超声波气泡清洗对残留有机磷农药去除效果的试验

３５４－－——　江苏农业科学２０１１年第１期　

张瑞，丁为民，王鸣华．超声波气泡清洗对残留有机磷农药去除效果的试验［Ｊ］．江苏农业科学，２０１１（１）：３５４—３５６　

超声波气泡清洗对残留有机磷农药去除效果的试验　

张瑞　，丁为民　，王呜华　

（１．南京农业大学工学院，江苏南京２１００３Ｉ；２．南京农业大学植物保护学院，江苏南京２１００９５）　

摘要：设计乐果、毒死蜱、三唑磷在莴苣（俗称生菜）上的田问试验及超声波气泡清洗试验，采用高效气相色谱检　

测方法，验证超声波气泡清洗去除残留有机磷农药的效果，同时分析影响超声波气泡清洗效果的因素。试验结果表　

明：在超声波功率为１　０００　Ｗ，气泡强度（玻璃转子流量计计量）为２５　ｒｎ　／ｈ，清洗时间为１５　ｍｉｎ时，不损坏叶菜类蔬菜　

外观，有机磷去除效果最佳。超声波气泡清洗比清水和洗沽精浸泡对有机磷去除率更高。影响超声波气泡清洗效果　

的主要因素有清洗时间、超声波功率大小及气泡大小。　

关键词：有机磷；超声波；清洗；叶菜　

中图分类号：ＴＳ２２６．５　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２０１１）Ｏ１—０３５４—０２　

有机磷农药是２０世纪４Ｏ年代发展起来的农用杀虫剂，　毒性高、杀虫范围广、降解速度快，其中高毒有机磷所占比例　

较大。由于农药滥用，致使人的农药中毒事件经常发生，尤以　

食用残留农药的蔬菜中毒最为常见　。随着社会经济的发　展，蔬菜的精深加工、蔬菜产品的生产出口、蔬菜净菜加工成　

为正在探索的产业化生产途径　。生产中需要一种既能够　

去除残留农药又能够提高生产效率、降低劳动强度的清洗方　

法。本研究主要讨论了超声波气泡清洗去处有机磷的效果及　

影响超声波气泡清洗效果的主要因素，旨在寻找一种蔬菜清　

洗的新方法，保障人们正确、安全地食用蔬菜。　

１材料与方法　

１．１试验材料和仪器　

１．１．１蔬菜品种莴苣（Ｌａｃｔｕｃａ　ｓｎ砌０　Ｌ．），俗称生菜（供试　

地点：南京市浦口区菜地）。　

１．１．２供试农药４０％乐果乳油（江苏腾龙生物药业有限　

公司）；２０％三唑磷乳油（江苏粮满仓农化有限公司）；４０％毒　

死蜱乳油（湖北仙隆化工股份有限公司）。　

１．１．３试剂氯化钠（分析纯），乙腈（分析纯），丙酮（分析　

纯），丙酮中乐果溶液标准物质（质量浓度１００　ｍＬ）。丙　

酮中毒死蜱溶液标准物质（质量浓度１００　ｍＬ）。丙酮中三　

唑磷溶液标准物质（质量浓度１００　ｇ／ｍＬ）。标准物质购自国　

家标准物质网。　

１．１．４仪器Ａｇ］ｅｎｔ一６８９０Ｎ气相色谱仪（ＦＰＤ检测器）；　

Ｎ—ＥＶＡＰ１１１氮吹仪；ＢＳ１ｌＯＳ电子天平；南京农业大学自行研　

制超声波气泡清洗机（超声波工作频率为２０　ｋＨｚ，功率为０～　

１　０００　ｗ，可调；气泡大小测量用ＬＺＢ一２５玻璃转子流量计，流　

量范围为２．５～２５　ｍ　／ｈ）。　１．２田间试验方法　

１．２．１小区规划选择面积为１５．３　ｍ　，长势整齐，定植２５　ｄ　

收稿日期：２０１０—０４—２７　基金项目：国家“８６３”计划（编号：２００８ＡＡ　１００９０３）。　作者简介：张瑞（１９８２一），女，甘肃酒泉人，硕士，研究方向为农业　生物环境与能源工程。Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｚｍｗｇｈｚｒ＠ｌ６３．ＣＯｎｌ。　通信作者：丁为民，博士，教授。Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｍｄｉｎｇ＠ｊｌｏｎｌｉｎｅ．ＣＯｎｌ。　的一块莴苣田，作为试验小区。　１．２．２　施药方法　按照供试农药推荐剂量的最高值，取　

２．２９　ｍＬ乐果、２．２９　ｍＥ毒死蜱、２．８７　ｍＬ三唑磷分别用　

０．９２　Ｌ水稀释，振荡使充分混合，采用喷雾方法依次均匀喷施　

于莴苣上。３种农药喷药时间间隔为３０　ｒａｉｎ。　１．２．３田间取样在施药４８　ｈ后，将莴苣收获，准备清洗。　

在施药后４８　ｈ内无降雨过程。　１．３清洗方法　

在清洗试验中，大、中、小功率超声波指频率２０　ｋＨｚ，功　

率为１　０００、５００、１２５　Ｗ的超声波。大、中、小气泡是指玻璃转　

子流量计读数为５、ｌ３、２５　ｉｎ　／ｈ时的气泡。洗洁精水由４．４　Ｌ　

水加４滴白猫洗洁精配制。（１）将一部分喷药后采收的莴苣　分为Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ　４个小组。Ａ组用清水浸泡，Ｂ组用洗洁精水　

浸泡，ｃ组用大功率超声波清洗，Ｄ组用大功率超声波大气泡　

清洗。每组都设０、１０、１５　ｒａｉｎ　３个处理，每个处理设３个重　

复。（２）将一部分采收的莴苣分为Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ４个小组。在中　等强度气泡、中功率超声波清洗条件下，将Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ　４组莴　苣分别清洗０、１０、１５、２０　ｒａｉｎ。（３）将一部分采收的莴苣分为　Ｉ、Ｊ、Ｋ　３组。在不加气泡的情况下，Ｉ组用小功率超声波清洗　

１０　ｒａｉｎ，Ｊ组用中功率超声波清洗１０　ｒａｉｎ，Ｋ组用大功率超声　

波清洗１０　ｒａｉｎ。每个处理设３个重复。（４）将一部分莴苣分　

为Ｌ、Ｍ、Ｎ　３组。无超声波，清洗时间为１０　ｍｉｎ。Ｌ组用小气　

泡清洗，Ｍ组用中气泡清洗，Ｎ组用大气泡清洗。（５）将清洗　

后的莴苣晾干表面水分，切碎，用自封袋装好，内外均贴标签，　

每袋重量不少于２００　ｇ，放入冰箱，于～２０℃贮藏　。　

１．４农药残留分析方法　１．４．１气相色谱条件色谱柱选用ＤＢ一１７：３０．０　ｍ（长度）　

×３２０　Ｉｘｍ（内径）×０．２５　ｍ（涂层）。程序升温：初始温度　

６０℃，保持１　ｒａｉｎ，以２０￣Ｃ／ｒａｉｎ速率升温至２５０℃，保持　

ｌ　ｒａｉｎ。进样口温度为２２０℃，检测器温度为２５０℃。载气为　

氮气，流量２　ｍＬ／ｍｉｎ；尾吹为氮气，流量为５８　ｍＬ／ｍｉｎ；氢气为　７５　ｉｎｋ／ｒａｉｎ；空气为１００　ｍＩＺｍｉｎ　。　

１．４．２样品处理方法将样品解冻后，称取样品２０　ｇ，放入　

锥形瓶中，加入５０　ｍＬ乙腈，振荡３０　ｒａｉｎ，抽滤，倒入装有５　ｇ　

氯化钠的１００　ｍＬ的具塞量简中，摇匀后静置２０　ｒａｉｎ，吸取上　

清液１０　ｍＬ至平底烧瓶中，浓缩蒸发尽干，氮吹仪吹干，用　张瑞等：超声波气泡清洗对残留有机磷农药去除效果的试验　一３５５—　

２　ｍＩ　丙酮定容　。　１．５标准曲线　采用外标法定量，将乐果、毒死蜱、三唑磷样品用丙酮作　溶剂，稀释成０．１、０．５、１、５、１０　ｍｇ／ｋｇ的一系列标准溶液，在　“１．４．１”的操作条件下，进样ｌ　Ｌ，测定乐果、毒死蜱、三唑磷　

的标准曲线。毒死蜱标准曲线的回归方程：Ｙ＝３０５．８２ｘ＋　

１８．２８８，ｒ　＝０．９９９　７。乐果标准曲线的回归方程：Ｙ：　２１０．８２ｘ一３６．１８８，ｒ。＝０．９９８　４。三唑磷标准曲线的回归方　程：Ｙ＝２３６．１ｌｘ一１９．８４６，ｒ　＝０．９９８　９。线性关系良好。　１．６添加回收率　乐果的添加回收率为１０５．７％一１２０％之间，毒死蜱添加　回收率在９２．４％～１０２．１８％之间，三唑磷添加回收率在　

１０１％一１１５．５％之问，符合要求。　

２结果与分析　

２．１　不同清洗方法对有机磷的去除率　

不同的清洗方法对有机磷的去除率不同，但是每种清洗　方法对有机磷的去除率都是随着清洗时问的延长而提高。在　

清洗时间相同的情况下，对有机磷的去除率由大到小依次为　大气泡大功率超声波清洗、无气泡大功率超声波清洗、洗沽精　

清洗、清水清洗。由此可见，超声波清洗方法对有机磷农药的　

去除效果较好。在清洗时间和超声波功率相同的条件下，添　加气泡能够使乐果、毒死蜱、三唑磷的去除率增大，说明气泡　

对有机磷农药的去除有一定的效果。不同清洗方法对有机磷　

的去除率见图１、图２、图３所示。　

一　

一　料　

一　

一　褂　Ｏ　ｌ０　１５　时间（ｍｉｎ）　图１不同清洗方法对乐果的去除率　

１００　

—８０　

一６Ｏ　錾４ｏ　

２Ｏ　

０　时间（ｍｉｎ）　图２不同清洗方法对毒死蜱的去除率　

０　ｌ０　ｌ５　时间（ｍｉｎ）　图３不同清洗方法对三唑磷的去除率　２．２　清洗时间对３种农药的去除率的影响　在中气泡中功率超声波的情况下，分别将莴苣清洗ｌ０、　

１５、２０　ｎ｜ｉｎ。乐果、毒死蜱、三唑磷的去除率见表１。　

表１　中气泡中超声波不同清洗时间下乐果、毒死蜱、三唑磷的去除率　

清洗时间　（ｍｉｎ）　乐果　毒死蜱　三唑磷　

含量　去除率　含量　（ｍｇ／ｋｇ）　（％）　（Ｉｑ＇ｌｇ／ｋｇ）　去除率　含量　去除率　（％）（ｍｇ／ｋｇ）（％）　Ｏ　ｌＯ　１５　２０　

由表１可知，在中气泡中功率超声波的清洗条件下，改变　清洗蔬菜的时间，３种有机磷的去除率随着清洗时间的延长　

而提高。但是清洗时问超过１０　ｍｉｎ时，有机磷去除率增大趋　

于平缓。可能的原因是清洗液中３种农药的初始浓度会影响　

它们的去除率。在清洗时间为２０　ｍｉｎ时，虽然乐果的去除率　

最高达到了９０．４１％，但是此时莴苣的边缘已经出现了破损，　

所以莴苣的清洗时间不宜到２０　ｍｉｎ。　

２．３　超声波功率大小对３种有机磷农药去除率的影响　

在清洗时间为１０　ｍｉｎ、不加气泡的情况下，用大、中、小功　

率超声波清洗莴苣，乐果、毒死蜱、三唑磷的残留量和去除率　

见表２。　

表２不同超声波功率下乐果、毒死蜱、三唑磷的去除率　

处理　乐果　毒死蜱　三唑磷　

含量　去除率　含量　去除率　含量　去除率　（ｍｅ／ｋｓ）（％）（ｍｅ／ｋｇ）（％）（ｍｅ／ｋｇ）（％）　

由表２可知，在清洗时间为１０　ｍｉｎ，不加气泡，超声波清　

洗时，超声波功率越大，对３种有机磷的去除率也越大。但是　

去除率并不与超声波功率大小成正比。在超声波达到一定功　率后，有机磷去除率增大趋于平缓。从超声空化理论来讲，在　

声强增大时，空化强度增大，空化效果明显，有利于去除残留　

农药。但是如果声强过强，在声源表面会产生大量无用的气　

泡形成一道声屏蔽，声波在远离声源的空间其强度会减弱，从　

而影响农药去除效果。　

２．４气泡大小对３种有机磷农药的去除效果影响　在无超声波、清洗时间为１０　ｍｉｎ时，大、中、小气泡对乐　

果、毒死蜱、三唑磷的去除率见表３。从表３可见，在清洗时　

间为１０　ｍｉｎ，无超声波的状况下，分别用大、中、小３种气泡来　清洗莴苣，大气泡对乐果、毒死蜱、三唑磷的去除效果最大；小　

气泡对乐果、毒死蜱、三唑磷的清洗效果最小。气泡越大，对　３种有机磷的去除率越高。但是在清洗莴苣时，气泡也不宜　

过大，尤其是在和超声波共同作用时，否则叶菜类蔬菜会出现　

萎蔫现象。　

３结论　

与清水浸泡人工手洗、洗洁精浸泡清洗相比，用超声波加　

（下转第３５６页）　Ⅺ　∞　＂舳引　；呈　∞　髂　∞　罟８　８　）Ｏ　１　１　５　５　４　ｍ　昭∞　５　６　５　ｍ■　∞¨　４　

∞∞　ｍ卯　鲫　＆　∞　昭　ｎ∞　船　８　∞　ｍ　帖５　５　∞　¨　ｎ　ｎ　ｎ　ｍ　ｍ　ｍ　０　Ｏ　０　波渡渡　昭一士尸士户士尸　对超超超　小中大　泡泡泡　气气气　无无

无