高鐵酸鉀去除農藥殘留的研究進展

李佳利，高 冬，孫 璐，武 林

（寧夏理工學院，寧夏 石嘴山 753000）

我國是一個農業大國，農產品種類豐富，產量高，除了滿足國內農產品需求，還遠銷海外。但我國也是一個生產和使用農藥最多的國家，農藥殘留問題始終威脅著人們的健康甚至污染地下水［1］。人類感染這些農殘化合物，就可能會導致神經中毒、內分泌失調、基因突變和罹患癌癥等［2］。隨著農藥殘留檢測方法的不斷發展，農殘檢測也更快速、便捷和準確，以致于人們對于食物中的農藥殘留“談虎色變”。從而，眾多研究者們致力于研究去除農藥殘留的方法，尋求一種綠色、快速、安全的農殘處理方法有著重要的理論和現實意義。

目前應用廣泛的農藥分為兩大類：有機磷類農藥（如樂果、敵百蟲及敵敵畏等）和氨基甲酸酯類農藥（如涕滅威、混滅威等）。農業部先后發布公告，這兩大類中有21種被列為高毒農藥，禁止銷售和使用。但農戶一味追求殺蟲效果，噴施各類高中毒農藥，使農殘問題依然嚴重。

1 農殘處理方法

根據處理農藥的類型和處理原理的不同農藥除殘的方法多種多樣。例如，電解法、超聲波清洗法、微生物降解法及臭氧和高鐵酸鉀氧化法等等。肖偉等［3］使用堿性電解水對西蘭花進行浸泡，通過酶抑制法進行農殘檢測，浸泡2 min時，農殘的處理效果達到最優。孫花等［4］以茄子和番茄為研究材料，探索了超聲波清洗對于農殘的處理效果，研究發現，最優超聲波清洗條件為超聲波功率500 W，清洗時間5 min，清洗溫度10℃。在此條件下，超聲波處理對茄子、番茄中有機氯農藥殘留去除率分別可達96.2%、98.1%。余姝僑等［5］利用大腸埃希氏菌光控基因表達系統降解多菌靈農殘，實驗發現，異源多菌靈水解酶基因可通過光控機制被超表達，生產的多菌靈水解酶在溶液和土壤樣品中具有降解多菌靈農藥殘留的活性。陳立新［6］使用臭氧對甲胺磷、敵敵畏和樂果進行降解，浸泡15 min，3種農藥的降解率可達58.05%、64.51%、50.81%。

以上農藥除殘的方法，均存在成本高，操作繁復，除殘帶來二次污染等缺點。而高鐵酸鉀除殘因成本較低，方法簡單，除殘過程快速、綠色且無二次污染而有著廣泛的應用前景。

2 高鐵酸鉀應用農殘處理研究

高鐵酸鉀，化學式為K2FeO4，Fe的化合價達到了六價。酸性條件下，其標準電極電勢達到了2.2V，比臭氧（標準電極電勢為2.07V）還要高；堿性條件下，其標準電極電勢為0.72V。所以，無論是酸性條件還是堿性條件下，高鐵酸鉀是一種強氧化劑，被廣泛用于廢水處理。它集氧化、絮凝、吸附、沉淀、消毒、滅菌、脫色、除臭等八大功能為一體，是綠色、新型、高效的水處理劑，但將高鐵酸鉀應用于農藥除殘的研究相對較少。

劉紅玉等［7］采用高鐵酸鉀對菠菜中三種有機磷農藥進行降解，實驗發現，以600mg／L高鐵酸鉀處理的降解效果最好，可使菠菜中敵敵畏、毒死蜱和樂果的降解率達到72.43%、87.15%和75.45%。陽如春等［8］使用高鐵酸鉀處理敵敵畏，通過乙酰膽堿酯酶抑制法測定農殘含量，為避免高鐵酸鉀溶液的堿性對乙酰膽堿酯酶的抑制作用，使用CO2作為中和劑，效果穩定。結果表明在20～80 mg／L的敵敵畏水溶液中加入800mg／L的K2FeO4處理15 min，可使敵敵畏含量降低到0.05 mg／L以下，且擁有良好的殺菌效果。實驗表明，高鐵酸鉀對綠膿桿菌有很好的滅殺效果，200 mg／L的高鐵酸鉀水溶液作用5 min，殺菌率可達100%；1000 mg／L高鐵酸鉀和0.9%氯化鈉溶液復配后，對金黃色葡萄球菌作用20 min，其殺滅率可達到99.96%。

3 高鐵酸鉀的其他應用領域

高鐵酸鉀會與水反應生成氫氧化鐵膠體，氫氧化鐵可吸附水中的懸浮物并放出氧氣，離子方程式為：4FeO42-+10H2O＝4Fe（OH）3（膠體）+8OH-+3O2↑；高鐵酸根離子具有強氧化性，能殺菌消毒，憑借其優良的特性，廣泛應用于廢水處理領域。仇麗君等［9］采用K2FeO4與H2O2聯用處理高濃度環丙沙星廢水，當H2O2與 K2FeO4物質的量比為4∶1時，環丙沙星去除率高達85%以上。賈世超等［10］采用高鐵酸鉀氧化-絮凝處理苯酚廢水。采用實驗室自制高鐵酸鉀為氧化劑，對水中對硝基苯酚的氧化條件進行降解，降解率達到80%以上。利用高鐵酸鉀對水中的重金屬離子Cr（Ⅵ）進行處理，研究表明，在最優條件下，Cr（Ⅵ）的去除率可達84.41%。

4 結語

中國人口眾多，耕地趨緊，農藥在控制病蟲害、保障作物產量和質量、滿足消費需求上作出了巨大貢獻。但使用不當，造成農殘超標，就會對人的生命健康產生巨大的負面影響。在降解農殘的過程中，高鐵酸鉀中的Fe（Ⅵ）被還原為Fe（Ⅲ）或Fe（Ⅱ），會生成絡合物，產生吸附、絮凝、電中和和網捕等正向作用，同時，具有殺菌消毒的效果。降解農殘的方法多種多樣，但高鐵酸鉀憑借高氧化性和良好的絮凝作用，以及分解產物不構成二次污染，在去除農藥殘留的領域潛力巨大。