探讨排除蔬菜农药污染的原理——多原子分子Schrödinger 方程组的严格解析解的应用

吴雅静，王文信

(海军工程大学 天津校区，天津 300450)

目前，蔬菜生产几乎离不开农药，在我国登记使用的农药已达300 余种。因此，许多蔬菜上或多或少地都有农药的残留，危害人们的身心健康。鉴于此，人们提出了许多排除农药污染的方法，发明了许多排除农药污染的家电，其中比较有代表性的如力天臭氧机(LT100)。目前对于臭氧机为什么能够排除农药污染的说法不一。本文利用多原子分子Schrödinger 方程组的严格解析解，根据千家万户应用力天臭氧机(LT100)的实践和经验，以五氯酚为例，探讨了蔬菜上残留农药如何被氧化，又如何脱离蔬菜，使蔬菜净化，恢复新鲜，减少其危害的过程。这对于提升人们的生活质量，特别是在我国航母即将服役之际，能让远洋海军官兵吃上无农药的新鲜蔬菜，意义十分重大。

1 臭氧和五氯酚的主要特点

臭氧和五氯酚都满足Schrödinger 方程组［1］

其中:方程(1)是固定核位置时的电子运动方程，方程(2)是核运动方程;E 为所需要的能量;ε 为总能量;V 为静电势能;M 和N 分别代表原子核和电子的总数。

臭氧由3 个原子核和24 个电子组成，即M =3，N =24，是强烈的氧化剂，很容易打断烯烃和炔烃的碳链结合键，易分解，即

五氯酚(C6Cl5OH)由13 个原子核和150 个电子组成，即M=13，N =150。应用Schrödinger 方程组(1)和(2)很容易得到其碳键的键能［2］，见表1。

表1 中，折合质量μ=20 952.715 31。从表1 可以看出，碳键的键能与试验数据很接近［3-6］，而且都是比较小的，所以碳键很容易被破坏。又因为五氯酚是非极化的大分子，所以具有疏水性［3-6］。利用臭氧和五氯酚的这些特点，就可以探讨排除五氯酚污染蔬菜的原理。

表1 碳键键能、核间距和Laguree 系数n 的关系

2 排除农药五氯酚污染蔬菜的原理

分析当力天臭氧机(LT100)产生的臭氧排放在装有蔬菜和水的皿器中时，蔬菜上的农药残留的变化过程。

臭氧机在排放过程中，会使皿器中的水流动。由于水的流动，会使农药残留分子受到一个外力作用而运动。这就与人们冲洗蔬菜上的农药残留是一样的。于是，蔬菜上的一部分农药残留就被流动的水冲洗而脱离蔬菜。

当臭氧被排放到水中后，由式(3)可知，容易分解。于是，蔬菜上的农药残留会被分解出来的氧原子氧化。最容易被氧化的是农药残留分子的氢键，即

式(4)中的C6Cl5可能离开蔬菜，也可能继续留着蔬菜上。

天臭氧机(LT100)继续排放臭氧，臭氧继续分解，蔬菜上的农药残留分子和C6Cl5会继续氧化，即

如此继续，蔬菜上的农药残留分子和C6Cl5会越来越少，即

由于臭氧能够打断碳键键合的性质，所以如上净化过程仍然可以继续进行，即

由此可以看出，蔬菜上的农药残留会越来越少，笔者认为，这就是臭氧机排除蔬菜的农药污染原理。

3 结束语

从力天臭氧机(LT100)排除蔬菜上农药残留的过程可以看出，臭氧机排放臭氧的时间越多，蔬菜净化的程度越高。但对于以下问题还需进一步探讨:臭氧机能否100%地把蔬菜上的农药残留排除掉;农药和蔬菜是否会化合、其化合物能否被臭氧机净化;排除不同蔬菜上的农药残留所需要的时间是否相同;排除蔬菜上不同农药残留需所要的时间是否相同;排除蔬菜上农药残留后，皿器中的水能否继续使用;在排除蔬菜上农药残留的同时，臭氧对蔬菜是否有危害;排除蔬菜上农药残留前后，蔬菜腐烂时间是否相同。

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