探討排除蔬菜農(nóng)藥污染的原理——多原子分子Schr?dinger 方程組的嚴(yán)格解析解的應(yīng)用

吳雅靜，王文信

(海軍工程大學(xué) 天津校區(qū)，天津 300450)

目前，蔬菜生產(chǎn)幾乎離不開(kāi)農(nóng)藥，在我國(guó)登記使用的農(nóng)藥已達(dá)300 余種。因此，許多蔬菜上或多或少地都有農(nóng)藥的殘留，危害人們的身心健康。鑒于此，人們提出了許多排除農(nóng)藥污染的方法，發(fā)明了許多排除農(nóng)藥污染的家電，其中比較有代表性的如力天臭氧機(jī)(LT100)。目前對(duì)于臭氧機(jī)為什么能夠排除農(nóng)藥污染的說(shuō)法不一。本文利用多原子分子Schr?dinger 方程組的嚴(yán)格解析解，根據(jù)千家萬(wàn)戶應(yīng)用力天臭氧機(jī)(LT100)的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，以五氯酚為例，探討了蔬菜上殘留農(nóng)藥如何被氧化，又如何脫離蔬菜，使蔬菜凈化，恢復(fù)新鮮，減少其危害的過(guò)程。這對(duì)于提升人們的生活質(zhì)量，特別是在我國(guó)航母即將服役之際，能讓遠(yuǎn)洋海軍官兵吃上無(wú)農(nóng)藥的新鮮蔬菜，意義十分重大。

1 臭氧和五氯酚的主要特點(diǎn)

臭氧和五氯酚都滿足Schr?dinger 方程組［1］

其中:方程(1)是固定核位置時(shí)的電子運(yùn)動(dòng)方程，方程(2)是核運(yùn)動(dòng)方程;E 為所需要的能量;ε 為總能量;V 為靜電勢(shì)能;M 和N 分別代表原子核和電子的總數(shù)。

臭氧由3 個(gè)原子核和24 個(gè)電子組成，即M =3，N =24，是強(qiáng)烈的氧化劑，很容易打斷烯烴和炔烴的碳鏈結(jié)合鍵，易分解，即

五氯酚(C6Cl5OH)由13 個(gè)原子核和150 個(gè)電子組成，即M=13，N =150。應(yīng)用Schr?dinger 方程組(1)和(2)很容易得到其碳鍵的鍵能［2］，見(jiàn)表1。

表1 中，折合質(zhì)量μ=20 952.715 31。從表1 可以看出，碳鍵的鍵能與試驗(yàn)數(shù)據(jù)很接近［3-6］，而且都是比較小的，所以碳鍵很容易被破壞。又因?yàn)槲迓确邮欠菢O化的大分子，所以具有疏水性［3-6］。利用臭氧和五氯酚的這些特點(diǎn)，就可以探討排除五氯酚污染蔬菜的原理。

表1 碳鍵鍵能、核間距和Laguree 系數(shù)n 的關(guān)系

2 排除農(nóng)藥五氯酚污染蔬菜的原理

分析當(dāng)力天臭氧機(jī)(LT100)產(chǎn)生的臭氧排放在裝有蔬菜和水的皿器中時(shí)，蔬菜上的農(nóng)藥殘留的變化過(guò)程。

臭氧機(jī)在排放過(guò)程中，會(huì)使皿器中的水流動(dòng)。由于水的流動(dòng)，會(huì)使農(nóng)藥殘留分子受到一個(gè)外力作用而運(yùn)動(dòng)。這就與人們沖洗蔬菜上的農(nóng)藥殘留是一樣的。于是，蔬菜上的一部分農(nóng)藥殘留就被流動(dòng)的水沖洗而脫離蔬菜。

當(dāng)臭氧被排放到水中后，由式(3)可知，容易分解。于是，蔬菜上的農(nóng)藥殘留會(huì)被分解出來(lái)的氧原子氧化。最容易被氧化的是農(nóng)藥殘留分子的氫鍵，即

式(4)中的C6Cl5可能離開(kāi)蔬菜，也可能繼續(xù)留著蔬菜上。

天臭氧機(jī)(LT100)繼續(xù)排放臭氧，臭氧繼續(xù)分解，蔬菜上的農(nóng)藥殘留分子和C6Cl5會(huì)繼續(xù)氧化，即

如此繼續(xù)，蔬菜上的農(nóng)藥殘留分子和C6Cl5會(huì)越來(lái)越少，即

由于臭氧能夠打斷碳鍵鍵合的性質(zhì)，所以如上凈化過(guò)程仍然可以繼續(xù)進(jìn)行，即

由此可以看出，蔬菜上的農(nóng)藥殘留會(huì)越來(lái)越少，筆者認(rèn)為，這就是臭氧機(jī)排除蔬菜的農(nóng)藥污染原理。

3 結(jié)束語(yǔ)

從力天臭氧機(jī)(LT100)排除蔬菜上農(nóng)藥殘留的過(guò)程可以看出，臭氧機(jī)排放臭氧的時(shí)間越多，蔬菜凈化的程度越高。但對(duì)于以下問(wèn)題還需進(jìn)一步探討:臭氧機(jī)能否100%地把蔬菜上的農(nóng)藥殘留排除掉;農(nóng)藥和蔬菜是否會(huì)化合、其化合物能否被臭氧機(jī)凈化;排除不同蔬菜上的農(nóng)藥殘留所需要的時(shí)間是否相同;排除蔬菜上不同農(nóng)藥殘留需所要的時(shí)間是否相同;排除蔬菜上農(nóng)藥殘留后，皿器中的水能否繼續(xù)使用;在排除蔬菜上農(nóng)藥殘留的同時(shí)，臭氧對(duì)蔬菜是否有危害;排除蔬菜上農(nóng)藥殘留前后，蔬菜腐爛時(shí)間是否相同。

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