸易中的优势。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基本思路：（1）对等离子发生装置进行参数设定。分别以处理功率、处理时间、电极距离为参数进行响应面试验，用以确定最佳的处理参数。 （2）用气相色谱法检测农药残留，以确定等离子体法去除果蔬农药残留的最佳效果。
科学性、先进性及独特之处
- 60年代以来，对农药残留的降解进行了大量研究，以往报道多是采用化学试剂，然而大部分化学处理存在不切实际的，不安全和破坏产品的营养、感官和功能特性等缺陷。以生物化学的防治方法也由于成本和技术的原因而不能大力应用和推广。目前迫切需要研究一种能高效、快捷、安全的新方法、新途径以替代过去的化学方法。本项目首次采用等离子体处理技术研究探讨甲氰菊酯农药残留去除效果及最佳工艺参数，填补该领域的研究空白。
应用价值和现实意义
- 农药的生产和使用在我国十分普遍，使用农药防治病虫害是一项重要的农业生产技术措施。但随着农药品种和施用量不断增加，农药残留问题日益突出。如何将果蔬中的农药降解到无害水平，日益受到科学工作者的关注和研究。本课题旨在利用等离子体处理农产品中的农药残留，研究其去除效果及最佳工艺参数，以便研究出更为高效、便捷且安全的方法，解决长期困扰我国农产品生产和出口行业的污染问题，保持我国在世界农产品出口贸易中的优势。
学术论文摘要
- 为探索高效快速降解甲氰菊酯农药的新方法，利用等离子体处理含有甲氰菊酯农药残留的大白菜，研究了等离子体处理对甲氰菊酯农药残留降解效果的影响，采用响应面法对其影响因素进行了优化设计。结果表明：等离子体处理对大白菜中残留的甲氰菊酯降解有明显的效果，最佳工艺为作用功率200w、作用时间30s、极距3cm时，降解率可达98.78%。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 吴亚杰.农药残留分析技术进展[J].农技服务,2009,26(11):57-58. [2] Adou K, Bontoyan W, Sweny P J. Multiresidue Method for the Analysis of Pesticide Residue in Fruits and Vegetables by ASE and Capillary GC[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry. 2001, 49: 4153-4160. [3] Obana H, Kikuchi K, Okihashi M, Hori S. Determination of Organ ophosphorus Pesticides in Food Using ASE System[J]. Analyst. 1997, 122: 217-220. [4] Steven J. Lehotay. Analysis of pesticide residues in mixed fruit and vegetable extracts by direct sample Introduction gas chromatography tandem mass spectrometry[J]. Journal of AOAC International, 2000, 83(3): 680-697. [5] Colume A, Cardenas S, Gallego M, et al. Semiautomatic multiresidue gas chromatographic method for the screening of vegetables for 25 organochlorine and pyrethroid pesticides[J]. Analytica Chimica acta, 2001, 436: 153-162. [6] 孙霞,王相友,王小瑜.用于农药残留快速检测的生物传感器灵敏度筛选试验[J]. 农业工程学报,2009,25(3):295-297. [7]朱鲁生,王军.甲氰菊酯和辛硫磷混合剂在苹果及土壤中的残留分析[J].农药, 2000, 39(2):21-22.
同类课题研究水平概述
- 目前国内外对农药残留的降解方法主要有（1）生物法：生物降解主要是通过微生物、降解酶、工程菌、植物来进行；（2）物理法：常用的物理方法有夹带法、超声波法和电离辐射法等，另外日常生活中常用洗涤、去壳、剥皮和加热等方法来去除农药残留；（3）化学方法：在众多降解方法中，研究较多的是化学降解，主要包括水解、氧化分解、光化学降解等。通过产生高活性的中间产物来激发一系列有机污染物的完全矿化反应，从而达到降解的目的。然而经过调查发现，大部分化学处理存在不切实际的（须在极端的温度和压力条件下进行），不安全（有毒残留物的形成）和破坏产品的营养、感官和功能特性等缺陷。以生物化学的防治方法也由于成本和技术的原因而不能大力应用和推广。目前迫切需要研究一种基于物理处理，能高效、快捷、安全的新方法、新途径以替代过去的化学方法。 被激发电离的气体，达到一定的电离度（﹥10-x），气体处于导电状态，此状态电离气体表现集体行为，电离气体整体行为表现电中性（电离气体内正负电荷数相等），称这种气体为等离子体，这种气体状态为等离子态。“等离子体”这门近代物理学始创于二十世纪五十年代，作为迅速发展的新兴学科其低温等离子体、冷等离子体、热等离子体技术已广泛应用于医学、电子、工业、军事及日常生活等众多领域。利用非平衡态等离子体处理空气中含有的有机污染物是20世纪60年代以来研究的新领域，主要是利用放电过程中产生的高能电子和活性基团轰击有机污染物使其分解，从而达到讲解的目的。M.G.Nickelson等利用高能电子降解含苯和芳香烃的废液，通过在废液中产生大量的-OH 、-O 、O3和H2O2的自由基以及具有强氧化性的分子达到快速降解有机物的目的。常压微波等离子体炬可以降解碳酞氯（COCL2，战争中使用的一种化学武器），分解后的主要产物为一氧化碳、二氧化碳和氯气，NH3的通入可以将产生的CL2转化为HClO。侯健等利用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体在常压下去除空气中的正己烷、环己烷、苯和甲苯等挥发性烃类有机污染物，结果证明其主要降解产物为CO2和H2O。 等离子体降解技术应用于污水处理在国内外虽然有一些报道，但数量不多，而应用于果蔬中农药降解机理、产物与效果的研究尚未见报道。
