摘 要：本文系統(tǒng)地梳理農(nóng)藥殘留檢測(cè)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(shù)，同時(shí)簡要分析農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響，并提出相應(yīng)的防控建議，以期在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和人類健康的同時(shí)，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：農(nóng)藥殘留；檢測(cè)方法；環(huán)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(duì)食品安全關(guān)注度的提升，農(nóng)藥殘留問題日益成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于防治農(nóng)作物病蟲害、提升農(nóng)作物產(chǎn)量起到了重要作用。然而，不合理使用農(nóng)藥導(dǎo)致的農(nóng)藥殘留問題嚴(yán)重威脅消費(fèi)者健康，而且農(nóng)藥在環(huán)境中的生物累積、生物放大和遷移轉(zhuǎn)化過程會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。農(nóng)藥的穩(wěn)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(biāo)生物，甚至通過食物鏈的傳遞產(chǎn)生生物放大效應(yīng)，破壞生態(tài)平衡。因此，研究農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法及其對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)于推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展和保障食品安全具有深遠(yuǎn)意義。

1 農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法

1.1 樣品采集與前處理

樣品采集與前處理是農(nóng)藥殘留分析的第一步，也是整個(gè)分析過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確、可靠地采集樣品，結(jié)合有效的前處理方法，能夠確保后續(xù)分析的精度和可靠性。樣品采集通常需要考慮以下幾點(diǎn)：①選擇代表性的采樣部位，如蔬菜的根、莖、葉、果實(shí)，水果的皮和果肉，以反映農(nóng)藥在作物各部位的真實(shí)分布情況；②采樣時(shí)間點(diǎn)的選擇十分關(guān)鍵，通常在農(nóng)藥施用后的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，以捕捉農(nóng)藥殘留的峰值；③采樣數(shù)量應(yīng)足夠，以減少偶然性誤差，特別是對(duì)于農(nóng)藥殘留差異較大的地區(qū)或季節(jié)；④應(yīng)妥善保存樣品，避免光照、溫度變化和微生物分解等因素導(dǎo)致農(nóng)藥降解或變化[1]。

在樣品前處理方面，近年來微波輔助提?。∕icrowave-Assisted Extraction，MAE）和超聲波輔助提取（Ultrasound-Assisted Extraction，UAE）等技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)利用微波或超聲波的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，加速樣品中農(nóng)藥的溶解，縮短了提取時(shí)間，同時(shí)保持了較高的提取效率。然而，這些技術(shù)可能會(huì)對(duì)某些農(nóng)藥造成破壞，因此需要針對(duì)農(nóng)藥特性合理選擇提取方法[2]。

1.2 農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)

農(nóng)藥殘留檢測(cè)技術(shù)在農(nóng)藥殘留分析中發(fā)揮著重要作用，其發(fā)展和應(yīng)用直接影響農(nóng)藥殘留的準(zhǔn)確識(shí)別和量化。長期以來，傳統(tǒng)的檢測(cè)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(nóng)藥殘留檢測(cè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，這些技術(shù)在面對(duì)復(fù)雜基質(zhì)和痕量農(nóng)藥時(shí)，存在分離效率低、檢測(cè)限高、耗時(shí)較長等問題[3]。

色譜法，尤其是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Liquid chromatography-Mass Spectrometry，LC-MS），因其極高的靈敏度和選擇性，已經(jīng)成為農(nóng)藥殘留檢測(cè)的主流技術(shù)。這些技術(shù)能有效分離并鑒定目標(biāo)農(nóng)藥，甚至能檢測(cè)到痕量水平的農(nóng)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，F(xiàn)TIR）、拉曼光譜和核磁共振光譜（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，NMR）等，通過分析農(nóng)藥分子的振動(dòng)模式或核磁共振信號(hào)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的定性與定量分析。這些方法操作簡便，無須進(jìn)行復(fù)雜的樣品處理，但對(duì)儀器的要求較高，且在復(fù)雜基質(zhì)中的應(yīng)用受到限制。然而，隨著新技術(shù)如表面增強(qiáng)拉曼光譜（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy，SERS）的發(fā)展，光譜法在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用潛力正逐步被挖掘，特別是在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)方面[4]。

免疫分析法，特別是酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA），利用抗體與特定農(nóng)藥成分特異性結(jié)合的原理，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥殘留的定量檢測(cè)。這種方法操作簡便、快速，適合大規(guī)模篩查，但其敏感性和特異性可能受抗體質(zhì)量影響，對(duì)復(fù)雜基質(zhì)的處理也有一定要求。

新興的納米材料和生物傳感器技術(shù)，如納米生物傳感器、納米復(fù)合材料和生物分子印記技術(shù)，逐漸代替了傳統(tǒng)檢測(cè)方法。這些技術(shù)利用納米材料的高比表面積、優(yōu)異的電子傳輸性能以及生物分子的特異性識(shí)別能力，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)藥殘留的高靈敏、高選擇性檢測(cè)。例如，石墨烯、量子點(diǎn)和金納米粒子等納米材料的使用，顯著提高了檢測(cè)能力和檢測(cè)速度。而生物分子印記技術(shù)則通過模仿生物分子與目標(biāo)分子的特異性識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定農(nóng)藥的高效捕獲和檢測(cè)。

2 農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響及防控措施

2.1 農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響

2.1.1 對(duì)土壤環(huán)境的影響

農(nóng)藥殘留會(huì)改變土壤的化學(xué)性質(zhì)，如pH值和電導(dǎo)率，進(jìn)而影響土壤中微生物的活性。例如，長期使用有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥可能導(dǎo)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(shù)量，影響土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分的循環(huán)[5]。

農(nóng)藥殘留會(huì)改變土壤的物理結(jié)構(gòu)，影響其保水保肥能力。高濃度的農(nóng)藥會(huì)破壞土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)變得松散，影響土壤的保水、保肥能力。高濃度的農(nóng)藥會(huì)被土壤膠體顆粒吸附，導(dǎo)致土顆粒間孔隙減小。土壤顆粒間孔隙的減小會(huì)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(dòng)，進(jìn)而影響土壤微生物生存和作物生長。

農(nóng)藥殘留會(huì)干擾土壤中氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的循環(huán)。農(nóng)藥在土壤中分解的過程中可能會(huì)產(chǎn)生有毒副產(chǎn)品，如農(nóng)藥代謝物和降解產(chǎn)物，這些物質(zhì)可能抑制土壤中氮、磷、鉀的生物有效性，影響植物對(duì)這些營養(yǎng)元素的吸收利用，甚至可能導(dǎo)致土壤中某些元素過度積累，對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用[6]。

2.1.2 對(duì)水體環(huán)境的影響

農(nóng)藥殘留通過農(nóng)田徑流、灌溉、直接排放等方式進(jìn)入水體，對(duì)水體環(huán)境造成極大的負(fù)面影響。具體來看，農(nóng)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(jī)氯農(nóng)藥的穩(wěn)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(jìn)入大氣，形成全球性的環(huán)境污染物。農(nóng)藥殘留還會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，破壞水體的生態(tài)平衡。此外，農(nóng)藥在水體中受到水質(zhì)、溫度、光照和微生物活性等多種因素的影響。例如，一些農(nóng)藥在光照條件下會(huì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致農(nóng)藥分子的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而加速其降解；有些農(nóng)藥在光照條件下可能會(huì)產(chǎn)生更加有毒的降解產(chǎn)物，如某些有機(jī)磷農(nóng)藥在水體中經(jīng)光化學(xué)降解后會(huì)產(chǎn)生毒性更強(qiáng)的戴奧辛類，對(duì)水生生物和人類健康構(gòu)成更大威脅。

2.2 防控措施

農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)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(huì)影響土地、水體的質(zhì)量，甚至影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。為了減輕農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響，建議在教育普及、源頭控制、土壤修復(fù)等方面采取措施。

2.2.1 教育普及

在農(nóng)村地區(qū)推廣農(nóng)藥使用的正確知識(shí)和技術(shù)，對(duì)于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障農(nóng)產(chǎn)品安全以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。例如，定期舉辦面對(duì)面的培訓(xùn)課程，邀請(qǐng)農(nóng)業(yè)專家講解農(nóng)藥的正確使用方法、劑量控制、安全防護(hù)措施及農(nóng)藥殘留的危害；設(shè)計(jì)簡潔明了、圖文并茂的宣傳手冊(cè)，內(nèi)容包括農(nóng)藥選擇原則、使用時(shí)機(jī)等，確保農(nóng)戶易于理解和操作；利用微信群、微信公眾號(hào)、短視頻平臺(tái)等線上渠道，發(fā)布農(nóng)藥使用知識(shí)短視頻、圖文教程、互動(dòng)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(yán)格的農(nóng)藥使用和管理措施，如國家和地方政府應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策，明確限制或禁止高毒、持久性農(nóng)藥的生產(chǎn)、銷售和使用，對(duì)于已經(jīng)批準(zhǔn)使用的高毒、持久性農(nóng)藥，應(yīng)設(shè)定嚴(yán)格的用量限制和使用范圍；鼓勵(lì)和支持研發(fā)與推廣植物源農(nóng)藥、動(dòng)物源農(nóng)藥、微生物源農(nóng)藥等環(huán)境友好型農(nóng)藥，逐步替代傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥；改進(jìn)農(nóng)藥施用技術(shù)，如使用低漂移噴嘴、調(diào)整施藥高度等，以減少農(nóng)藥的飄移和流失；鼓勵(lì)農(nóng)民采用生物防治、物理防治等綠色防控技術(shù)，減少農(nóng)藥使用量。另外，加強(qiáng)農(nóng)田徑流管理和灌溉水處理，減少農(nóng)藥入水的途徑。

2.2.3 環(huán)境修復(fù)

（1）土壤修復(fù)。采取翻土和換土等措施，改變土壤環(huán)境條件，消除某些污染物的危害。篩選具有高效降解農(nóng)藥能力的微生物，或通過基因工程等技術(shù)手段培育較強(qiáng)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(dòng)降解農(nóng)藥殘留，減輕農(nóng)藥對(duì)土壤的污染。種植對(duì)農(nóng)藥殘留具有高效吸收和轉(zhuǎn)化能力的植物來吸收土壤中的農(nóng)藥殘留。

（2）水體修復(fù)。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(nóng)藥殘留，微藻生物修復(fù)技術(shù)在水體生態(tài)修復(fù)等方面發(fā)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(nóng)藥殘留，使用化學(xué)氧化劑如臭氧、過氧化氫等降解水體中的農(nóng)藥殘留。

3 結(jié)語

本文系統(tǒng)梳理了農(nóng)藥殘留的檢測(cè)技術(shù)，并深入剖析了其對(duì)環(huán)境的潛在危害。隨著科技的進(jìn)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(shù)等不斷革新，為農(nóng)藥殘留的精確檢測(cè)提供了更多選擇。然而，選擇合適的檢測(cè)技術(shù)時(shí)，需要綜合考慮適用性、靈敏度、成本和所需技術(shù)門檻，同時(shí)新技術(shù)的引入需要與標(biāo)準(zhǔn)化操作程序相結(jié)合，以確保結(jié)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(shù)的持續(xù)發(fā)展，高靈敏、高選擇性的農(nóng)藥殘留檢測(cè)手段將被更廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，為食品安全提供實(shí)時(shí)保障。同時(shí)，大數(shù)據(jù)和人工智能的應(yīng)用有助于優(yōu)化農(nóng)藥殘留的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，降低農(nóng)藥殘留帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響是多維度的，主要表現(xiàn)在土壤和水體上。為了減輕農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境的影響，需要研發(fā)與推廣環(huán)境友好型農(nóng)藥，加強(qiáng)農(nóng)藥使用管理，同時(shí)采取多種措施修復(fù)受污染的土壤和水體等，以保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和人類健康。

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