蔬菜农药残留监测问题分析及对策探讨

作者: 张静 王生娥

摘 要:蔬菜农药残留问题日益突出,严重威胁着食品安全和消费者健康。本文通过分析当前蔬菜农药残留监测中存在的问题,如检测方法缺乏规范性、样品采集代表性不足、实验室质控体系不健全、数据分析模型有待优化等,提出制定标准化检测流程、优化样品采集方案设计、建立实验室质量管理体系、开发先进数据挖掘算法等解决对策,以期为完善蔬菜农药残留监测体系、保障蔬菜质量安全提供参考。

关键词:蔬菜;农药残留;监测;质量控制

Abstract: The problem of pesticide residues in vegetables is becoming increasingly prominent, which seriously threatens food safety and consumer health. This paper analyzes the problems existing in the current monitoring of vegetable pesticide residues, such as the lack of standardization of detection methods, insufficient representativeness of sample collection, imperfect laboratory quality control system, data analysis model to be optimized, etc., and proposes solutions such as formulating standardized testing process, optimizing sample collection scheme design, establishing laboratory quality management system, and developing advanced data mining algorithms,in order to provide reference for improving the monitoring system of vegetable pesticide residues and ensuring the quality and safety of vegetables.

Keywords: vegetables; pesticide residues; monitor; quality control

蔬菜是人们日常饮食中不可或缺的重要组成部分,其食用安全直接关系到人们的健康。然而,农药在蔬菜生产中的广泛使用导致农药残留问题日益突出,已成为制约蔬菜产业健康发展的重要因素[1]。但在蔬菜农药残留实际监测过程中,仍存在检测方法不规范、样品采集代表性不足、实验室质控体系不健全、数据分析模型有待优化等问题,极大地影响了监测数据的准确性和可靠性。本文将重点分析蔬菜农药残留监测存在的问题,并提出针对性的解决对策,以期为相关监管部门提供有益参考。

1 蔬菜农药残留分类

按照化学结构,农药可分为有机氯、有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯等不同种类。例如,有机磷农药甲胺磷、乐果等,通过抑制胆碱酯酶活性对害虫产生毒杀效果,但同时也易在蔬菜中残留;拟除虫菊酯类农药中的氯氰菊酯,具有击倒快、残效期长等特点,是蔬菜生产中使用频率较高的一类杀虫剂[2]。根据《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2021)等规范性文件,可将蔬菜农药残留限量值划分为≤0.01 mg·kg-1、0.01~0.10 mg·kg-1、0.1~1.0 mg·kg-1及>1 mg·kg-1等不同等级[3]。同时,由于不同蔬菜的生长周期、形态结构及农药吸附能力存在显著差异,农药在不同蔬菜中的最终残留水平也不同。例如,由于叶菜类蔬菜表面积大、可食部分外露,更易发生农药吸附富集现象,而根茎类蔬菜则多在地下生长,农药残留风险也相对较低。

2 蔬菜农药残留监测问题分析

2.1 检测方法缺乏规范性

蔬菜农药残留检测是一项复杂的系统工程,涉及样品前处理、仪器分析、数据解析等多个环节。然而由于缺乏统一规范,不同监测机构在检测方法上存在较大差异。以样品前处理为例,提取溶剂的选择、净化方式的优化等直接影响农药残留的回收率和检出限。目前常用的固相萃取、凝胶渗透色谱等前处理技术,在不同基质和农药类型中的适用性有所不同,但尚未形成明确的适用性指南[3]。另外,在色谱-质谱联用检测中,离子源类型、采集模式、质量数范围等参数的设置,对于农药残留的定性定量分析非常重要,但不同实验室间缺乏统一的优化原则和评价标准。此外,基质效应、同分异构体干扰等也是影响检测准确性的关键因素,但尚未建立系统的识别和校正方法。

2.2 样品采集代表性不足

蔬菜农药残留监测的样品采集环节直接关系到检测结果的代表性和可靠性,但目前仍存在诸多不足之处。①采样点位的选择缺乏科学依据,难以全面反映区域内蔬菜农药残留的真实水平。理想的采样布点应综合考虑种植面积、施药习惯、土壤类型等多重因素,但实际执行中往往流于形式化,忽视了不同微环境下农药残留分布的异质性。②采样时间和频次的设置也有待优化。蔬菜农药残留呈现明显的季节性和阶段性变化规律,在农药施用高峰期和蔬菜采收前后进行重点采样十分必要,但当前多数监测仅在局部时段内开展,时间跨度不足,难以准确评估农药残留的动态变化过程[4]。

2.3 实验室质控体系不健全

实验室质量控制是确保蔬菜农药残留检测数据准确可靠的关键环节,但目前相关体系建设仍不够健全。①实验室间缺乏统一的质控标准和规范。不同监测机构在仪器设备性能验证、方法学验证、人员能力考核等方面各自为政,导致质控水平参差不齐。例如,在液相色谱-串联质谱法测定莴苣中多菌灵残留时,基体匹配标准品的选择、基体效应的评估方法等关键控制点尚无明确要求,不同实验室操作差异较大,影响了检测结果的一致性。②实验室内部质量管理体系的落实也不到位。例如,在气相色谱-质谱法测定西红柿中百菌清残留的过程中,部分实验室未严格执行空白基质平行样品测定、基体加标回收率考察等内控措施,难以及时发现和纠正检测过程中的偏差[5]。

2.4 数据分析模型有待优化

众所周知,农药在蔬菜的吸收、降解、富集过程受到诸多因素的影响,如温湿度、光照强度、农药剂型和施用方式等,导致残留动态变化规律错综复杂。然而现有的数据分析模型对这些影响因素的定量刻画和权重分配考虑不足,难以准确揭示农药残留与环境、农事操作等变量间的内在联系。以温室西红柿为例,尽管通过多元逐步回归等方法初步建立了农药残留与温湿度因子的定量关系模型,但模型的外推适用性和长期稳定性有待进一步验证,难以对不同生长阶段的农药残留变化规律给出动态预测。同时,由于缺乏可解释性强的机理性模型,监测数据的风险预警功能尚未得到充分发挥。例如,针对设施蔬菜农药残留超标频发问题,若能深入分析农事操作、药剂使用等行为变量与农药残留水平的定量关联,并建立农药残留累积的动力学模型,则可基于监测数据及早识别农药残留超标风险,并追溯问题产生的根源。

3 蔬菜农药残留监测问题解决对策

3.1 制定标准化检测流程

为提升蔬菜农药残留检测的规范性和可比性,亟待制定统一的标准化检测流程。①建立农药残留检测方法的筛选与验证标准,针对不同类型农药,全面评估各种前处理技术和检测手段的适用性,优选出快速、灵敏、准确的检测方案。以有机磷农药为例,可选择以QuEChERS为代表的快速提取净化技术,结合超高效液相色谱-串联质谱进行灵敏测定,并通过方法学验证确保检出限、线性范围、精密度等符合农药残留检测的特殊要求。②编制统一的标准操作规程,对样品前处理、仪器参数设置、数据处理等关键环节提出明确要求,确保不同实验室、不同操作人员均能严格执行,保证检测过程的一致性。例如,可规定基质匹配标准品的添加水平、平行样品的制备数量等,并对基质效应、同分异构体干扰等特殊问题提出针对性的识别与校正措施,最大限度降低人为因素和基质因素的影响。③建立农药残留检测的质量控制技术规范,从仪器设备性能评估、检测人员能力考核、数据可溯源性核查等方面,对检测实验室的质量管理提出硬性要求。④定期开展能力验证和比对试验,及时发现各实验室在检测过程中存在的偏差,促进检测结果的持续改进。

3.2 优化样品采集方案设计

蔬菜农药残留监测的样品采集方案事关监测数据的代表性和可靠性,须在科学性与可操作性间找到平衡点。采样布点应充分考虑区域内蔬菜种植结构、地形地貌、土壤类型等因素的空间异质性,可引入统计学方法,通过半变异函数拟合与克里金插值等技术,合理确定采样点位的数量和空间分布,以较低的采样密度获取较高质量的农药残留分布信息。在采样时间与频次的设计中,应综合分析不同蔬菜的生长周期特点、农药使用习惯等,有针对性地确定采样时间窗口。例如,对于周期较短、农药使用频繁的叶菜类蔬菜,可重点布设茬口期、病虫害防治期和采收期的采样时点,而对于生长期较长的根茎类蔬菜,可相应降低采样频次,但需涵盖关键农时节点。同时,还应进一步细化样品采集的技术规范,明确每个采样点位的样本量、采样部位、采样工具等要素,确保样品具有充分的代表性。例如,对于直接食用部分与非直接食用部分农药残留差异较大的蔬菜品种,可分别采集后再根据一定比例混合,而对于植株较大、不同部位农药残留分布差异显著的蔬菜,则需按一定间隔采集多个样本并精细混合。

3.3 建立实验室质量管理体系

实验室质量管理体系是农药残留检测数据准确性和可靠性的坚实保障,需从硬件设施、人员能力、过程管理等多方面着手构建。在仪器设备方面,应定期开展性能核查与校准,对关键指标的符合性进行量化评估,建立完整的核查记录与评价机制。在人员管理方面,应制定检测人员的资质认证标准,定期开展理论培训和实操考核,并建立与检测结果质量挂钩的绩效评价体系。对于蔬菜农药残留检测的特殊要求,如基质效应评估、加标回收率测定等,可编制图文并茂的操作手册,开展情景式培训,确保检测人员熟练掌握。在质量控制方面,可借鉴国际标准,制定从样品制备到数据报告的全流程质控文件,规定各环节的控制要点、允许偏差和纠偏措施等。对于农药残留检测的特殊环节,如仪器精密度核查时添加内标物的种类和浓度水平、基质加标回收试验中农药添加水平的选择依据等,可形成明确的判据和流程,并严格考核执行情况。为确保质控措施落到实处,还应定期开展内部质控和能力验证,可在实验室间分发含已知农药种类和浓度水平的加标样品,对比各实验室的检测结果,及时发现并纠正偏差。

3.4 开发先进数据挖掘算法

蔬菜农药残留监测数据蕴含着丰富的农药残留变化规律和风险预警信息,应积极开发先进的数据挖掘算法,充分发掘数据的潜在价值。机器学习方法是数据挖掘的重要工具,可通过特征选择、模型训练等步骤,建立农药残留水平与影响因素的非线性关系模型。以温室蔬菜为例,可选取温度、湿度、光照强度等环境参数以及农药使用剂量、施药时间等农事操作参数作为输入变量,选择决策树、支持矢量机等算法构建预测模型,并通过交叉验证等方法优化模型性能,实现农药残留水平的动态预测。在此基础上可进一步引入时间序列分析、异常点检测等技术,实时监测农药残留变化趋势,及时识别并预警超标风险。例如,针对连续多批次监测数据,可采用ARIMA等时间序列模型刻画农药残留动态变化规律,通过残差分析等手段识别异常波动,追溯农事操作不当、农药使用失衡等深层次原因。同时,还可发挥数据融合与知识发现技术的优势,促进多源异构数据的关联分析。例如,将气象、土壤等环境数据与农药残留监测数据进行时空配准与语义映射,借助关联规则、因果推断等技术,探究不同区域、不同时期农药残留的分布差异及其内在驱动机制。将农药登记数据、农药包装废弃物溯源数据等纳入分析范畴,揭示农药使用行为与农药残留水平的量化关系,为科学指导农药使用提供决策依据。

4 结语

蔬菜农药残留监测是保障蔬菜质量安全的重要手段,但当前监测体系还存在诸多不足。本文深入剖析了监测过程中的关键问题,并从检测方法、采样设计、质量管理、数据分析等方面提出了针对性的优化对策。这些措施的有效实施,将显著提升蔬菜农药残留监测的科学性、规范性和有效性,为政府监管部门科学决策、农业生产者合理用药提供坚实的数据支撑。

参考文献

[1]王鹏,朱荣菊,岳鹏莹.西安市市售蔬菜中氨基甲酸酯类农药残留的统计学分析及对策研究[J].当代化工,2022,51(12):3021-3024.

[2]张瑜,周钦方,王丽芳,等.蔬菜农药残留快速检测假阳性关键因子及控制对策[J].农业工程,2023,13(5):80-86.

[3]王兰兰,黄茜,王会霞,等.2022年湖北省市售蔬菜农药残留分析及风险评估[J].现代预防医学,2023,50(18):3420-3424.

[4]崔娟.蔬菜和水果中农药残留检测的质量控制措施研究[J].现代食品,2023(2):109-111.

[5]孙钰洁,刁春友,闫晓阳,等.江苏省蔬菜中农药残留超标风险状况分析及对策建议[J].江苏农业科学,2022,50(17):205-210.

作者简介:张静(1986—),女,陕西吴起人,本科,农艺师。研究方向:农产品质量安全。

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