茶葉中殘留農(nóng)藥的臭氧-光催化(O-,3--UV-TiO-,2-)降解研究.pdf

1、我國是世界第二大茶葉生產(chǎn)國，但近年來，茶葉農(nóng)藥殘留問題突顯，不僅成為我國食品安全的難題之一，也成為制約我國茶葉出口的瓶頸。由于茶葉為多年生常綠灌木或喬木，生長周期長，其對農(nóng)藥的依賴性強(qiáng)于蔬菜，農(nóng)藥的施用量大。除此，茶葉中的農(nóng)藥還來源于間接途徑（環(huán)境污染鏈），因此采摘后的鮮葉中難免有一定的農(nóng)藥殘留。而我國的茶葉加工方式一直從古代沿用至今，通常采摘后的茶葉未經(jīng)任何處理即進(jìn)行加工，這使得殘留的農(nóng)藥被直接帶入加工的茶葉中。盡管臭氧—光催化（O3

2、/UV/TiO2）被證明對多數(shù)包括農(nóng)藥在內(nèi)的有機(jī)污染物具有高效的降解效果，但是至今尚未有研究將其應(yīng)用于降解植物體上的有機(jī)污染物。 本論文的研究目的在于探索在茶葉加工前，采用臭氧—光催化（O3/UV/TiO2）技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理對降低茶葉殘留農(nóng)藥的可行性。 本研究研制了O3/UV/TiO2聯(lián)合降解裝置，以氯氰菊酯、馬拉硫磷、敵敵畏三種商品農(nóng)藥作為研究對象，通過浸沾法將其施用于茶葉鮮葉（云南大葉，Camellia sinensi

3、s var．a(chǎn)ssamica）上。研究其在水中以及在茶葉鮮葉上，通過O3/UV/TiO2處理后的去除效果。較系統(tǒng)地研究了不同pH條件、不同處理時(shí)間對O3/UV/TiO2降解農(nóng)藥效果的影響；比較了加入預(yù)處理的加工方法和傳統(tǒng)茶葉加工方法所制成品茶葉中的農(nóng)藥殘留情況。另外，研究了茶葉有效物質(zhì)茶多酚在增加預(yù)處理步驟后的含量變化。 研究結(jié)果表明，O3/UV/TiO2處理對水中和對茶葉鮮葉中的農(nóng)藥均有明顯的去除效果。O3/UV/TiO2處理

4、水中農(nóng)藥時(shí)，降解率受到pH值的影響，兩種有機(jī)磷（馬拉硫磷、敵敵畏）在堿性條件下降解效果最好，馬拉硫磷可達(dá)到100％的降解率；而氯氰菊酯在中性和酸性條件下降解效果最好，可達(dá)到接近100％的降解率。O3/UV/TiO2處理茶葉鮮葉農(nóng)藥時(shí)，農(nóng)藥去除效果不受介質(zhì)溶液pH值的影響。 O3/UV/TiO2對茶葉鮮葉上氯氰菊酯和馬拉硫磷的去除率顯著高于水浸泡處理的結(jié)果（P<0．05），氯氰菊酯和馬拉硫磷的去除率分別達(dá)到80％（殘留起始濃度為

5、5．8 mg/kg）和78．1％（殘留起始濃度為2．2mg/kg），分別比水浸泡的去除率高出250％和15％。由于茶葉經(jīng)浸沾法施用農(nóng)藥，敵敵畏的殘留量較低，水浸泡處理可完全去除（低于檢出限0．017 mg/kg）。 經(jīng)O3/UV/TiO2預(yù)處理再加工而成的茶葉，農(nóng)藥殘留超標(biāo)率大大降低。當(dāng)鮮葉的氯氰菊酯和敵敵畏含量分別為5．8mg/kg和0．39 mg/kg時(shí)，經(jīng)過O3/UV/TiO2處理的加工茶葉殘留農(nóng)藥可被完全去除（低于檢出限

6、0．048 mg/kg和0．072 mg/kg），從而符合了歐盟的限量標(biāo)準(zhǔn)（氯氰菊酯和敵敵畏均為0．1mg/kg）；而未經(jīng)預(yù)處理的成品茶葉農(nóng)藥殘留量（氯氰菊酯0．31 mg/kg；敵敵畏0．14 mg/kg）超出歐盟標(biāo)準(zhǔn)；即使是水浸泡后再加工而成的茶葉，氯氰菊酯仍有0．23 mg/kg的殘留，超出歐盟限量標(biāo)準(zhǔn)。因此本論文研制O3/UV/TiO2的方法非常適合于非水溶性農(nóng)藥，如氯氰菊酯的去除。 根據(jù)本研究結(jié)果推算，采用O3/UV/

7、TiO2在中性條件下對加工前的茶葉鮮葉進(jìn)行預(yù)處理30 min，可以適用于農(nóng)藥殘留水平為氯氰菊酯<8．3 mg/kg，馬拉硫磷<23．8 mg/kg（以鮮葉重量計(jì)算）的茶葉，使成品茶葉最終符合歐盟的茶葉農(nóng)藥最高殘留限量。 經(jīng)O3/UV/TiO2預(yù)處理再加工而成的茶葉，有效物質(zhì)茶多酚稍有下降。與未經(jīng)處理直接加工的茶葉對比，經(jīng)O3/UV/TiO2預(yù)處理所得的茶葉茶多酚含量由16．6％下降為13．9％，但仍屬于正常含量水平（>10％）。