纳米TiO2光催化降解叶类蔬菜中有机磷农药的机理研究

解决农药残留污染对提高食品安全有重要意义。本项目将纳米TiO2应用于叶类蔬菜，结果发现，纳米TiO2对蔬菜害虫菜青虫和蚜虫无生物活性，对有机磷农药防治蔬菜害虫的防治效果无显著影响；在蔬菜上喷洒纳米TiO2，能加快有机磷农药残留在蔬菜中的降解，与有机磷农药在蔬菜中自然降解相比，降解率提高幅度为10%～45%；以 pH值、纳米TiO2用量、农药浓度为因素,设计正交试验，发现影响纳米TiO2光催化降解蔬菜中的有机磷农药的因素主次顺序依次为农药浓度、pH值、纳米TiO2用量；利用气相色谱-质谱联用（GC/MS）和超高效液相色谱-质谱联用（UPLC/MS）结合与标准品相对照、NIST谱库标准谱图匹配的方法,鉴定纳米TiO2光催化降解叶类蔬菜中有机磷农药毒死蜱、乙酰甲胺磷、乐果、三唑磷、丙溴磷中产生的中间产物，并推导了可能的降解路径；通过测定纳米TiO2光催化降解叶类蔬菜中有机磷农药反应体系中蔬菜的超氧负离子、羟基自由基和活性氧的含量，发现喷洒过纳米TiO2的蔬菜中超氧负离子（•O2-）、羟基自由基（•OH）和活性氧(ROS)的含量较高，说明纳米TiO2/Ce加快了蔬菜中有机磷农药的降解主要是•OH和O2•–等自由基起主要作用；采用Gaussian和Hyperchem建立有机磷农药分子毒死蜱、乙酰甲胺磷、乐果的分子结构，采用RHF/STO-3G方法对有机磷农药分子进行结构优化，计算农药分子各原子间的键长、各原子的电荷分布及分子各个原子最高占有轨道(HOMO)的前线电子密度（FED）值，分析有机磷农药分子发生降解反应的起始位点为P=S键或P-S键或C-N键。该项目结果可为农产品生产过程中有机磷农药的降解提供依据。