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农产品农药残留检测技术及应用探究

2023-07-06李剑

新农民 2023年16期
关键词:农药残留检测技术农产品

李剑

摘要:在我国,农作物的生产过程中,农药的使用始终避无可避。为确保农作物的生长不受病虫害的干扰,农药是必备的药剂。但是,农药的喷洒不仅会污染环境和土壤,还会残留在农作物的表面。为保证人们吃到无污染的农作物,需要应用到农业检测技术。本文简要分析农产品农药残留的危害,重点阐述农产品农药残留检测技术,并深度探究其具体应用。

关键词:农产品;农药残留;检测技术

为确保农产品的质量符合国家标准,在农产品的生长过程中,会用到大量的农药。截至目前,我国国民逐渐认识到滥用农药,不仅会污染环境,还会对人体造成不同程度的危害。现阶段,关于农产品农药残留的检测技术层出不穷,随着我国的科学技术不断优化,农产品表面的农药检测手段越来越多,检测技术的灵敏程度也在不断增加。

1 农产品农药残留的危害

在农产品生长的整个周期内,我国的广大农民都会向作物喷洒一定量的农药。农药的使用,不仅会杀除农田中的杂草,还有利于病害的祛除。一旦农药的喷洒量过量,势必会出现农药残留的情况。这不仅会降低农产品的生产质量,还会导致农产品无法正常生长。如果农作物表面的农药过量,不仅会严重影响人们的身体状况,更有甚者可能会威胁到人们的生命。根据试验数据显示,现阶段,世界各国的农药使用量每年均超过五百吨,但是大批量的农药大多都会挥发到环境中,不仅会污染土壤,还会对水质造成一定程度的影响,真實作用在农作物上的药效还不足1%,其中我国环境中的农药污染最为严重。以上种种足以见得,不加节制地向农产品施加农药,不仅会导致空气中的氧气含量下降,还会对自然环境造成一定程度的威胁。假如环境中的农药污染到达一定程度,势必会导致农作物的大面积减产,造成人与自然的和谐稳定被破坏,更不利于帮助农户实现增产增收的目标。

2 农产品农药残留检测技术

2.1 凝胶渗透色谱

20世纪70年代,西方的化学专家就研究出了凝胶渗透色谱这项农药检测技术,该技术的应用机理在于,利用物质内的体积排阻法检测农药残留。该技术隶属物理检测,在实际的分子拆分中,由于分子具有一定的过筛性,利用质壁分离技术,实现对不同质量的分子开展拆分,与此同时,分离不同体积、不同性质的高分子物质,该技术不属于化学类别的技术,可以有效分解出物体中的色素、脂肪等大分子物质,并对小分子物质开展质壁分离。在实际的操作中,通常会使用到大量的有机物质,但是施加的容量相对较小,得出的数据差值也会较小。凝胶渗透色谱技术不仅实际的操作方便,检测结果的准确程度也较高,可以有效地剔除农作物表面的农药残留。所以,在实际的应用中,假如试验品的分子相对较大,可以应用农药检测技术实现净化和质壁分离。在现实生活中,SX-3凝胶色谱柱是最直接有效的方法之一。相应的数据表明,在对有机蔬菜等农作物的农药残留检测过程中,该技术可以有效检测出多种氨基酸类有机农药的残留。在一定程度上,农作物表面的农药残留达到0.02mg/kg,回收率大约在13%,数据的误差值大约在13%。这种方法不仅简单有效,还能有效降解农药残留。

2.2 活体检测

现阶段,关于活体生物检测方法大约有以下方式:部分微生物的表面存在一定浓度的荧光物质,氧气充足的环境中,在荧光酶等活性物质的加持下,会产生一定程度的光。但是如果在操作过程中,一旦碰触到含有毒性的化合物,光亮便会有所降低,光变暗的范围和毒性的强度存在一定的必然联系,也就间接证明生物检测可以有效检测出农作物表面的毒性物质浓度。人体或其他生物一旦误食了一定量的农药,随着时间的推移,就会产生一定的不良反应。为有效检测出物质表面的农药剂量,工作人员需要认真观察人体或其他生物的实际状况,并记录相应的数据,以此辨别该活体接触到的农药剂量。

2.3 生物传感器

在实际的农药检测过程中,生物传感器检测也是一种有效的方法。但是目前,市面上的生物传感器种类繁多,用途也更多样。传统意义上讲,生物传感器操作简单,可以更加直接有效地检测出农作物表面的农药残留,特别是能准确检测到磷等有机物质的浓度。因为生物的裂变速度每时每刻都在发生变化,因此,为保证农药残留检测技术的有效性,相应的生物传感器也需要不断更新和改进,为其能够在农作物农药检测中表现出其该有的能力。根据以上几点就可以体现出,农作物的农药检测技术种类多样,为了更加快速地检测出残留农药的剂量,可以根据实际情况选择合适的方法,以便更加高效地完成相应的检测工作。

2.4 胶体金技术

在实际的检测过程中,专业的工作人员可以应用胶体金试纸,检验出农产品表面的农药残留数据。在日常的工作中,工作人员需要让待检测的目标样品和试验试纸充分反映,仔细观察跟踪农药物质在检测中的变化,直观有效地分析出相应的数据,通常情况下,试验胶体金试纸可以在短暂的时间内得出试验所需的数据。

2.5 免疫分析

免疫分析检测法的主要是指,抗体具有一定程度的抗异性,利用这种特点检测出农产品农药残留的准确含量,免疫分析技术主要分为:化学发光免疫检测、活性酶免疫检测、放射物质免疫检测等。其中,在测试农作物表面的农药残留过程中,可以应用免疫芯片直接观看检测数据的增长变化,待检测的物质大多为发光物质,通过实验数据的变化,可以有效掌握有关的免疫反应,根据数据的变化了解农药的遗留程度。这种检测方法称之为荧光免疫,该技术具有反应所需时间短、受到影响范围相对较小的特点;放射免疫检测技术指的是,在实际的农药残留检测过程中,利用同位素的放射原理,将没有检测过的农产品开展一定程度的排异反应,根据放射物质的强弱检测出待检物质的农药残留量。但是由于放射免疫检测技术的安全性普遍过低,试验的操作步骤也相对复杂,因此放射免疫检测技术并没有得到广泛应用;利用酶免疫检测技术,应用相应的反应物质检测出农作物表面的农药残留,这种方法的安全系数相对较高,更具有一定程度的稳定性;化学发光免疫检测技术,通过物质表面的发光程度检测农药的残留程度,且具有时效性高的优点,易于了解农药的残留状况。

2.6 核磁共振法

现阶段,利用核磁共振检测法,重点分析待检测物质的组成,并研究其成分。利用光子技术,对比红外线、紫外线的光谱和波动,工作人员可以从微观的视角掌握检测物质吸光后出现的跳跃反应。与此同时,在农产品农药残留的检测过程中,利用核磁共振法可以更加直接有效地体现出农药的残留情况,这种方法可以大量应用在农药浓度的检测中,检测速度快,时效性高。

2.7 酶抑制检测

农药中含有大量的有机磷、氨基酸等活性物质,检测人员可以应用酶抑制检测法,更加直观地检测出农产品农药的残留程度。利用乙酰胆碱等化学物质,对果蔬类的农产品,应用目标样液提取法检测,这种检测技术可以有效检验出果蔬表面的农药残留浓度。假如样品表面的农药浓度相对较高,乙酰胆碱检测酶的活性就会随之下降。如果农药的残留量较弱,则不会受到干扰。所以,针对农产品表面的农药残留与活性物质的活性之间存在正向关系。

2.8 气相色谱法

现阶段,为从根本上提升农产品农药残留检测的质量,可以应用最直接的方式降低农药对人体和其他生物的影响,世卫组织和粮食组织针对农药的检测技术和相应技术的准确性制定了更高规格的指标。应用高质量的农作物农药检测技术,不仅可以精准地检测出农药的品类,更能快速完成农药的检测工作。在现阶段的农产品农药检测过程中,色相色谱检测是最常见的检测技术,通常可以应用SIM模式开展检测,以提升检测的时效性和准确程度,可以通过分子之间的有效排列,对目标物质进行确定。截至目前,世界卫生组织针对检测试剂提出了更高的需求,明确要求检测物质和规定物质的保存期误差不得低于5s,不同的两种物质之间至少要保留三种有机分子,且目标物质的最大范围不得超过20%。气相色谱检测技术的优点在于,应用该技术前,对试验样品的标准相对较低,部分样品在检测前也无须过分处理,更不会对试验物质造成任何影响,可以在常温自然情况下,直接开展相应的工作,农药检测可以在15min内完成,可检测的农药残留含量最小可以为10μg/g,气相色谱检测技术可以应用在果蔬等有机物的农药检测工作。但是在实际的检测过程中,想要完成实验目标,工作人员起初需要了解最常见农药的分类和数据信息,根据相应数据完成建模作业。假如想要更加快速直接地完成以上操作,可以对目标区域的待检物质开展针对性的检测,但是在开展检测工作时,需要应用大量的仪器,例如专业的APP和移动终端设备。与此同时,工作人员需要完全掌握检测所需工具的操作步骤和使用方法,但是仪器设备的采购成本相对高昂,试验所用的照射设备和相应的光源也会对试验结果产生直接的影响。

2.9 液相色谱法

与气相色谱检测法相比,液相色谱检测技术在实际的操作过程中,主要针对挥发性相对较差的惰性有机物质。造成这种情况的根本原因在于,这种检测方法不会对试验本身产生实质性的干扰,可以直接有效地检测出农产品表面的农药残留程度,例如:熔点、热塑性等,比如在对果蔬等有机物开展灭菌作业时,可以应用液相色谱检测技术,最低检测线为0.3μg /L。

3 农药残留检测技术的应用

3.1 BS技术

在实际的检测中,利用物质的特性,将检测到的敏感层转变成相应的活性物,BS技术的检测原则在于,检测所需的实验样本和农作物表面的活性物之间发生的一系列反应。利用BS技术开展检测时,物质表面的颜色、热量等会发生一定程度上的明显改变,相应的变化可能会转变成生物转换器的信号。实验信号发出后,工作人员可以利用特定的仪器进行缩放,扩大这些信号可以有效完成农产品农药残留的重要试验数据。在利用酶传感器开展检测时,由于农药具有一定程度的指向性,根据农药的特殊性完成检测。但是在实际的操作过程中,值得关注的是种类不同的传感装置能够接收到的信号存在一定程度的差异性,需要根据信号的波长对其进行区分,进而划分成不同的种类。截至目前,应用乙酰胆碱的活性物质,可以最大程度地完成农产品的农药检测。

3.2 SFC技术

SCF技术又可以称之为超临界流体色谱技术,在实际的应用过程中,超临界流体即为具有流动性的物质,该技术实现了CG生物技术和HPLC技术的有机融合,有效规避了二者存在的不足之处。富含一定程度的溶解性,规避流体的挥发和不稳定性。此外,超临界流体还富含其他的性质,流体的特点与实际生活中常见的流体物质存在很大不同。应用SFC技术时,光学色谱实现了一定程度的更新,这种技术还可以与其他技术通力合作。SCF技术不但可以与红外线检测技术、质谱仪检测技术完美配合,还能与GC、HPLC技术合作,有效提升了SFC技术的实用性。SCF具有可以准确检测出农药的残留程度,且不需要做任何的处置,在技术层面拥有一定程度的先驱性,在未来的农药残留检测技术中也能占有一席之地。

3.3 仪器速测

应用仪器速测法时,工作人员可以通过利用先进的检测器械完成对农产品表面的农药残留的检测工作,速度也相对较快。具体的操作步骤如下:利用仪器对待检农作物开展称重作业,并在称重完成后,将其投掷到检测容器内,添加对应的化学药剂,利用超声波对待检物质开展提取工作,五分钟之内将待检试剂进行提取。值得关注的是,必须要在容器内添加一定的药剂,并保证试剂与待检物充分接触。以上操作的优点主要体现在,具备一定的灵敏度,也更加准确,检测效率也更加快速。常常被一线的检测人员所运用,并且不需要对其开展重复试验,随时随地就能获取数据。

3.4 测卡

检测人员将少量的乙酰胆碱与乙酸乙酯充分混合后,将反应后的物质放置在滤纸表面,制作出用于对照的卡片,利用速测卡开展农药残留检测的方法称作速测卡法。乙酰胆碱可以与靛酚乙酸酮完成水解反应,乙酸乙酯可以与含磷的有机物发生抑制反应,在试验的过程中会出现一系列的颜色变化,检测人员可以根据颜色初步判断待检测物质中有机磷等物质是否残留在其表面。速测卡可以在市场上买到,容量通常为20片/袋,并配备专业的溶液。速测卡检测法具有步骤简便,反应时间短,无须其他的实验装置等优点,检测人员也无须培训,更不需要精密的试验仪器和设备,单单是评价卡片上的色彩变化,就可以评判出农作物表面是否含有农药。很多西方国家还专门为农作物制作出具有针对性的速测卡片。但是实际的检测过程中,对温度的要求极高,为了促进检测结果更加直接明了,很多工厂都生产出了与之对应的速测装置,操作更加方便。

3.5 比色法

检测人员利用一定浓度的酸性物质,并对其进行一定量的光照反应,利用回溯原理检测农作物的农药残留,这种检测方法称作比色法。这种方法无须准备专业的仪器,工作人员只需经过简单的岗前培训即可开展工作,实验结果可以自動得出,能够被广泛地应用,还能实现信息共享,优点明显。可以在第一时间,得出实验数据和信息。

4 结论

现阶段,农作物的农药检测技术和方法越来越多种多样,但是与西方国家相比,国内的技术还存在很多不足。随着我国的农作物生产种类逐渐增多,规模在逐渐扩大,农药的喷洒计量也在不断加量。伴随着应用的农药种类越来越多,为了能更高效地检测出农药残留,所应用的农药检测技术也需要不断更新。

参考文献

[1] 艾好.农产品农药残留检测技术分析[J].南方农业,2020(30):13-15.

[2] 巫丹,郑剑.农产品农药残留检测技术及应用探究[J].食品安全导刊,2020(33):45-48.

[3] 王鹏.食用农产品农药残留检测技术应用及优化措施[J].山西农经,2020(16):67-69.

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