高铁酸钾去除农药残留的研究进展

李佳利，高 冬，孙 璐，武 林

（宁夏理工学院，宁夏 石嘴山 753000）

我国是一个农业大国，农产品种类丰富，产量高，除了满足国内农产品需求，还远销海外。但我国也是一个生产和使用农药最多的国家，农药残留问题始终威胁着人们的健康甚至污染地下水［1］。人类感染这些农残化合物，就可能会导致神经中毒、内分泌失调、基因突变和罹患癌症等［2］。随着农药残留检测方法的不断发展，农残检测也更快速、便捷和准确，以致于人们对于食物中的农药残留“谈虎色变”。从而，众多研究者们致力于研究去除农药残留的方法，寻求一种绿色、快速、安全的农残处理方法有着重要的理论和现实意义。

目前应用广泛的农药分为两大类：有机磷类农药（如乐果、敌百虫及敌敌畏等）和氨基甲酸酯类农药（如涕灭威、混灭威等）。农业部先后发布公告，这两大类中有21种被列为高毒农药，禁止销售和使用。但农户一味追求杀虫效果，喷施各类高中毒农药，使农残问题依然严重。

1 农残处理方法

根据处理农药的类型和处理原理的不同农药除残的方法多种多样。例如，电解法、超声波清洗法、微生物降解法及臭氧和高铁酸钾氧化法等等。肖伟等［3］使用碱性电解水对西兰花进行浸泡，通过酶抑制法进行农残检测，浸泡2 min时，农残的处理效果达到最优。孙花等［4］以茄子和番茄为研究材料，探索了超声波清洗对于农残的处理效果，研究发现，最优超声波清洗条件为超声波功率500 W，清洗时间5 min，清洗温度10℃。在此条件下，超声波处理对茄子、番茄中有机氯农药残留去除率分别可达96.2%、98.1%。余姝侨等［5］利用大肠埃希氏菌光控基因表达系统降解多菌灵农残，实验发现，异源多菌灵水解酶基因可通过光控机制被超表达，生产的多菌灵水解酶在溶液和土壤样品中具有降解多菌灵农药残留的活性。陈立新［6］使用臭氧对甲胺磷、敌敌畏和乐果进行降解，浸泡15 min，3种农药的降解率可达58.05%、64.51%、50.81%。

以上农药除残的方法，均存在成本高，操作繁复，除残带来二次污染等缺点。而高铁酸钾除残因成本较低，方法简单，除残过程快速、绿色且无二次污染而有着广泛的应用前景。

2 高铁酸钾应用农残处理研究

高铁酸钾，化学式为K2FeO4，Fe的化合价达到了六价。酸性条件下，其标准电极电势达到了2.2V，比臭氧（标准电极电势为2.07V）还要高；碱性条件下，其标准电极电势为0.72V。所以，无论是酸性条件还是碱性条件下，高铁酸钾是一种强氧化剂，被广泛用于废水处理。它集氧化、絮凝、吸附、沉淀、消毒、灭菌、脱色、除臭等八大功能为一体，是绿色、新型、高效的水处理剂，但将高铁酸钾应用于农药除残的研究相对较少。

刘红玉等［7］采用高铁酸钾对菠菜中三种有机磷农药进行降解，实验发现，以600mg／L高铁酸钾处理的降解效果最好，可使菠菜中敌敌畏、毒死蜱和乐果的降解率达到72.43%、87.15%和75.45%。阳如春等［8］使用高铁酸钾处理敌敌畏，通过乙酰胆碱酯酶抑制法测定农残含量，为避免高铁酸钾溶液的碱性对乙酰胆碱酯酶的抑制作用，使用CO2作为中和剂，效果稳定。结果表明在20～80 mg／L的敌敌畏水溶液中加入800mg／L的K2FeO4处理15 min，可使敌敌畏含量降低到0.05 mg／L以下，且拥有良好的杀菌效果。实验表明，高铁酸钾对绿脓杆菌有很好的灭杀效果，200 mg／L的高铁酸钾水溶液作用5 min，杀菌率可达100%；1000 mg／L高铁酸钾和0.9%氯化钠溶液复配后，对金黄色葡萄球菌作用20 min，其杀灭率可达到99.96%。

3 高铁酸钾的其他应用领域

高铁酸钾会与水反应生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁可吸附水中的悬浮物并放出氧气，离子方程式为：4FeO42-+10H2O＝4Fe（OH）3（胶体）+8OH-+3O2↑；高铁酸根离子具有强氧化性，能杀菌消毒，凭借其优良的特性，广泛应用于废水处理领域。仇丽君等［9］采用K2FeO4与H2O2联用处理高浓度环丙沙星废水，当H2O2与 K2FeO4物质的量比为4∶1时，环丙沙星去除率高达85%以上。贾世超等［10］采用高铁酸钾氧化-絮凝处理苯酚废水。采用实验室自制高铁酸钾为氧化剂，对水中对硝基苯酚的氧化条件进行降解，降解率达到80%以上。利用高铁酸钾对水中的重金属离子Cr（Ⅵ）进行处理，研究表明，在最优条件下，Cr（Ⅵ）的去除率可达84.41%。

4 结语

中国人口众多，耕地趋紧，农药在控制病虫害、保障作物产量和质量、满足消费需求上作出了巨大贡献。但使用不当，造成农残超标，就会对人的生命健康产生巨大的负面影响。在降解农残的过程中，高铁酸钾中的Fe（Ⅵ）被还原为Fe（Ⅲ）或Fe（Ⅱ），会生成络合物，产生吸附、絮凝、电中和和网捕等正向作用，同时，具有杀菌消毒的效果。降解农残的方法多种多样，但高铁酸钾凭借高氧化性和良好的絮凝作用，以及分解产物不构成二次污染，在去除农药残留的领域潜力巨大。