Результаты исследований по снижению остатков пестицидов с помощью водорода

Остаточные количества пестицидов — это общий термин для обозначения следовых количеств предшественников пестицидов, токсичных метаболитов, продуктов распада и примесей, которые сохраняются в организмах, сельскохозяйственной продукции, почве, воде и атмосфере по истечении определенного периода времени после применения пестицидов. Некоторые пестициды, применяемые к сельскохозяйственным культурам, прилипают к культурам, в то время как другие рассеиваются в почве, воздухе и воде. Некоторые из остатков из окружающей среды затем поглощаются сельскохозяйственными культурами. Остаточные пестициды могут попадать в организм человека и скот непосредственно через фрукты, воду и атмосферу, или в конечном итоге достигать человека через окружающую среду и пищевую цепь. В частности, неправильное использование пестицидов распространено при выращивании высокоценных сельскохозяйственных продуктов, таких как фрукты и овощи, чтобы гарантировать отсутствие вредителей и болезней в процессе производства.

После поглощения растениями пестициды не остаются в их организме навсегда; вместо этого они медленно «перевариваются» определёнными ферментами внутри растения. Однако этот процесс не так быстр, как хотелось бы, что приводит к возможности сохранения остатков пестицидов в сельскохозяйственной продукции даже после сбора урожая. Современные исследования по снижению содержания остатков пестицидов во фруктах и ​​овощах сосредоточены, главным образом, на опрыскивании экзогенными химическими веществами. В теоретических исследованиях группа под руководством академика Юй Цзинцюаня из Чжэцзянского университета обнаружила, что эндогенные вещества, такие как брассинолид и глутатион, могут способствовать разложению и метаболизму пестицидов в растениях. Например, обработка брассинолидом увеличила экспрессию и активность многих генов, участвующих в разложении пестицидов, таких как P450 и GST. Эти гены «управляют» выработкой протеаз, которые постепенно превращают пестициды в водорастворимые или малотоксичные вещества, а некоторые из них напрямую выводятся из организма.

Под действием активного водорода насыщенная водородом вода преобразует обычные молекулы воды (крупные кластеры из 10-15 молекул) в малые кластеры из 5-8 молекул. Малые кластеры обладают повышенной проникающей способностью, глубоко проникая в мельчайшие поры сельскохозяйственных продуктов, достигая остатков пестицидов в глубине поверхности, куда обычная вода не может добраться. Более того, их низкое поверхностное натяжение позволяет им прочнее прикрепляться к молекулам остатков пестицидов. Благодаря процессу «обволакивания-растворения» низкомолекулярные продукты пестицидов, образующиеся на втором этапе разложения, а также частично разложившиеся, но детоксицированные промежуточные продукты пестицидов, отделяются от поверхности сельскохозяйственных продуктов и растворяются в насыщенной водородом воде, образуя систему «вода – продукт разложения остатков пестицидов».