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世界各國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期致力于食品中農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)的研究,這為保障消費(fèi)者舌尖上的安全提供了重要的技術(shù)支撐。但是,這種方式是在農(nóng)藥殘留造成危害的時(shí)候去解決問題,相對(duì)較為被動(dòng)。農(nóng)藥殘留結(jié)果往往與樣品、地域、時(shí)間等信息交織在一起,如何實(shí)時(shí)、直觀地了解復(fù)雜的農(nóng)藥殘留分析結(jié)果,并從中找出分布規(guī)律,最終進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警是農(nóng)藥殘留領(lǐng)域的另一重要研究?jī)?nèi)容,從而使農(nóng)藥殘留研究變被動(dòng)為主動(dòng)。
借助地理信息系統(tǒng)(GIS)方法,開展農(nóng)藥殘留的研究已有較為成熟的應(yīng)用。例如,Brody?等應(yīng)用?GIS?和歷史記錄信息重現(xiàn)了大規(guī)模農(nóng)藥應(yīng)用的殘留暴露情況。Wan應(yīng)用?GIS?方法在較大范圍內(nèi)研究了特定農(nóng)藥成分的人口暴露信息。Akbar?等基于?GIS?對(duì)從土壤到地下水中可能存在的農(nóng)藥進(jìn)行了空間模擬。Pistocchi?等以擬除蟲菊酯農(nóng)藥為例,建立了基于?GIS?模型對(duì)土壤和水中潛在污染物進(jìn)行分析的方法。Aguilar?等應(yīng)用?LC-MS/MS?測(cè)定了地表水樣品中的?50?種農(nóng)藥,并結(jié)合?GIS?和綜合統(tǒng)計(jì)分析建立了西班牙橋卡河流域中農(nóng)業(yè)化學(xué)品的確證方法。
隨著互聯(lián)網(wǎng)(Web)技術(shù)的發(fā)展,Web?與?GIS?技術(shù)相融合而產(chǎn)生了?Web-GIS?技術(shù),用戶通過瀏覽器便可以從?Web-GIS?服務(wù)器上獲取地理數(shù)據(jù)和地理處理服務(wù),這使得相對(duì)較為專業(yè)的?GIS?走向了大眾化。
Web-GIS?技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)⒕哂歇?dú)特視覺效果和地理分析功能的網(wǎng)絡(luò)化地圖與具體學(xué)科領(lǐng)域的系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)操作便捷地集成在一起,從而使得?GIS?技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛??蒲泄ぷ髡咭呀?jīng)將?Web-GIS?技術(shù)應(yīng)用于對(duì)作物病蟲害的監(jiān)測(cè)與防控,以及重金屬污染決策支持系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用等。但是,有關(guān)農(nóng)藥殘留高分辨質(zhì)譜篩查技術(shù)與?Web-GIS?技術(shù)結(jié)合,構(gòu)建農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控可視化系統(tǒng)的相關(guān)研究未見報(bào)道。
本研究基于高分辨質(zhì)譜篩查技術(shù)偵測(cè)我國(guó)?31?個(gè)省會(huì)城市及直轄市所售水果和蔬菜樣品中農(nóng)藥殘留結(jié)果,首次結(jié)合?Web-GIS?技術(shù),并應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法,創(chuàng)新性地以專題地圖的形式,綜合使用形象直觀的地圖、統(tǒng)計(jì)圖表、報(bào)表等表達(dá)方式,多形式、多視角、多層次地呈現(xiàn)我國(guó)農(nóng)藥殘留現(xiàn)狀。
目前我國(guó)關(guān)于農(nóng)藥殘留專題地圖及其制圖方法與規(guī)范鮮有報(bào)道。在本研究中還開發(fā)了《中國(guó)?31?省會(huì)/直轄市市售水果蔬菜農(nóng)藥殘留水平地圖集》,系統(tǒng)呈現(xiàn)了農(nóng)藥殘留的空間分布、農(nóng)藥種類、農(nóng)產(chǎn)品類型、殘留量、毒性、超標(biāo)情況等多種維度的信息,具有單幅圖多任務(wù)的特點(diǎn)。
在線制圖系統(tǒng)與紙質(zhì)地圖相互補(bǔ)充,以不同的方式反映農(nóng)藥殘留監(jiān)控結(jié)果,共同組成了我國(guó)農(nóng)藥殘留風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控可視化系統(tǒng)。隨著該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,我國(guó)水果和蔬菜中農(nóng)藥殘留監(jiān)控將會(huì)實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面,由面到體,全方位、多維度的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控,為我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控提供支撐,為我國(guó)農(nóng)藥使用監(jiān)管和政府決策提供科學(xué)數(shù)據(jù)。
基于高分辨質(zhì)譜的農(nóng)藥殘留大數(shù)據(jù)來(lái)源
研究農(nóng)藥殘留大數(shù)據(jù)來(lái)源的統(tǒng)一檢測(cè)技術(shù)
利用高分辨質(zhì)譜建立了1?200?多種世界常用農(nóng)藥化學(xué)污染物一級(jí)精確質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)和二級(jí)碎片離子譜圖庫(kù),為研發(fā)非靶向偵測(cè)技術(shù)奠定了理論和方法基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上為?1?200?多種農(nóng)藥建立了自身獨(dú)有的電子身份證(電子識(shí)別標(biāo)準(zhǔn))。研究了一次樣品制備技術(shù),同時(shí)適用于?GC-Q-TOF/MS(下文簡(jiǎn)稱“GC”)和?LC-Q-TOF/MS(下文簡(jiǎn)稱“LC”)兩種技術(shù)同時(shí)偵測(cè)?1?200?多種農(nóng)藥化學(xué)污染物的高通量檢測(cè)方法。實(shí)現(xiàn)了高速度(0.5 h)、高通量(700/500?種以上)、高精度(0.0001 m/z)、高可靠性(10?個(gè)以上確證點(diǎn))、高度信息化和自動(dòng)化,其方法效能是傳統(tǒng)方法不可比擬的。該方法適用于?18?類?150?多種水果蔬菜,涵蓋中國(guó)水果蔬菜名錄中?85%?以上的品種,具有很強(qiáng)的殘留農(nóng)藥偵測(cè)能力。方法靈敏度可以滿足?70%?以上的農(nóng)藥,檢測(cè)精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)10?μg/kg?的技術(shù)要求。
果蔬農(nóng)藥篩查結(jié)果已建成農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)庫(kù)
基于農(nóng)藥精確質(zhì)量數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),采用?LC?和?GC?技術(shù)對(duì)水果蔬菜中農(nóng)藥殘留完成非靶向高通量檢測(cè),可獲得相關(guān)農(nóng)藥殘留原始數(shù)據(jù)。2012—2015?年在全國(guó)?31?省會(huì)/直轄市?284?縣區(qū)的?638?個(gè)采樣點(diǎn),采用?LC?檢測(cè)了?12?551?例樣品,檢出農(nóng)藥化學(xué)污染物?174?種,檢出?25?486?頻次;采用?GC?檢測(cè)了?9?727?例樣品,檢出農(nóng)藥化學(xué)污染物?329?種,檢出?20?412?頻次,以此為基礎(chǔ),建成了農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)庫(kù)。