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智慧农药监管丨从农田到餐桌,守护“舌尖上的安全”

已有 2636 次阅读 2018-8-13 16:36 |个人分类:科学书摘|系统分类:科研笔记| 庞国芳, 科学出版社, 农残监测, 智慧农药监管

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食品中农药及化学污染物残留问题是引发食品安全事件的重要因素,是世界各国及国际组织共同关注的食品安全重大问题之一。目前,世界上常用的农药种类超过1000种,而且不断地有新的农药被研发和应用,农药残留在对人类身体健康和生存环境造成新的潜在危害的同时,也给农药残留检测技术提出了越来越高的要求和新的挑战。作者团队以高分辨质谱技术为基础,研究建立了一系列适用于蔬菜水果等农产品中1200种农药化学污染物的非靶向高分辨质谱侦测技术,并将这些技术应用于全国31个省会及直辖市两万多例市售农产品的农药残留检测,获得了海量农药残留检测结果。

 

这些农药残留结果往往与样品、地域、时间等信息交织在一起,如何实时、直观地了解复杂大量的农药残留分析结果,并从中找出分布规律,最终进行预测和预警,是农药残留领域的另一重要挑战。为了分析和认知多维复杂数据集合中的分布规律和本质特征,以及准确直观地评估农产品农药残留状况,作者团队创新性地采用数据科学理论和基于互联网的地理信息系统(WebGIS)技术,建立了农药残留可视化系统,首次实现了我国全国范围内的农药残留监控,并以形象直观的专题地图,多视角、多形式、多层次地呈现我国农药残留现状。




《食用农产品农药残留监测与风险评估溯源技术研究》整理和收集了作者团队近五年来联合利用高分辨质谱技术、数据科学理论以及WebGIS 技术开展农产品农药残留监控与评价的创新理论研究成果和部分应用研究成果。这主要包括以下几部分内容:

 

一、创建农药高分辨质谱数据库,建立高通量非靶向农药残留侦测技术。


采用包括气相色谱-四极杆飞行时间质谱(GC-Q-TOF/MS)、液相色谱-四极杆飞行时间质谱(LC-Q-TOF/MS)及液相色谱-四极杆静电轨道阱质谱(LC-Q-Orbitrap/MS)在内的主流高分辨质谱技术,创建了1200多种世界常用农药化学污染物的一级精确质量数据库和二级碎片离子谱图库,建立了适用于18类150多种水果蔬菜的一次样品制备技术、同时测定的高通量非靶向农药残留侦测技术,具有高速度、高通量、高精度、高可靠性、高灵敏度等显著优势。

 

二、HID 三元技术创新融合,打造农药残留侦测技术平台。


将用于农产品中农药残留高通量侦测的高分辨率质谱(High-resolution Mass Spectrometry)技术,用于存储、处理与展示大数据的互联网(Internet)技术和用于统计分析处理与数据挖掘计算的数据科学(Data Science)技术创新融合,形成HID三元技术。在构建了多国(或地区)最大农药残留限量(Maximum Residue Limit,MRL)标准数据库、多国(或地区)农产品分类信息数据库、农药信息数据库、中国行政区划地理信息数据库等四大基础数据库的基础上,打造出适用于全国范围的大量农产品中农药残留侦测技术数据采集和智能分析平台,为食品中农药化学污染物的综合评定提供科学、快捷、有效的综合信息管理平台。

 

三、结合WebGIS 技术,构建我国农药残留可视化系统。


首次将高分辨质谱技术与网络地理信息系统(WebGIS)结合,研究构建了包括在线制图系统和纸质地图在内的我国农药残留可视化系统。该系统利用WebGIS 技术,将高分辨质谱非靶向侦测技术所采集到的全国范围内的海量农药残留检测结果,创新性地以专题地图的形式,用形象直观的地图、统计图表及报表等方式,多形式、多视角、多层次地呈现我国农药残留现状,为我国农药残留监控和“智慧农药监管”提供重要技术支持。

 

此外,为了真实反映我国百姓餐桌上水果蔬菜中农药残留污染状况以及残留农药的相关风险,在2012~2015年间,作者团队采用高分辨质谱侦测技术对全国42个城市(27个省会城市、4个直辖市及11个水果蔬菜主产区城市)的市售水果蔬菜农药残留的“家底”进行了全方位普查,形成了2012~2015年全国范围内市售水果蔬菜农药残留侦测报告。在这基础上,通过食品安全指数模型和风险系数模型,对受检农药分别开展暴露风险评估和预警风险评估,形成了2012~2015年全国范围内市售水果蔬菜农药残留膳食暴露风险与预警风险评估报告。这些报告为我国的水果蔬菜监管找到了方向,也为指导消费者安全膳食、为政府相关部门对农药残留风险的管理提供了理论依据。




本文摘编自庞国芳等著《食用农产品农药残留监测与风险评估溯源技术研究》前言部分,内容略有删减。




《食用农产品农药残留监测与风险评估溯源技术研究》

作者:庞国芳 等

责任编辑:杨震,刘冉

北京:科学出版社,2018.1

ISBN:978-7-03-056400-9


《食用农产品农药残留监测与风险评估溯源技术研究》共5章。第1章介绍了1000多种农药LC-Q-TOF/MS、GC-QTOF/MS、IDA-LC-Q-TOF/MS、LC-Q-Orbitrap/MS 高分辨质谱数据库的创建与高通量非靶向农药多残留筛查方法的建立,实现了农药多残留非靶向侦测的电子化;第2章介绍了高分辨质谱-互联网-数据科学三元技术创新融合,创建了农药残留数据采集与智能分析平台,实现了海量侦测数据报告生成的自动化;第3章介绍了高分辨质谱-互联网-地理信息系统三元技术创新融合,研发了我国农药残留可视化在线制图系统,编制了中国市售水果蔬菜农药残留水平地图集,实现了农药残留风险溯源的视频化;第4章和第5章介绍了2012~2015年采用高分辨质谱技术对全国42个城市(27个省会城市、4个直辖市及11个果蔬主产区城市)2万多例市售果蔬样品进行侦测,形成了全国市售果蔬农药残留侦测报告;在此基础上,通过食品安全指数模型和风险系数模型,对受检农药开展了暴露风险评估和预警风险评估,形成了全国范围内市售果蔬农药残留膳食暴露风险与预警风险评估报告。


本书融合了高分辨质谱技术、数据科学理论以及WebGIS 技术在农产品农药残留监控与评价的创新理论和创新应用研究成果,具有很高的学术价值和实用价值。可供从事食品生产、安全管理、质量监测、农业环境保护、科研、教育等技术研究与应用的各类专业技术人员参考。

(本期编辑:小文)



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