農藥殘留檢測方法及其對環境的影響

摘 要：本文系統地梳理農藥殘留檢測方法，包括色譜法、光譜法、免疫分析法以及新興的納米材料和生物傳感器技術，同時簡要分析農藥殘留對環境的影響，并提出相應的防控建議，以期在保障農業生產安全和人類健康的同時，減輕對生態環境的負面影響。

關鍵詞：農藥殘留；檢測方法；環境影響

Methods for Detection of Pesticide Residues and Their Impact on the Environment

Abstract： This paper systematically sorted out the detection methods of pesticide residues， including chromatography， spectroscopy， immunoassay and emerging nanomaterials and biosensor technologies， briefly analyzed the impact of pesticide residues on the environment， and put forward corresponding prevention and control suggestions， so as to reduce the negative impact on the ecological environment while" ensuring the safety of agricultural production and human health.

Keywords： pesticide residues; detection methods; environmental impact

隨著全球人口的增長和人們對食品安全關注度的提升，農藥殘留問題日益成為公眾關注的焦點。農藥在農業生產中對于防治農作物病蟲害、提升農作物產量起到了重要作用。然而，不合理使用農藥導致的農藥殘留問題嚴重威脅消費者健康，而且農藥在環境中的生物累積、生物放大和遷移轉化過程會對生態系統造成破壞。農藥的穩定性和生物蓄積性使其在土壤、水體中長期存在，影響非目標生物，甚至通過食物鏈的傳遞產生生物放大效應，破壞生態平衡。因此，研究農藥殘留檢測方法及其對環境的影響，對于推動綠色農業發展和保障食品安全具有深遠意義。

1 農藥殘留檢測方法

1.1 樣品采集與前處理

樣品采集與前處理是農藥殘留分析的第一步，也是整個分析過程中至關重要的環節。準確、可靠地采集樣品，結合有效的前處理方法，能夠確保后續分析的精度和可靠性。樣品采集通常需要考慮以下幾點：①選擇代表性的采樣部位，如蔬菜的根、莖、葉、果實，水果的皮和果肉，以反映農藥在作物各部位的真實分布情況；②采樣時間點的選擇十分關鍵，通常在農藥施用后的一段時間內進行，以捕捉農藥殘留的峰值；③采樣數量應足夠，以減少偶然性誤差，特別是對于農藥殘留差異較大的地區或季節；④應妥善保存樣品，避免光照、溫度變化和微生物分解等因素導致農藥降解或變化[1]。

在樣品前處理方面，近年來微波輔助提取（Microwave-Assisted Extraction，MAE）和超聲波輔助提取（Ultrasound-Assisted Extraction，UAE）等技術得到了廣泛應用。這些技術利用微波或超聲波的熱效應和機械效應，加速樣品中農藥的溶解，縮短了提取時間，同時保持了較高的提取效率。然而，這些技術可能會對某些農藥造成破壞，因此需要針對農藥特性合理選擇提取方法[2]。

1.2 農藥殘留檢測技術

農藥殘留檢測技術在農藥殘留分析中發揮著重要作用，其發展和應用直接影響農藥殘留的準確識別和量化。長期以來，傳統的檢測方法如氣相色譜（Gas Chromatography，GC）、高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）和紫外可見光譜（Ultraviolet-Visible Spectroscopy，UV-Vis）在農藥殘留檢測中占據主導地位。然而，這些技術在面對復雜基質和痕量農藥時，存在分離效率低、檢測限高、耗時較長等問題[3]。

色譜法，尤其是氣相色譜-質譜聯用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）和液相色譜-質譜聯用（Liquid chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS），因其極高的靈敏度和選擇性，已經成為農藥殘留檢測的主流技術。這些技術能有效分離并鑒定目標農藥，甚至能檢測到痕量水平的農藥殘留，從而確保食品安全。

光譜法，如傅里葉變換紅外光譜（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）、拉曼光譜和核磁共振光譜（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，NMR）等，通過分析農藥分子的振動模式或核磁共振信號，實現農藥的定性與定量分析。這些方法操作簡便，無須進行復雜的樣品處理，但對儀器的要求較高，且在復雜基質中的應用受到限制。然而，隨著新技術如表面增強拉曼光譜（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）的發展，光譜法在農藥殘留檢測中的應用潛力正逐步被挖掘，特別是在現場快速檢測方面[4]。

免疫分析法，特別是酶聯免疫吸附測定（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA），利用抗體與特定農藥成分特異性結合的原理，實現了農藥殘留的定量檢測。這種方法操作簡便、快速，適合大規模篩查，但其敏感性和特異性可能受抗體質量影響，對復雜基質的處理也有一定要求。

新興的納米材料和生物傳感器技術，如納米生物傳感器、納米復合材料和生物分子印記技術，逐漸代替了傳統檢測方法。這些技術利用納米材料的高比表面積、優異的電子傳輸性能以及生物分子的特異性識別能力，實現了農藥殘留的高靈敏、高選擇性檢測。例如，石墨烯、量子點和金納米粒子等納米材料的使用，顯著提高了檢測能力和檢測速度。而生物分子印記技術則通過模仿生物分子與目標分子的特異性識別，實現了對特定農藥的高效捕獲和檢測。

2 農藥殘留對環境的影響及防控措施

2.1 農藥殘留對環境的影響

2.1.1 對土壤環境的影響

農藥殘留會改變土壤的化學性質，如pH值和電導率，進而影響土壤中微生物的活性。例如，長期使用有機氯和有機磷農藥可能導致土壤酸化或堿化，破壞土壤微生物平衡，減少土壤中的有益微生物數量，影響土壤有機質的分解和養分的循環[5]。

農藥殘留會改變土壤的物理結構，影響其保水保肥能力。高濃度的農藥會破壞土壤團聚體的穩定性，導致土壤結構變得松散，影響土壤的保水、保肥能力。高濃度的農藥會被土壤膠體顆粒吸附，導致土顆粒間孔隙減小。土壤顆粒間孔隙的減小會影響土壤的透水性和通氣性，使得土壤中的水分和空氣難以自由流動，進而影響土壤微生物生存和作物生長。

農藥殘留會干擾土壤中氮、磷、鉀等營養元素的循環。農藥在土壤中分解的過程中可能會產生有毒副產品，如農藥代謝物和降解產物，這些物質可能抑制土壤中氮、磷、鉀的生物有效性，影響植物對這些營養元素的吸收利用，甚至可能導致土壤中某些元素過度積累，對作物產生毒害作用[6]。

2.1.2 對水體環境的影響

農藥殘留通過農田徑流、灌溉、直接排放等方式進入水體，對水體環境造成極大的負面影響。具體來看，農藥及其代謝物在水體中可能形成持久性污染物，降低水體的自凈能力。例如，某些有機氯農藥的穩定性極高，能夠在水體中長期存在，并通過水-氣界面的交換進入大氣，形成全球性的環境污染物。農藥殘留還會導致水體富營養化，破壞水體的生態平衡。此外，農藥在水體中受到水質、溫度、光照和微生物活性等多種因素的影響。例如，一些農藥在光照條件下會發生光化學反應，導致農藥分子的結構發生變化，從而加速其降解；有些農藥在光照條件下可能會產生更加有毒的降解產物，如某些有機磷農藥在水體中經光化學降解后會產生毒性更強的戴奧辛類，對水生生物和人類健康構成更大威脅。

2.2 防控措施

農藥殘留對環境的影響是多方面的，如果不采取一定的措施加以控制，必然會影響土地、水體的質量，甚至影響整個生態系統。為了減輕農藥殘留對環境的影響，建議在教育普及、源頭控制、土壤修復等方面采取措施。

2.2.1 教育普及

在農村地區推廣農藥使用的正確知識和技術，對于提升農業生產效率、保障農產品安全以及保護生態環境都具有重要意義。例如，定期舉辦面對面的培訓課程，邀請農業專家講解農藥的正確使用方法、劑量控制、安全防護措施及農藥殘留的危害；設計簡潔明了、圖文并茂的宣傳手冊，內容包括農藥選擇原則、使用時機等，確保農戶易于理解和操作；利用微信群、微信公眾號、短視頻平臺等線上渠道，發布農藥使用知識短視頻、圖文教程、互動問答，提高信息傳播的效率和覆蓋面。

2.2.2 源頭控制

制定嚴格的農藥使用和管理措施，如國家和地方政府應出臺相關政策，明確限制或禁止高毒、持久性農藥的生產、銷售和使用，對于已經批準使用的高毒、持久性農藥，應設定嚴格的用量限制和使用范圍；鼓勵和支持研發與推廣植物源農藥、動物源農藥、微生物源農藥等環境友好型農藥，逐步替代傳統化學農藥；改進農藥施用技術，如使用低漂移噴嘴、調整施藥高度等，以減少農藥的飄移和流失；鼓勵農民采用生物防治、物理防治等綠色防控技術，減少農藥使用量。另外，加強農田徑流管理和灌溉水處理，減少農藥入水的途徑。

2.2.3 環境修復

（1）土壤修復。采取翻土和換土等措施，改變土壤環境條件，消除某些污染物的危害。篩選具有高效降解農藥能力的微生物，或通過基因工程等技術手段培育較強降解能力的微生物菌株，將篩選或培育的微生物菌株植入土壤中，也可以通過灌溉、施肥等方式將微生物引入土壤，通過其代謝活動降解農藥殘留，減輕農藥對土壤的污染。種植對農藥殘留具有高效吸收和轉化能力的植物來吸收土壤中的農藥殘留。

（2）水體修復。微藻具有高效的生物吸附、生物吸收和生物降解能力，能夠去除水體中的農藥殘留，微藻生物修復技術在水體生態修復等方面發揮著重要的作用。采用過濾、沉淀、吸附等方法去除水體中的農藥殘留，使用化學氧化劑如臭氧、過氧化氫等降解水體中的農藥殘留。

3 結語

本文系統梳理了農藥殘留的檢測技術，并深入剖析了其對環境的潛在危害。隨著科技的進步，色譜法、光譜法、免疫分析法以及納米材料和生物傳感器技術等不斷革新，為農藥殘留的精確檢測提供了更多選擇。然而，選擇合適的檢測技術時，需要綜合考慮適用性、靈敏度、成本和所需技術門檻，同時新技術的引入需要與標準化操作程序相結合，以確保結果的可靠性和可比性。另外，隨著納米材料和生物傳感器技術的持續發展，高靈敏、高選擇性的農藥殘留檢測手段將被更廣泛地應用于現場快速檢測，為食品安全提供實時保障。同時，大數據和人工智能的應用有助于優化農藥殘留的監測網絡，降低農藥殘留帶來的潛在風險。

農藥殘留對環境的影響是多維度的，主要表現在土壤和水體上。為了減輕農藥殘留對環境的影響，需要研發與推廣環境友好型農藥，加強農藥使用管理，同時采取多種措施修復受污染的土壤和水體等，以保障農業生產安全和人類健康。

參考文獻

[1]馬斌.食品檢驗檢測中的殘留農藥快速檢測方法研究[J].現代食品，2024，30（2）：126-128.

[2]吳俊，鄭翔，讓蔚清.QuEChERS方法在食品農藥殘留檢測中的應用前景[J].實用預防醫學，2010，17（3）：619-621.

[3]宋雨昕.食品安全檢測中基于高效液相色譜-質譜聯用技術的農藥殘留分析研究[J].現代食品，2024，30（14）：200-202.

[4]王志剛，費榮杰.有機磷農藥檢測方法研究及進展[J].化學試劑，2023，45（3）：141-147.

[5]林宇婧.果蔬農殘檢測中的常見問題與優化對策[J].農業開發與裝備，2024（9）：139-141.

[6]鄭志俠，俞漢青.食品中農藥殘留分析方法的研究進展[J].安徽農業科學，2008，36（16）：6626-6629.