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苹果农药残留问题成为阻碍我国苹果产业国际化的主要障碍。目前,在苹果农药残留问题的研究中,样品主要来源于全果或苹果的一部分(如果肉、果皮),其研究结果具有平均性。苹果中残留农药主要存在于苹果表皮,因此,对苹果表皮残留农药做细致研究,必将对农药残留的研究及其去除方法的探索提供理论指导与设计依据。本研究以苹果表皮残留农药界面层分析为重点,运用X射线光电子能谱仪(XPS)这一最有效的表面组分分析技术,对施药(氧乐果或敌敌畏)及未施药苹果样品的表皮进行探测,通过对表皮中元素的组分分析及结构分析,得到表皮中残留农药的浸入及代谢情况,结果如下:(1)荧光显微照片显示,氩离子刻蚀能够对苹果表皮进行逐层剥离,剥离均匀,效果明显。(2)不同苹果个体及苹果不同部位的果皮中碳、氧、氮三元素的相对含量差别不大,碳的相对含量随深度的增加呈现先稳定后降低的趋势,其中O—C=O、C=O和C—O结构的碳元素的相对含量在氩刻第六次后有明显增加,该深度处是由表皮层向果皮层过渡的区域。(3)XPS分析氩离子刻蚀后的残留农药苹果表皮,与素果皮的XPS结果对比,确定残留氧乐果与果皮以及残留敌敌畏与果皮形成的界面层在苹果表皮的角质层区,分析果皮中农药随施用浓度不同的纵向变化规律呈现非线性递减趋势,随施药时间不同的变化规律亦呈非线性递减趋势。(4)XPS分析苹果果皮中残留氧乐果和残留敌敌畏的特征元素磷的代谢结构,结果显示,残留氧乐果果皮中的磷出现双峰结构,除氧乐果成分外,少量生成有毒产物O,O,S-三甲基磷酸酯;同等施药浓度条件下,氧乐果的残留大于敌敌畏。残留敌敌畏中磷仍以含P=O键的磷酰基化合物的形式存在。结果表明,氩离子刻蚀与XPS的联合使用,能够打破在以往的研究中对残留农药平均处理的局限性,实现对苹果表皮与残留农药形成的界面沿深度方向的断层分析,从更为微观的角度对苹果中残留农药的分布状况及结构变化做初步了解,为农药残留问题的研究提供基础数据,同时为探寻新的研究及去除残留农药的方法提供理论基础,XPS在苹果表皮的应用为物理技术手段在生物质中的应用拓展了空间。